Onderwerp: Aan de wind zeilen zonder verlijeren ??

Dames en heren, de vraag van de dag. Daar komt ie!

Quote:

Een schip voorzien van goed getrimde zeilen, effectief gebruik
van het bemanningsgewicht en een goede stuurman kan als het
ware naar de wind toe klimmen. Met lift wordt in deze het natuurkundig
verschijnsel bedoeld waarbij de kiel door het water
naar loef wordt geduwd. Let op: Naar loef! Dus het schip verlijert
dan niet? Nee!

Een goed gekalibreerde (digitale) windset maakt lift zichtbaar.
Unquote

Bron: Nieuwsbrief Noordzeeclub Winter 2009 (vanaf pagina 14) noordzeeclub.nl/media/pdf/winter2009.pdf

Niets nieuws onder de zon dat een kiel lift kan (moet) genereren en dat daarvoor bepaalde omstandigheden noodzakelijk zijn. Dat die Lift (kracht) gericht is naar loef is ook helder. Textbook example. Maar dat het zover kan gaan dat het verlijeren volledig wordt opgeheven plus dat er nog een paar extra graden hoogte gewonnen kunnen worden is mij nieuw.

Want wat staat er eigenlijk in mijn ogen:
Ik leefde tot ik dit las in de veronderstelling dat een kiel het verlijeren nodig heeft om juist die lift op te wekken. Normaal dacht ik dat je op een scherp jacht met een top onderwaterschip een graadje of 7 gemiddeld verlijerd over een boeg. Dat is in je kruishoek samen 14 graden, give or take. Deze kan je dus blijkbaar opheffen plus nog eens over elke boeg 3 graden extra (zie artikel). Kom je uit op een 20 graden kleinere kruishoek dan dat ik ooit voor mogelijk hield.

Daar heb ik geen digitale goed gecalibreerde what ever gadget voor nodig. Dat ziet mijn dochter van 11 nog, die 20 graden kleinere kruishoek. Met een snelle check op je GPS haal je die 20 graden zo naar boven. Als ik dit niet van deze site had gehaald maar zeg uit een zeer zinnig antwoord op het ZF had ik het in eerste instantie bestreden. Anders gezegd, ik ben mijzelf er nog van aan het overtuigen.

ERGO: IK WIL DAT OOK! IK WIL HET IK WIL HET IK WIL HET

Wie herkent dit en op welke kruishoeken over de grond varen jullie nu dan en met welk boot type? Moet je je boot hier niet eerst geheel vlak voor varen en hoe doe je dat dan met meer wind?

@ Capo, FMJ, J22, ETC .... HOE?

ik vind het een flutverhaal. Was het niet rond 1 april dat dit gepubliceerd werd?

Het begint al het de opmerking dat sturen op een stuurautomaat sneller zou varen dan met de hand, omdat de automaat minder stuurt en meer slingert. Ik denk dat we allemaal wel gemerkt hebben dat met de hand sturen 10 a 20% sneller is dan met de automaat. We kunnen het op de Capolavoro zo proberen: performancemeter aan, stuurautomaat aan, en we weten het. Ik weet het nu al: de 100% haal je alleen door heel fanatiek met snelle korte bewegingen te sturen. Als je dat niet doet raken de zeilen uit de groove en vermindert je voortstuwing. Een beetje remmen met het roer levert een heel grote verbetering van de werking van de zeilen, zo is dat toevallig
Tegen de tijd dat een stuurautomaat naar telltales en golven kan kijken wordt het misschien iets beter.

Verder hebben vele ontwerpers (o.m de grote E.G. van de Stadt) uitgebreid geexperimenteerd met trimvlakken achteraan de kiel, om daarmee het kielprofiel zo te wijzigen dat de drift verminderde. Daar zie je nergens meer iets van terug, experiment mislukt.
Wat wel werkt is een kantelzwaard, vroeger (en nog?) in de FJ: het gehele zwaard werd schuin in de zwaardkast gezet waardoor de drift van de boot verminderde (logisch als je hele zwaard niet in lijn met de lengte-as van de boot staat).

De lift die een kiel levert is een reactiekracht op de dwarsscheepse component van de windkracht. Newton leert ons dat die reactiekracht nooit groter kan worden dan de oorspronkelijke windkracht-component. Verloeveren is er dus niet bij. Je kunt natuurlijk wel de angle of attack van de kiel (de aanstroomhoek van het water) veranderen door met sturen (roer) de hele boot te draaien tov zijn voortbewegingrichting. Dat zal wat extra lift geven, heeeel eventjes, want die boot gaat niet zo lang 'scheef' door het water, dat geeft teveel weerstand. En dan kom je weer bij de stabiele situatie: een beeje drift dat zorgt dat de immers symmetrische kiel lift kan genereren.

groet
t

Ik heb weinig verstand van wedstrijdzeilen en ben ook geen scheepsbouwkundige... maar ik zou nog kunnen voorstellen dat een asymmetrisch profiel wel zodanige lift genereert dat je 'verloeverd'.

Een symmetrisch profiel genereert alleen lift als de stroming op het profiel niet recht van voren komt (en dus alleen als je verlijerd).


