lördag 6 april 2013

En hel massa kölar

Ett favoritämne på den här bloggen är kölar. Vid jultid refererade jag kölundersökningar som gjordes på Chalmers 2010/2011 (här) och (här). Undersökningarna var initierade av Stefan Qviberg (som bl.a. ritat Arconabåtarna) och den typiska Arconakölen var förstås en av de varianter som undersöktes.

Häromdagen hittade jag en översikt över moderna båtars kölar på ett Sailnet.com forum (här). I det följande finns en något redigerad version av hela översikten. Den innehåller också hightechkölar, såna man knappast hittar på en standardbåt. Mot bakgrund av resultatet från Chalmersundersökningarna, så är det väl egentligen bara Dufour 335 och kanske Jeanneau 379 av standardkölarna som får riktigt godkänt (=max bulbtjocklek i bakkant på fenan). Alla värderande omdömen i det här inlägget är tillägg av mig. Dom finns inte i orginaltexten på Sailnet.com.


Dufour 335



Jeanneau 379



Benetau Oceanis 41




Malo 37


Hanse 385


Dehler 41

Sly 42


Saare 38


Solaris 37


Halberg Rassy 41


Tartan 4000



Salona 38





Salona 40


Salona 34

Hightech

Nu till några extrema kölvarianter. Först en titanköl till en Open 60. Det finns (fanns) väl bara en Open 60 med titanköl, dvs Safran som först seglade ett varv runt jorden och sen tappade kölen 4 timmar efter starten i Vendee Globe 2012/2013. I orginaltexten på sailnet.com forumet anges att kölen är bearbetad ur ett massivt stycke titan, men med utgångspunkt från de videor jag sett från tillverkningen är den tillverkad av svetsad titantunnplåt. Nån som läser detta kanske vet? De solida varianten kan göras tunnast men blir lite tyngre.
Safrans köl? Iallafall en canting köl.
Kostnaden för titankölen är förstås astronomisk, utan företaget Safran (som händelsevis hade ett lämpligt stycke titan liggande på bakgården) som hvdsponsor hade det inte heller blivit en titanköl.

Det näst bästa alternativet är att tillverka kölen av smitt höghållfast stål, fortfarande dyrt men det alternativ som förespråkades av flera inblandade i Vendee Globe efter de 4 kölhaverierna i senaste seglingen. Höghållfast stål har högre säkerhet än titan att hålla ihop även om det finns sprickor.
Flänsplattan är troligen svetsad till den bearbetade (frästa) kölfenan.

Flänsplattan
  
Cylindrisk bulb med maxtjockleken i fenans bakkant. Bulben ger ett väl trubbigt intryck.


Bäversvansen förhåller jag mig lite avvaktande till!
Ihåliga tunnplåtsfenor med blybulb innebär förstås att kölens tyngdpunkt hamnar riktigt långt ner. Fenan blir lite tjockare än en massiv köl, men förstås mycket lättare.
Det är väl bara att köpa ett Mekano och börja skruva ihoip?



Med tillplattad bulb
Det handlar fortfarande om dyra kölar, men prismässigt börjar dom börjar bli överkomliga. Kölen härnedanför är en exklusiv köl till Salona 41: Anmärkningsvärt lång bulb, blir mycket våt yta i förhållande till tyngd/volym. En optimerad köl (se tex Open 40 Anasazi's köl (här) - bläddra ner till slutet av det inlägget) har betydligt större relativ tjocklek.



Strömningsbilder runt undervattenskroppar och kölar är suggestivt. De två bilderna visar simulering av strömningen runt Salona 38 med en Jason Ker ritad fenköl, en kölvariant som finns som tillval. Ingen bulb, en kompositköl med nedre delen i bly, fenan är lite vidgad i underkanten. Den övre halvan har laminerat skal och är fylld med plast.

Exempel på stål/bly kompositkölar med bly i botten och järn/stål upptill:

Fin tjockleksfördelning på bulben, men varför bygga ut till plan undersida?


Den här kölen får omdömet tveksam eftersom bulbens och fenans maxtjocklek hamnar på ungefär samma ställe.

Järn/Stål - bly komposit är ett vanligt alternativ för exklusiva båtar eller som tillval för standardbåtar. Det är en effektiv köl med tunn fena även om den blir tyngre än en tunnplåtsvariant.

