Onderwerp: Minimum oppervlakte roerblad

Het vierkante tafelblad dat gewoonlijk onder onder de kwarttonners zit lijkt nogal overgedimentioneerd als je de verhoudingen vergelijkt met die van een moderne boot. Ik wil mijn roerblad vervangen door een met een vorm die smaller en dieper is. Maar als ik een veilige marge wil houden met de kielWeet iemand hoe je berekent wat de minimale oppervlakte van je roerblad moet zijn wil hij effectief blijven?

Als ik een veilige marge wil houden tov. de diepte van de kiel dan kan het roerblad maar 10cm langer worden dan nu en als ik gelijk oppervlak wil houden dan wordt hij dus niet veel smaller. Zo op het oog kan het wel wat minder met het oppervlak, maar hoeveel? Ik kan me zo voorstellen dat er ontwerpregels zijn waarmee je de minimale oppervlakte van het roerblad uitrekent.

Weet iemand hoe je berekent wat de minimale oppervlakte van je roerblad moet zijn wil hij effectief blijven?

Marcel Wigman
Kwarttonner 'Tristan'

Hallo Marcel,

Ik heb mijn nieuwe kwarttonner roer bijna af. Voor het ontwerp heb ik me vooral laten leiden door de aanwijzingen in het boek
Principles of Yacht Design van Lars Larsson.
Het antwoord dat hij geeft op jouw vraag is:
An average value of rudder area to sail area on modern cruiser/racers is 1.4 %. This includes a possible skeg in front of the rudder. The lower limit seems to be around 1% and the upper 2 %.
Verder raad hij voor een roer een NACA0012 profiel aan. Er zijn ontzettend veel verschillende profielen families. De NACA0012 is er een van de NACA four digit familie. In Abbott & Doenhoff ( het standaard profielen boek) kun je een formule vinden voor deze dikteverdeling. Die programmaatjes op Internet doen niet meer dan die formule voor je invullen.

Mijn roer heeft een lengte van 1 meter en een koorde aan de wortel van 35 cm. De planform van het roer is een trapezium, de koorde verloopt lineair van de wortel naar de tip. Volgens dezelfde theorie die aangeeft dat een elliptische planform optimaal is ( dit is een sterk vereenvoudigde theorie de zgn. lifting line theory) is het verschil tussen een elliptische koorde verdeling en een linear verlopende koordeverdeling heel erg klein.
Het is relatief gemakkelijk om nauwkeurig een roer te maken met een linear verlopende koorde en een bepaald profiel. Een elliptische variatie is wat complexer. Daarom heb ik voor een linear verlopende koorde gekozen. Verder heb ik een nieuwe roerkoning laten maken met D=25mm, recht en met twee platen eraan gelast van 200 mmx200 mm.
Zoals Egbert vd Waal al schreef is de grootste moelijkheid om de roerkoning in het roer te krijgen zodanig dat je roer stabiel is.
Voor deze familie van profielen ligt het neutrale punt op 1/4 van de leading edge. Je roeras moet zich dus voor dit punt bevinden. Ook hiervoor geeft het boek van Larssson een richtlijn. De resultante van de roerkracht dient aan te grijpen op ongeveer 50mm achter de draaias van het roer.

Ik heb mijn roer opgebouwd uit 11 lagen van 4mm Bruynzeel Hechthout ( de real stuff) Omdat de planform zo simpel is en je de vergelijking kent van de dikteverdeling kun je redelijk eenvoudig de doorsnijdingen van het roer berekenen met de 11 verschillende hoogtes (met MATLAB programmaatje). Dit leverde me 11 multiplex platen die op de juiste manier opelkaar gelijmd al bij benadering de goede vorm hadden. Dit bespaart je een hoop beeldhouwwerk en geeft veel meer sturing om het juiste profiel te krijgen. Ik hoef alleen nog met de schaaf en een schuurmachine de 'traptreedjes' weg te halen.


Duncan

Beste Jos,

Meestal is trillen van je roer het gevolg van loslating/wervelafschudden aan de trailing edge van het roer. Dit is te voorkomen door het roerprofiel 'af te kappen' en niet af te ronden. Ik kan niet helemaal begrijpen dat veranderingen aan de leading edge effect hebben op het trillen zoals jouw ervaring is.