Die beperking heeft een asymmetrisch profiel niet, ook wanneer de waterstroming recht van voren inkomt (of zelf iets van 'boven') zal er lift gegenereerd worden.


Het is natuurlijk wel lastig dat je over de ander boeg dan ineens een tegengesteld profiel nodig hebt...

Hen3 schreef :
dat is precies wat geprobeerd is met trimvlakken achteraan de kiel, zonder succes.
groet
t

Ik vind het ook een sterk verhaal, om alle bovengenoemde redenen.

Ik heb stapels kantelzwaarden voor de FJ gemaakt, een van de weinige klassen waar dit nut heeft. En dat komt door de grote toegestane maximale dikte van het zwaard (40mm) tov de koorde (415mm) dus je kan het ding goed scheef in de zwaardkast zetten.

Dat hielp idd goed, maar de profielen werden wel wat kritisch. Ook zwaardstrips kon je bijna iedere wedstrijd vervangen. Ik heb nog overwogen de onderkant van de boot daar compleet vlak te krijgen en vervolgens het zwaard om een as te laten draaien. (in de tekeningen is marge genoeg, en met de nieuwe FJ klasseregels kan je een J22 nog als FJ door de meting krijgen...)

Dit is echter helaas op de tekentafel gestrand. Maar het moet kunnen.

Trimtabs moet in principe ook kunnen, en dat moet ook werkend en betrouwbaar te krijgen zijn, zeker met de huidige materialen. Echter, in de wedstrijdzeilerij is dit keihard en expliciet niet toegestaan, en in de toerzeilerij zit je met werkend houden en schoonmaken van het systeem.

In de International Moth en andere draagvleugel-zeilboten wordt dit principe overigens wel toegepast, maar vertikaal ipv horizontaal.

Wie een techniek ontwikkelt waarmee je een kiel beurtelings aan stuurboordzijde/bakboordzijde vlak/bol kunt maken, kan er aardig rijk van worden..

beewee schreef : had Piewiet/Kiviet dat niet al gedaan

groet
t

beewee schreef : Er bestaan boten met dubbele zwaarden... multihulls natuurlijk, maar ik meen ook een keer een monohull te hebben gezien. Je zou verwachten dat deze zwaarden een asymmetrisch profiel hebben, is dat zo?!

Edit:
Deze boot bijvoorbeeld... hebben deze zwaarden zo'n asymmetrisch profiel?

Zelfs zonder zwaarden: de Hobie Cat 14 en 16 hebben a-symmetrische rompen.

Er zijn ook monohulls met dubbele zwaarden, en soms idd a-symmetrisch

Dat van de Kievit/Piewiet (capo's post) is mij onbekend, ik zou dat ook niet zo gauw in die hoek (toerboten) hebben gezocht.

beewee schreef : was een z.g. grapje.... zoek eens op bewegende kiel
groet
t

Hen3 schreef :
jazeker!
groet
t

Capolavoro schreef : Mooi... dan klopt mijn denkwijze toch...

beewee schreef :
Wat dacht je van platbodems met geprofileerde zijzwaarden? Die vaak ook nog eens onder een hoek staan t.o.v. de boot?

Ik heb echter nog nooit een platbodem gezien die effectief verloeverde...

Bart

Je zou kunnen denken aan een sandwich van 3 'plakken' kiel, waarvan de middelste vast zit, en de buitenste 2 plakken ophaalbaar zijn. Haal je steeds de plak aan lijzijde omhoog, heb je aan die kant een vlakke kiel en gaat de lift naar de bolle loefzijde. De buitenste plakken zullen wel door een soort rail of geleider aan de middelste plak moeten worden bevestigd om het geheel strak bij elkaar te houden.

Heeft technisch nogal wat voeten in de aarde, maar is op zich wel uitvoerbaar (tot er vuil tussen komt)...

het is natuurlijk ook een ingewikkelde optimalisatie die nodig is:
- verlijeren is ietsje extra weerstand, omdat de boot niet precies in zijn lengteas door het water gaat
- een schuin geplaatste kiel/zwaard zal zeker veel extra weerstand opleveren (dat verloeveren moet tenslotte ergens vandaan komen)
- daar kan tegenover staan dat de romp zelf in de lengte door het water gaat en dus minder weerstand heeft.
- als je echt gaat verloeveren krijgt de romp ook nog extra weerstand....

groet
t

Je moet dus niet verloeveren, maar nét niet verlijeren, gewoon neutraal. Bij mijn '3 plakken' idee kun je met ruime wind ook beide buitenste helften omhoog halen om de weerstand te verminderen (maar ten koste van een geheel vlakke kiel).

je hebt weer een drukke ochtend, Capo...
mooie feedback/input!

(geldt natuurlijk ook voor de rest van harde kern)

beewee schreef :
jouw 3-plakken lijkt erg veel op een kantelkiel met daarbij 2 a-sym zwaarden... zie de foto van de abnamro2 ergens hierboven.
alleen zijn de plakken los van elkaar, en dat is wel zo veilig.
groet
t

Ik denk dat dat ABN/Amro idee alleen toepasbaar is op extreme racers, en de '3 plakken' een breder toepassingsgebied hebben.