Kölinfästningens hållfasthet är en svag länk hos båtar med moderna kölar. Själv har jag valt att aldrig gå på grund, men det är ju inte alla som tycker att det är ett acceptabelt alternativ. Bilden här visar en blyköl med utkragad anliggningsyta mellan köl och skrov för att få ner påkänningen om/när det smäller.

Utkragningen påverkar prestanda (negativt).

Lowtech men bra

Den vanligaste kölvarianten hos moderna standardbåtar är bulbköl helt i gjutjärn. Är billigt och fungerar utmärkt för C/R.




Avslutningsvis, en påminnelse om alla faror som hotar i sommar:

Finska skärgården är full av grund!
 Fair Sailing - oavsett vad du har för köl!

12 kommentarer:

  1. Hej Anders
    Kul sammanställning på olika kölar.
    Jag vill minnas att i IACC så konstaterade man efter sista AC att det var fördel till NyaZeeland o Schweitz då de hade konstruerat längre kölbulbar jämnfört med sveriges kortare.
    Kortare gav lite bättre manöverförmåga men framförallt högre motstånd i vattnet som översteg våtytan som en längre bulb innebär...så kanske finns det olika teorier.
    Sedan har jag sett kölar på ett av världens främsta designers som sitter till stor del framför fenan, dvs maxbredd ligger ganska långt fram? Vad säger din tolkning av Chalmers teori där?


    MVH Andreas som har en iholig kölfena samt bulb med bredaste delen ganska långt fram på bulben ala droppform...

    SvaraRadera
  2. Kul faktagenomgång! Sen finns det tyvärr en del fabrikat som har hyfsad köl men sen slänger dit fast trebladig och en superklump till propelleraxelgenomföring för att "kunden vill ha det". Ett bra saildrive med foldingpropeller är ännu enklare (produktionsvänligt) att montera och ger betydligt bättre egenskaper både för segling och motorgång.
    Se bild:
    http://1.bp.blogspot.com/-M4QUu_XJglQ/UUm7jnNY9mI/AAAAAAAAUaU/sVWXPEsese8/s320/P3170001.JPG

    SvaraRadera
  3. Hur genomtänkt formgivna kölar har vi på våra båtar? Uppriktigt sagt så tror jag att nästan alla kölar på standardbåtar är formgivna mest på intuition. Det finns väldigt få offentliga ordentligt genomförda kölundersökningar men säkert många mer eller mindre hemliga resultat, tex framtagna i samband med VOR, Vendee Globe och Americas Cup (på den tiden båtarna hade kölar). Rykten sprids och olika trender passerar. Den första T-kölen som provades på Chalmers 2010 var riktigt dålig, resultatet är offentligt men ändå formges kölar fortfarande på det sättet. All heder åt Stefan Qviberg, som faktiskt tog tag i den här frågeställningen. Men kölutformningen kanske inte är så viktig? Skillnaden mellan en dålig och en bra köl kanske är liten, andra faktorer betyder mer och därför kan en båt med "dålig" köl ändå hävda sig på kappseglingsbanan. Jag var mätningsman på Express SM under några år i början på 90-talet. Sten Bergquist kom med några olika kölvarianter, en var inget vidare men ändå kom han - såvitt jag nu kommer ihåg - trea (i Karlshamn 1993). För honom, som säkert räknat med bättre resultat, var det kanske inte godkänt men vi andra hade mycket svårt att ta oss förbi.
    Om det hade varit så att standardbåtars kölar var formgivna med utgångspunkt från någon form av systematiska försök för att få ökad prestanda, så hade det fått en framträdande roll i reklamen. PÅ sin höjd ser vi idag någon hänvisning till NACA. Den enkla sanningen är väl att kunden inte bryr sig. Och då bryr sig heller inte producenten. Det ska se bra ut. Punkt.
    Chalmersundersökningarna visade att bulbens maxtjocklek ska ligga akter om fenan om det är en T-köl. Någon systematisk variation av designparametrarna gjordes inte för L-kölen. Antingen ren tur, intuition eller faktisk vetskap, men den första varianten av L-kölens bulb uppfyllda maxtjocklekskravet. Och ändrades aldrig.
    Den Finot-ritade Open 40:an Anasazi Girl har T-köl, som uppfyller kravet. Den ritades för drygt 10 år sen. Kunskapen har säkert funnits länge.
    Corby 36 är exempel på "framtung" bulb. Trycket skjunker efter maxtjockleken och risken för strömningsseparation ökar då på kölens lovartsida. Men Corbybåtarna kryssar som gudar. Ska en bulb vara lång eller kort? Jag ska sammanställa de data jag har om detta. Blir nog snart ett inlägg.
    Jag önskar jag hade en kraftfull CFD programvara för simulering av strömningsfältet. Men det har jag inte och då kan jag bara försöka resonera lite kvalitativt. Vilket jag tror att också båtkonstruktörer gör.
    Är man långt inne i designprocessen - tex DME som ritat HP1030, så har man säkert tillgång till kvalificerade undersökningar och försöker extrapolera resultaten till den båt man ritar. Men i slutändan blir det ändå ganska mycket ingenjörsintuition det handlar om.
    Ibland bemöts en ifrågasättande inställning med argumentet "Båten är ritad av XX - han gör inga misstag....". Väldigt mycket punkt på slutet alltså. Det är möjligt att argumentet biter på några. Men inte på mig.

