Onderwerp: Ideale roeruitslag i.f.v de autopilot

We bouwden onze boot met een roeruitslag van 45 graden. (totaal van sb naar bb 90°)
Om de hydraulische pomp van de autopilot te installeren en om maximum kracht te benutten van de hydraulische cylinder hebben we eigenlijk een hoek nodig van 35°.
Met 35° maak je gebruik van een tiller arm van 214 mm lang. Als we de 45° behouden kunnen we maar een tiller arm gebruiken van 173 mm. In kracht komt dit neer op 118 Kgm voor de arm van 173 mm en 145 Kgm voor de arm van 214 mm lang. Dit is de torque midships. Komt omdat we rekening dienen te houden met de armuitslag van de hydraulische cylinder. Niet toegestaan om het einde of begin van de hydraulische pomp te gebruiken als stop voor het roer.
We hebben een RAM T2 van B&G met een kracht van 680 Kgf. Nu weet ik dat veel te meken heeft in de belasting van de hydraulische ram met trim, roeroppervlak, waterverplaatsing enz...
De boot kan met de juiste trim in de zeilen zonder roerganger verder zeilen en behoudt z'n koers vrij stabiel. De boot zelf heeft een waterverplaatsing van een 14000 kg. Roeroppervlak 0.6 m².
Als we maar een roeruitslag hebben van 35 graden, gaan we dan niet veel van onze manoeuvreerbaarheid verliezen ? Is met davits en anker bij 15 meter lang. Ding weegt een 19 ton en ik heb geen boegschroef.
Wat doen we, 35° of 45° behouden. Wat ik wel altijd kan doen is de hydraulische arm van men roerarm afhalen voor de manoeuvres in de haven.

De stuursystemen van Jefa gaan allemaal uit van een max hoek van 36 naar beide kanten. Meer lijkt mij ook weinig zinvol.

Twee kanten 37 graden hier (36 voet 7 ton).
Dat is voor normaal gebruik meer dan genoeg.
Bij een (serieuzere) wedstrijd haal ik de automaat los van het kwadrant, dan is er twee kanten op ca 50 graden mogelijk. Dat is bij snel moeten manoeuvreren voor de start en bij boeien net even lekkerder.

Baasklusje schreef :
Net waar ik aan dacht. Bij manoeuvreren is een maximale roeruitslag van 37 graden wel een beetje weinig.
Maar goed. Manoeuvreren doe je niet op de automaat..

Maar dat loshalen van het kwadrant; is dat niet een beetje gedoe? Moet dat door handmatig de zaak los te halen? Bouten en moeren?
Elke tocht begint eindigt toch met wat maoeuvreren? Je wilt toch in de haven (zeker op weg naar een nog onbekende ligplaats) de mogelijkheid hebben zo kort mogelijke bochten te draaien of de kont opzij te drukken met zo min mogelijk voorwaarts gaan?

lodewijk stegman schreef :
Nooit een probleem met havens en boxen; de combinatie van 37 graden en een schroef 10 cm voor het roerblad laat de boot op de plaats rondgaan, indien nodig.

Loshalen: het borgveertje uit de pen op het kwadrant trekken, dank kan de automaat omhoog eraf.
Foto van het web geplukt, rechts de pen met borgveertje; op de Capolavoro zit er om het eind van de Type 1 motor een dik elastiek dat hem omhoog trekt en houdt. Losmaken is bakskist open, veertje eruit, van de pen af, en veertje er weer in tegen kwijtraken. 15 seconden.

Dus bij aangekoppelde drive fungeert deze drive als roerstandbegrenzer? Gaat dat niet kapot als je hard je roer aan boord probeert te leggen?

Mijn fabricant (Octopus) schrijft althans voor dat de mechanische slag van het roer altijd kleiner moet zijn dan het bereik van de drive.

De drive dient dus (iets meer) dan de maximal mechanisch mogelijke roeruitslag aan te kunnen. De drive weet dmv de rudder-feedback wanneer ie tegen deze mechanische aanslag pushed - dan stopt de automaat met het verder open/dicht sturen van de stuurstroom naar de drive. Tijdens de harbor-commissioning stel je dit in.

Nachtvlinder schreef :
Ja. De laatste 16 jaar is dat nog niet kapot gegaan. Het zegt 'bonk' bij de uiterste uitslag.
De ook aanwezige roerstandbegrenzer is een stuk minder stevig dan de AP-motor.

