Konkav eller konvex (3)

I en kommentar till förra inlägget om förskeppsutformning (här) skriver Jimmy att konkava linjer i förskeppet är en följd av IMS-regeln som straffade höga prismatiska koefficieter. IMS-regeln var den regel som efterträdde IOR-regeln och som också är orsaken till bulbar med triangulära tvärsnitt, dvs spetsiga uppåt och med platt undersida. Konkava förskeppslinjer är på väg ut, dom senaste konstruktionerna har raka eller svagt konvexa linjer fram. Den triangulära bulben har överlevt, jag tror att det är av praktiska skäl. Båten står väldigt stadigt på land helt enkelt. Design för vinterförvaring alltså. För många år sen var jag på ett seminarium med Olin Stephens, till er som inte vet vem han var ger jag rådet att googla. Han fick bl.a. frågan om varför IW31 hade en köl som var spetsig nedtill, det innebar ju att det blir svårt att palla upp den vid landförvaring. Hans svar var enkelt: Jag ritar båtar för att dom ska seglas, inte för att vinterförvaras.

Det var en liten utvikning. Nu tillbaka till det här med förskepp och vågbildning. Först två bilder som visar skillnaden mellan en lång slank undervattenskropp och en fylligare variant. Farr 30 och H-båten. Båda kryssar med rimligtvis full kryssfart, dvs Froudetal nånstans mellan 0,35 och 0,4.

Farr 30:ans raka skrovlinjer genererar knappt några vågor alls. Häckvågor finns där men inte den typiska gropen nedanför besättningens fötter.

H-båt, med sin tydliga bog- och häckvåg och det nedbyggda kölpartiet som orsakar en grop och fastnar i vågdalen.

 Jag har förstås letat efter vad som är skrivet om skrovlinjer och vågbildning. Grundprincipen om båtar som blir hängande i vågdalen mellan vågtopparna fram och bak finns där. I Larsson, Eliasson "Principles of Yacht Design", anges på sid 75 (i min upplaga) att "heavy displacement" båtar kan nå Froudes tal 0,4 baserat på vattenlinjelängden. Lätta båtar med stora överhäng kan nå 0,5 helt enkelt för att bog och häckvåg når hela vägen, den effektiva vattenlinjelängden blir längre än flytvattenlinjen på stilla vatten. Men sen står inte mer i PYD. Synd , eftersom så mycket inom yachtdesign idag handlar om hitta vägar att segla fortare än skrovfarten.

Hur stora krafter krävs för att driva båten? Hur stor är egentligen tröskeln som hindrar en lite lagom bullig båt att segla fortare än sin skrovfart? I PYD finns lite tabeller och diagram som man kan använda för att beräkna detta. Allt är baserat på flera serier modellförsök som gjordes i Delft, Holland under 70/80/90 talen. Med början i IOR linjer och slutade med IMS linjer. Flera på den tiden tunga namn inom yachtkonstruktion var inblandade, Frans Maas, van der Stadt och Sparkman o Stephens. I diagrammen nedan har jag tagit fram data för en båt som skulle motsvara Piano, vattenlinjelängd 8,8 meter, bredd 2,5 m i vattenlinjen plus en massa andra parametrar. Dom är inte superviktiga eftersom det här enbart handlar om att få en uppfattning om storleksordningar.

Det första diagrammet anger fart på x-axeln och vågbildningsdelen av släpmotståndet på y-axeln. Värden är angivna för enbart skrovet som släpas genom vattnet i horisontalläge. Ingen köl, inget roder, inget vindmotstånd. Friktionsmotståndet ökar också med farten men har inte någon tydlig tröskel.

Skrovfarten är 7,2 knop, motsvarar ca 400 N motstånd. Normal kryssfart ligger mellan 6,2 och 6,6 knop.

Detalj ur samma diagram. Mellan TWA 90 - 110 grader då vi fortfarande seglar med fock när det blåser ordentligt når vi ganska enkelt 8 knop, då är vågbildningmotståndet ca 4 ggr högre än vid kryssfart.

 Ta dom här diagrammen med en nypa salt, Pianos linjer avviker trots allt en del från modellerna i Delftförsöken.

Dom inledande två bilderna visar den stora skillnaden mellan Farr 30 och H-båten. Tittar du extra noga på Farr 30 så avslöjar bilden konkava linjer fram. Båten konstruerades för ca 25 år sen och då var det alltså IMS-influerat mode med konkaviteter.

Här kommer några bilder till. First 30 ritad av JK. Ett skrov som är riktigt fylligt fram, skapar en rejäl bogvåg. En vacker båt. Men samtidigt en ganska tung, väger över 4 ton. Det innebär en ganska djup grop i sjön när man seglar.

Som kontrast två 11:or, ritad av Ron Holland. På Byxelkroken seglade vi länge bredvid en 11:a, dom hade svårt att få till kryssfarten, men när det öppnade var det som en hind som rann genom vattnet.

Lagom tunt men ändå konvexa linjer i fören!

Jag har plockat bilderna lite hursomhelst på webben.

Jan C, som seglar halvton Antheor i Lomma tipsade om en videolänk, den kommer här. Inte full kryssfart kanske men fin vågbildning! (här)

Här kommer ytterligare ett klipp från Antheor (se kommentar 3 i kommentarsfältet för det här inlägget): (här)