    SvaraRadera
  4. Kul läsning! Nu ett kärt ämne.. dax att spackla kölen lite igen och ev roder samt kanten mellan aktersspegel och botten..

    Vi har idag ungefär samma form på akterkanten på köl o roder dvs lätt rundad och ca 6-4 mm tjock. vad föreslås? lite smalare och tvärt avslipad? Eller?

    Kanten mellan akterspegel och botten befinner sig oftast i vattnet och har i dag en radie på ca 7-10 mm. borde inåt den släppa bättre i vattnet om den är spacklad till ett vasst ytterhörn?

    NF Magda..

    SvaraRadera
  5. Vassa kanter gäller! Sen är det en fråga om ambitionsnivå om du ska spackla bakåt så bakkanten blir 2/3/4 mm eller ta vad du får om du bara slipar det du har. Har du hård bottenfärg, kan du kladda på lite extra och slipa skarpt i bottenfärgen. Kölen kan du snedfasa, typ 30 grader, för att undvika kölsjungningar. Iochförsig en bra logg - man lär sig snabbt vid vilken fart det börjar sjunga. Riktigt vassa kanter ska det vara! Det mår också kappseglingssjälvförtroendet bra av!

    SvaraRadera
    Svar
    1. Håller det med bara spackel, eller måste man bygga in ngn armering? Bakkanten nu närmare 10mm. Vad tror du om prestandan med vassare bakkant?

      Radera
    2. Ursäkta ett lite sent svar. Skarpt och vasst i första hand. Innan jag slipar ner så att bakkanten blirr tunnare skulle jag kolla kölens framkant, nosradien ska stämma, det ska vara jämt - känner du med handen, eventuellt använder du släpljus (en lampa som är riktad nästan paralellt med ytan så att det blir tydliga skuggor som avsjöjal ojämnheter). Därefter skulle jag börja med bakkanten. försök nå 4-5 mm, Piano har 4 mm, på #26 är bakkanten 2 mm. På Expressen monterade jag en skena med exakt bredd (enligt klassregeln) och spacklade mot den. Sen fick jag ta bort skenan, efter Expressregeln inte tillåter extra järnbitar som monteras på kölen. Expoxispackel är starkt, det är vidhäftningen till kölen som skulle kunna vara kritiskt. Skruva in små skruvar i bakkanten med säg 100 mm avstånd (och limma spacklingsmallen bakom). Enda yttre belastningar som skulle kunna orsaka skador är grundstötning eller nåt rep som man drar runt bakkanten.

      Radera
    3. Tackar för svaret! Det gäller väl att kavla upp ärmarna och sätta igång så fort vädret tillåter.

      Radera
  6. Toppen.. då är de bara att vänta på spackelväder... :-)


    SvaraRadera
  7. Har du någon ide på bra mothåll för spacklingen.. Tänkte klämma fast en bit plywood på köl och roder med tvingar för att sen spackla mot med en bra spackel för att förlänga akterkanten... hur får jag bort plyfan? masktape på den innan spackling? Några tips? MVH Roger

    SvaraRadera
  8. Plywood låter bra. Jag använde två överblivna lattor (forma båda sidorna på en gång) med släppmedel på, tror att vaselin fungerar (men du kan ju kolla först).

    SvaraRadera
  9. Vanlig brun pakettejp med lite vax på funkar bra som "släppfilm"

    Pelle

    SvaraRadera