Baasklusje schreef :
Of dat echt zinvol is is de vraag.
Ik heb eens een beetje gerekend aan de roerkracht voor een toenemende roerhoek en het maximum blijkt bij ca. 45 graden te liggen. Bij een grotere roerhoek wordt de kracht waarmee je stuurt snel kleiner en is uiteraard bij 90 graden nul.Wat natuurlijk niet wil zeggen dat er bij een hoek groter dan 45 graden geen roerwerking meer zal zijn .
Ik heb overiugens hier geen rekening gehouden met de wrijvingsverliezen langs het roer maar ik denk niet dat dat op de trend veel invloed heeft en indien wel , zal dat eerder de optimale hoek verkleinen als vergroten.
Natuurlijk hou ik ook geen rekening mer de hoek waarbij de stroming loslaat van de "lijkant"van het roer.
Op mijn boot wordt de maximale hoek trouwens beperkt door de overbrenging van de wielbesturing op ongeveer 36 graden door de aanslagen daarin.Je zou bijna denken dat er aan gerekend is
Ad

Baasklusje schreef :
Als dat zo is, dan snap ik niet waarom die begrenzing er voor de start van een wedstrijd wel af moet. Het manoeuvreren voor de startlijn vereist dus meer roeruitslag dan in een krappe haven.

Maar ja. Ik snap wel meer niet aan dat wedstrijdzeilen..

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Yellow Boat schreef :
Dit geldt voor een boot die rechtdoor vaart.

Als de boot al in een draai zit, maakt de stroming al een hoek met de spiegel. Dan heeft een grotere roeruitslag wel degelijk zin.

Joop66 schreef :
Dat denk ik niet , tenminste niet als je een behoorlijke snelheid hebt. Doordat je boot het water onder de romp en langs de kiel alleen maar naar achteren kan sturen ( anders zou je immers erg verlijeren) denk ik niet dat dat effect erg groot is.
Maar helemaal zeker ben ik daar ook niet van , daarvoor zouden metingen in een stroomkanaal mooi zijn. Is denk ik trouwens vast wel eens gedaan denk ik.
Ad

Aan boord Horizon (ter vergelijk):
Lengte 15 mtr
Gewicht 18 ton
Roerblad 0,8m2
Ontwerp torque 210 kgm
E-Motor (van hydraulische AP) vermogen 373W
HOH tijd 6 seconden
Roeruitslag + en - 30 graden (mechanische aanslag, dus de truuk om de AP los te halen gaat bij ons niet)
Geen boegschroef

Geen behoefte gehad aan grotere roeruitslag.
Denk dat bij grotere roeruitslag het roer "stallt", ofwel water laat los en je hebt helemaal geen roerdruk meer (net als vliegtuigen naar beneden komen als ze te schuin optrekken).
In havens druk je de kont van het schip rond door vol gas tegen het roer op 30 graden. Geen boegschroef nodig.
Gelukkig zeil ik geen wedstrijden, dus hoeven wij geen strafrondje om de startboei te maken.
Belangrijker dan roeruitslag is het vermogen van de AP. Ik las ergens op internet dat de T2 van B&G een 100W motor heeft. Als dat zo is, dan is dat errug weinig in mijn ogen, voor een 19 ton schip.

Yellow Boat schreef :
Zeker is dat gemeten en gepubliceerd. Prof Keuning op het Hiswa Symposium 2004.

1 plaatje eruit vertelt het hele verhaal, zie de lijn met effective rudder angle, waar dus de hoeksnelheid van het schip in is verrekend. Nooit meer dan ca 5 graden. (net als voor en na deze overstag.)



Ik kan de hele PDF ook wel posten:

Off topic.
@ BK , bedankt voor het op het forum plaatsen van dit artikel, met daarin o.a. roerkrachten. Een prima paper. Voor de recente topic "roerkrachten" heb ik gebruik gemaakt van dezelfde formules, die gepresenteerd waren op oudere Hiswa Symposia papers.
On topic.

Jan

trouwens:
waterverplaatsing 14000
gewicht 19000
mis ergens 5000 kg, of dat is water of dat is spullen aan boord.

Terzijde: je geeft aan de waterverplaatsing 14 ton is en de boot 19 ton weegt. Dat kan niet, deze twee moeten op zoetwater overeenkomen omdat gewicht en waterverplaatsing hetzelfde zijn.

Verder zeg je dat je roer een oppervlakte heeft van 0,6 vierkante meter. Dat vind ik wel wat weinig voor een 19 tons boot. En mede daarom zie ik een argument om wel voor 45 graden roeruitslag te gaan. Dit verhoogt zeker de manoeuvreerbaarheid. Als je je roer tijdens manoeuvreren elektrisch-hydraulisch bediend, is de tijd van hard bakboord naar hard stuurboord wel van belang. Dat zou bij 45 graden uitslag idealiter niet veel langer moeten duren dan bij 35 graden uitslag. Je roer zou dus sneller moeten bewegen, maar dat is weer iets minder optimaal voor het sturen onder snelheid. Dan is zo'n zenuwachtig' roer minder goed voor qua weerstand.