Je roeras afgebroken? Ik vind dat hoogst merkwaardig.
We hebben het hier over rond 25 rvs 316?
Het oppervlakte traagheidsmoment van de roerkoning is gereduceerd met een factor 2 (ongeveer)als je van D=30 naar D=25. Denk je niet dat het breken een gevolg is van het buigen en lassen gecombineerd met een vermoeiingsprobleem door het trillen?

Duncan

Steef heeft inderdaad gelijk dat het effect van een 'beter' roer waarschijnlijk beperkt is. Het is alleen een onderdeel dat je gemakkelijk zelf kunt aanpassen en leuk om over na te denken.

Ik zou je sterk aanraden het boek van Larsson te lezen. Er staan heel veel diagrammen in om de relatieve invloed te zien van verschillende zaken. Wat is het effect van afwijkingen in het profiel op de weerstand als iemand de voorkant van zijn roer of zwaard te scherp of the rond schaaft
( dat staat er serieus in, blz. 126) , wat is het effect van de vorm van de achterkant van het profiel op trillen enzovoort.

Duncan

Broeders en zusters,

Vandaag eens flink zitten rekenen en tekenen. Een roerblad voor een kwartton heeft met 14,2 m2 tuig (genoa en grootzeil) dus een oppervlakte tussen de 2420 en 3380 cm2. Mijn oude roer meet 3875 cm2 met 16% balans. Ik ga uit van 3000 cm2 met een lengte van 95cm, dan is hij 20cm ondieper dan de kiel, ivm. vastlopen. Ik heb de roervorm van de Stern33 genomen en die verkleind en verbreed.



Als ik uit het best passende NACA profiel ben zal ik dat erbij zetten.

PS. invoegen van plaatjes: plaatje zelf staat op mijn eigen site, linken via Img tags in het bericht, kijk even in de bericht-editor.

Hoe smaller je het roer maakt hoe gevoeliger het wordt voor stuurbewegingen. Geef je hard roeruitslag dan zal het roer niets meer doen omdat het overtrokken raakt. Vaak is dat het geval bij uit het roer lopen waarbij je graag even flink aan het roer wilt hangen om de boot weer in het gareel te krijgen; dat kan je bij een klein en smal roer dus vergeten. Het roer gaat caviteren en het drukpunt schuift naar voren en de boot loeft onder je kont uit. Een iets groter roer en vooral een iets breder blad is minder gevoelig voor overtrekken en kan iets ruwer gestuurd worden, hetgeen voor een toerboot wel erg prettig is. Ik zou je roer dus groter maken dan op tekening door hem vooral iets breder te maken met wel het juiste profiel.
Pieter

Zo op het oog kreg ik idd ook kippenvel van het kleine oppervlak, maar na een bezoekje aan een collega-waarschipper weet ik dat het nog kleiner kan. Blijkbaar heb je bij een klein blad gewoon meer snelheid nodig, als je bij weinig snelheid wilt kunnen manouvreren heb je oppervlak nodig. Ik heb een nieuw ontwerp gemaakt: 1,4 procent ditkeer. Ik voeg expres plaatjes in, misschien hebben anderen er ook wat aan. Wat mij betreft wordt dit hem.

Heel mooi,

Ik zou misschien overwegen om de uitstekende strippen breder te maken om beter het moment over te brengen van de roerkoning. Ik heb er echt platen van gemaakt.

Verder vind ik het een heel goed idee om de roerkoning conisch te maken, maar ik vraag me af wat het kost om het te laten draaien.