Ik denk dat 'verloeveren' met een asymmetrische kiel of zwaard alleen mogelijk is als de voorstuwende kracht op de boot (alleen of vooral) recht naar voren uitgeoefend zou worden. Zoals bij het varen op de motor.
Onder zeil is er altijd een verlijerende kracht (dwars op de hartlijn van de boot) en een voorwaartse component. Om verloeverende lift te kunnen krijgen, moet je snelheid hebben, dus voorwaartse kracht, maar dan zit daar ook meteen een (grotere) verlijerende component aan vast.
Misschien geldt dat niet voor hele snelle schepen (catamarans, draagvleugelboten) die sneller dan de wind kunnen varen?

Smooth Operator schreef :
interessante stelling......
maar je moet ook meetellen dat de dichtheid van water ongeveer 1000 maal zo groot is als die van lucht. Zo kan een boot met een windmolen erop die onder water de schroef aandrijft wel recht tegen de wind in varen..... terwijl die volgens jouw stelling alleen achteruit zou gaan.
groet
t

Ik heb een catamaran met twee zwaarden. Asymmetrische rompen zijn al jaren uit de mode omdat de opgewekte lift niet opweegt tegen efficiente high aspect zwaarden onder symmetrische rompen. Natuurlijk worden die boten nog wel gevaren maar zo worden ze echt niet meer gemaakt.

Mijn zwaarden zijn symmetrisch en zitten altijd "in het lood". Schuine zwaarden zouden naast meer lift ook meer weerstand opleveren en dat wil je niet op een cat. Zelfde als een heel bol zeil gebruiken bij harde wind in plaats van vlak trimmen. Je hebt dan meer lift (van je zeil) maar ook meer weerstand en netto ga je langzamer. Opboxen tegen hele hoge golven maar even uitgezonderd... maar dan ga je ook al langzaam.

Dennis

effe een andere invalshoek. Dit stond in een verslag van een van de deelnemers van de Schuttevaerrace van 2010.

7e Etappe Harlingen- Terschelling

We varen Harlingen uit met weer: jaja, stroom tegen. Tijdens het fietsen was de stroom gekenterd en we kunnen ons weer opmaken voor 6 uur stroom op kop.
We kunnen nog een klein stukje op de Spi en moeten dan weer hoog aan de wind. Als we achter ons kijken zien we iets wat volgens ons niet kan. We zien de Arcona en de Fine Fleur wel 20 graden hoger varen dan ons, we pakken de verrekijker en zien dat hun zeilen maximaal door staan.
Later horen we van Harry Amsterdam hoe deze techniek heet: Boegen. Hierbij vaar je zo hoog aan de wind dat de stroming tegen de andere kant van je kiel aanstroomt waardoor je de hoogte houdt en de snelheid.
We zitten vol ongeloof te kijken hoe deze 2 boten voorbij komen maar later (veel later) kopiëren we deze techniek en maken dan ineens afstand. Wadkennis is ook heel handig want later neemt My Marine een hele andere koers en gaat bijna op een plaat varen en varen ons daar op achterstand. Wij Westerlingen kunnen nog veel leren van onze Noordelijke vrienden.

als je kan zorgen dat de stroming (mee of tegen) aan lij tegen de boot en kiel komt dan duwt het stromende water je tegen de wind in. Dus minder verlijeren en ook meer schijnbare wind. Zelfs als je hiervoor te hoog moet varen is het toch voordelig. Kruisen met de stroom mee gaat het snelste als je véél te hoog stuurt, de stroom doet het werk voor je.....
groet
t

@ Capo, met je laatste opmerking ga ik niet mee. Wel je punt dat als je kan kiezen door net een paar graden hoger te varen dat je naar loef wordt weggezet in niet naar lij. Die component is echter in vector uitgedrukt vrij klein als het om bv maar 3 graden gaat.

Stel dat je op je normale koers (max VMG) met 3 graden opsturen de boot naar loef wordt gedrukt door de stroom, dat effect wel het verlies aan VMG moet goed maken. Dat zal voor iederen boot verschillende zijn. Stuur je 10 graden op dan is het stroom effect groter maar ook het verlies in bootsnelheid. Ook daar zal je weer een eigen afweging moeten maken.

En dan naar je "veel te hoog" opsturen op stromend water. Als je ongeacht je hoogte de stroom tegen hebt is het weer een VMG verhaal. Als we boeien moeten halen even uit de vergelijking laten kun je zo uittekenen of het zin heeft. Stel dat op mijn boot met een AWA van 30 ik mijn maximale VMG vaar. Echt te vet te hoog zeilen is dan niet 1 graad maar zeker 5 of zelfs 10 graden hoger sturen. Ik ga dus naar een AWA van 20. (even het effect van dat hoger sturen en de stroom daargelaten). Er zal hier wel iemand zijn die zo kan uirekenen wat het effect aan gewin in VMG is bij dezelfde bootsnelheid, ik kan je dan vertellen of dat gewin genoeg is om het verlies in bootsnelheid goed te maken. Want langzamer zul je gaan.

Gr Michel