Noorderzon schreef : Maar dan moet je meer vermogen hebben, en met een bestaande unit gaat dat natuurlijk niet, motor is motor.

Ronaldl schreef :
Iets met een gewicht, groter dan de waterverplaatsing, zinkt. Dat zei Archimedes al best lang geleden.

De vraag is dus: waar heb je beide getallen vandaan?

Yellow Boat schreef :
Offtopic, en uiterst nerdy, maar daar gaattie:

Mijn boot (LwL ongeveer 8m) heeft een draaicirkel van geschat een meter of 25.

De kiel zit ongeveer op t midden van de waterlijn, en t roer achteraan. De afstand tussen beiden houden we op 4m.

Als de boot in een draai zit, en roer en kiel niet slippen door t water (verlijeren), wijzen de loodlijnen van beiden naar t midden van de draaicirkel. De hoek tussen beiden is dan ongeveer atan (4/(25/2)) = 18 graden.

Dus: In de draai zittende, is de aanstroming van het roer al 18 graden verschoven tov de hartlijn van de boot.

Om bij DIE draaiing een maximale effectieve roerwerking te hebben, moet je roerinslag dus 18 graden + 40 of zo zijn. is ongeveer 60 graden.

Dit zul je normaal gesproken niet of nauwelijks gebruiken. Maar in een wedstrijd kan ik me voorstellen dat t handig is om de hele handel net wat sneller om een boei heen te trekken.

Joop66 schreef :
Die 25 meter is een heel flinke draaicirkel. Als het echt moet kan het wat een stuk kleiner (en dat doen we ook, ik schat 15 meter). In het plaatje dat ik postte van Keuning staat een roerhoek van 25 graden tov boot bij de draai, resulterend in een effectieve roerhoek van ca 5 graden.
In dat plaatje is ook te zien dat de boot (40 voet, dacht ik) in 8 seconden de 90-graden tack maakt.
Dat is dus een kwart cirkel varen in 8 seconden, met een snelheid van 5 kts of zo.
De hele cirkel zou theoretisch dan 32 seconden duren, en is dan (met 5 kts) 82 meter omtrek.
Dat is dan een diameter van 82/Pi, 26 meter. Aannemelijk voor een tack, die stevig wordt ingestuurd.

Moet niet gekker worden. Het lijkt wel of we t eens zijn!

Joop66 schreef :
Nou Ad nog

Effe over de gewichten : volgens het oorspronkelijk plan heeft de boot 14 ton waterverplaatsing.
Als we de boot te water hebben gelaten woog deze in de kraan 17 ton. Dit met zo goed als alle spullen aan boord inclusief 6 ton lood. Zonder water en diesel.
We hebben 1000 liter water en 1000 liter diesel.
Ik had er niet bij stil gestaan dat de waterverplaatsing gelijk is aan het gewicht van de boot.
Idd Wet v. Archmds. Nu lig ik hier niet zo van wakker, hij is niet gezonken.
Waarom op plan 14 ton en we komen aan 17 ton ? Ontwerp is met 15 meter mast en we hebben 18.5 m. Compensatie in de ballast : we hebben 6 ton lood ipv 4 ton. Alles onder water is 6 mm ipv 4 mm. Zijgang 5 ipv 4. Dek is 4 mm.Zo komen we ongeveer aan het verschil van 3 ton. We hebben ook nog is een meter verlengd op het originele ontwerp.
Alles netjes uitgerekend door een scheepsarchitect en hij drijft ! (en zeilt fantastisch)

En welke roerhoek neem ik nu best aan voor de autopilot ?
Hieronder een tabel met de krachten van de hydr.pomp.
Onze begrenzing op het roerblad zit nu op 50°.
In de tabel zie je hoe kort de tiller arm wordt als we dit willen aanhouden.
Verliezen we dan niet héél veel kracht van de hydraulische cylinder ?
Anders gezegd gaat de cylinder het nog wel halen omdat de hefboom kleiner wordt ?

Op de boot van vrouwlief zit een pomp die los is van de hydraulische arm (op mijn boot ook overigens), bij haar gaat het roer 55 graden elke kant op, ook op de automaat. Pomp is van Simrad en de AP ook. Cilinder is een capilano.