Succes,

Duncan

beste heren roer doktoren

nadat vorig voorjaar iemand met een lege trailer mijn roer omder mijn 600tje weggereden had (door de midden zeg maar). hebben mijn vader en ik samen een nieuw blad gemaakt gewoon gekeken naar het oude blad (wat tevens ook al een nieuw roer was omdat het origineel het begaf bij 12 knopen aangezien 2 of 3 cm toch wel wat dun was voor een roertje)

nieuwe roer (derde roer in 2 jaar tijd gheghe) hebben we compleet op het oog gebouwd met in ons achterhoofd dat de dikte van het profiel heeft te maken met de snelheid van de boot, dunne profielen voor snelle- en dikke voor langzame boten. Nou zijn waarschepen relatief langzame boten en zijn we uitgegaan van een ecliptische vorm en een dikte van 6 cm (breedte en diepte weet ik zo niet maar zal 90 * 35 zijn ofzo). Misschien iets meer weerstand maar een gruwelijke lift en power in het roer waardoor je dus minder uitslag hoeft geven en dat in feite dat btje weerstands verminering weer opheft omdat je niet continu met die plank dwars achter je boot zit. Verder was het met spinakeren (vooral halverwind) nog wel eens een probleem dat de bootuit het roer liep maar nu absoluut niet meer. Zijn metwindkr8 6 halverwind de eems opgeraced en niet een keer controle verloren over de boot (het snlheidsrecord staat momenteel trouwens op 15.56 en ook met dit roer).

conclusie al met al prima roertje geworden


zie bandensporen stonden er nog op

Voor het zijaanzicht van een roer schijnt de Spitfirevleugel het gunstigste te zijn. Voorzijde onder korte afronding en achteronder een flinke afronding. Heeft te maken met turbulentie op een scherpe hoek met roergeven. Een afronding aan de achterzijde vermindert die turbulentie. Dit was indertijd ook de gedachte achter de Scheel-kiel alleen was daar de ballast weer het probleem.
Pieter

@ raptor

zie foto's van mijn roer:P

Mannen,

Inmiddels kontakt gehad met Cees van Tongeren (vdStadt), die adviseert zelfs nog wat minder dan 1,2%. Ik heb eea nog eens op schaal gezet en ontdekt dat mijn eerste tekening niet helemaal juist is, het roer moet een pietsie groter getekend worden.

Als ik de boten in de markt vergelijk zie ik grote verschillen in roerblad-oppervlakken. De afweging lijkt inderdaad een combinatie van comfort en sportiviteit en daartussen zitten grote verschillen vwb. roeroppervlakte. Een belangrijke overweging lijkt me wel dat ik met mijn kwartton in de haven met lage snelheden geen schroefwater tegen het roer heb lopen ivm. buitenboordmotor, zodat ik het op die plekken vooral van oppervlak moet hebben, of ik moet alleen op de motor manoeuvreren. Onder zeil lijkt het niet uit te maken, je hebt gewoon snelheid nodig bij een klein roer.

Bedankt voor jullie input!

Marcel
Kwarton 'Tristan'

De Spitfire vleugel wordt in het boek van Anderson
Fundamentals of Aerodynamics voorgesteld als het schoolvoorbeeld van een vleugel met een elliptische planform.

Mannen,

Dat punt over vliegtuigvleugels heeft me behoorlijk bezig gehouden. Als je aan de onderkant de voorkant afrondt duw je het water onder het roer door weg in plaats van er langs. Als je de vorm aan het 'voorlijk' zo lang mogelijk recht laat doorlopen voorkom je dat, het water dat je tegenkomt 'stoot' op de voorkant van je roer en kan niet anders dan langs het vlak. Maw. volgens mij maak je het onderste deel effectiever door het voorlijk zo recht mogelijk te houden. Spitfire vleugelvorm dus.

Hij wordt zo een meter lang.

Mark.

Ik had hetzelfde probleem. Om een sterke puntbelasting te vermijden heb ik de 'strippen' op mijn roer vervangen door 2 plaatjes van 200 mmx200 mm en 3 mm dik RVS die met een rij onderbroken lassen aan de roerkoning gelast zijn. Ook voor die grotere platen kun je makkelijk een ruimte uit de roerhelften frezen.

Het voelt extreem stevig...

Duncan

Mannen, ik ben eruit, vandewinter een erreg-fijn roerblad gemaakt voor mijn kwarttonner en het zeilt als een tierelier. Uiteindelijk contact gehad met VanDerStadt en PeltzerDesign. Overwegingen en foto's geplaatst op:
http://home.versatel.nl/fam.wigman/tristan/nieuwroer

Bedankt voor jullie raad, daad en bemoeienissen.

Marcel