Onderwerp: Ultralight windvaan zelfstuur?

zeekraal schreef :
huh???

Hier is de BWS Taurus in beheld:

Veer of contragewicht. Volgens mij moet je allebei doen.
Zonder contragewicht zit het zwaartepunt vv vaan ergens ruim boven de vaanas. Bij bewegend(slingerend) schip gaat dan je vaan slingeren als gevolg van de versnellings krachten. Met een contragewicht kan je het zwaartepunt precies op de vaanas brengen en is dat probleem niet meer van toepassing. Met een (lichtere)veer kan je dan de vaan rechtophouden.

jep, met veer op vaan. Snappik. Lijkt me goed plan. Veer is instelbaar (langer of korter)? Lijkt me ook goed plan.
Dan ipv stang twee draadjes, parallel, op "schuifjes" (sinus werkt aan twee kanten, dus boeit niet. Ff goed kijken naar schetsje). Dat maakt dat je paaltje met vaan kunt plaatsen waar je wil. Tweede schuifje vast aan boot, in de buurt van roeras. Dan stangetje op roer, dat trimflapje bedient, verschuifbaar maken, van precies boven draaipunt roer, tot een stukje er van af en je hebt een regelbare terugkoppeling.

rooiedirk schreef :
"versnellingskrachten" worden veroorzaakt door massa (één van Newton's wetten). Die worden groter als je de massa groter maakt (om vaan-zwaartepunt op as te brengen). Beter vaan zo licht mogelijk en koppel opheffen met veer. Veer heb je toch nodig.

Ja die krachten worden groter als de massa toeneemnt, maar die kracht doet niks, want hij maakt geen arm met de draaias. De versnellingskrachten op een contragewicht vaan pakken precies ter hoogte van de vaan-rotatie-as aan. Doen dus niks.

Ander verhaal is de rotatietraagheid. Zodra de vaan gaat bewegen rond zijn as (bijvoorbeeld door de windkracht), dan maakt die massa wel wat uit. Hoe zwaarder, hoe trager de vaan reageren zal.

Twist schreef :
Dat is ongeveer wat ik zei, ja. Dus toch opgelet vroegah tijdens de natuurkundelessen...

Ik las je eerste reactie anders, namelijk: doe vooral geen contragewicht, want daar gaat de boel alleen maar harder van slingeren.

Maar het is dus precies andersom: met contragewicht worden de bewegingen van de boot een stuk minder doorgegeven aan de vaan, dan wanneer de vaan zijn zwaartepunt niet in de buurt van de rotatieas zit.

Uiteraard is een lichte vaan (met dus ook weinig contragewicht) wel in het voordeel van een zwaardere.

Voor de leeslijst: windpilot.com/n/pdf/bookhol.pdf

Twist schreef : Er zitten twee aspecten aan:
Enerzijds introduceer je een extra hoekversnelling van de vaan als het zwaartepunt niet met de rotatie-as samenvalt en de vaan door het schip "opzij wordt getrokken". (wat Rooie Dirk beschrijft en wat ik eerder bedoelde met "je hebt een slinger gecreëerd")
Anderzijds komt de windvaan minder snel op gang èn stopt minder snel als het (massa-)traagheidsmoment groter is, bijvoorbeeld als gevolg van de massa van het contragewicht. De eigen slingertijd (=1/Eigenfrequentie) van de vaan verandert dus. Als dat tot gevolg heeft dat die in de buurt komt van de periode (c.q. 1/frequentie) waarmee de golven het schip bewegen kan die slingering van de vaan uit de hand lopen. Qua dynamiek zorgt een veer niet per sé voor minder slingeren, het verkort alleen de slingertijd van de vaan. In de ene omstandigheid kan dat helpen, in de andere juist niet.
Als je echt minder wilt bewegen moet je demping toevoegen (wat daarnaast ook vertraagt, maar dat terzijde), geen veer en/of massa. Bijvoorbeeld door het toevoegen van een "staart".

JotM schreef :
Zo'n staart gaat toch ook massa toevoegen? Ik zeg: maak de vaan zo licht mogelijk. Met carbon kunnen dat grammen zijn. Bij het scharnier moet de vaan toch wat sterker en dus iets dikker. Gebruik voor mijn part daar (flink) meer glas. Dan kun je de vaan toch nog zoveel mogelijk uitbalanceren. Voor alle versnellingen geldt dat massa je vijand is. Maar met holy-carbon van tegenwoordig kun je dat gelukkig een aardig eind bestrijden.
De veer is noodzakelijk om een middenstandvoorkeur te verkrijgen en om te voorkomen dat de vaan gewoon doordraait als de wind wat harder is.

Ik denk dat JotM met een staart, zo'n lint bedoeld dat vrij waait achter de vaan.


Nee, een vaan die op een iets naar achteren gekantelde horizontale as draait, heeft bij elke windhoek-fout een vaststaande resulterende vaan-rotatie. Die vaan die draait niet helemaal door.
Lees nog even terug wat GoWest schreef en tekende daarover een paar posts geleden:

Ok, dank, helder.
Ik had over die schuine stand ook al iets gezegd en Jan ook, meen ik. Namelijk dat je meerdere dingen tegelijkertijd verandert en dat daar niet zo makkelijk controle over te houden is. Vandaar mijn voorkeur voor de veer. Het plaatje ziet er wel een beetje "old school" uit, in die zin dat ik het een een wat lompe, zware constructie vind (dat vind ik overigens van de meeste vaan-zelfbesturingen), die met moderne materialen zeker een heel eind verbeterd kan worden, denk ik en wat ook de titel van dit topic is. Toch?

Plaatje was een willekeurig google resultaat om 'de staart' te verduidelijken. In dit geval een windpilot.
Moet vast lichter kunnen met moderne materialen. Helemaal eens en daar gaat dit topic uiteindelijk om.
En ik moedig Sunday van harte aan bij zijn pogingen!

wellicht ten overvloede:
Ondertussen zijn wij hier met zijn allen de voor- en nadelen van verschillende ontwerpopties aan het bespreken. Ik leer daarvan en het vergroot mijn begrip van de hele zaak. Dus als ik een keer "nee, maar" of "ja, en" roep, dan hoop ik daar alleen maar verduidelijking mee te bereiken.

De optie van een veer kende ik helemaal niet. Ik zie nog niet zo gauw hoe je dat zo uitvoert dat er geen afhankelijkheid van de windkracht is op de uitslag van de vaan. Dat kun je eventueel instelbaar maken (lengte van het 'actieve' stukje verenstaal in het plaatje een paar posts terug), maar daar verander je misschien ook wel meer dan alleen de gevoeligheid mee.

@ Twist: Helemaal met je eens. Ik leer ook een hoop van dit topic. Vind de bijdragen allemaal heel interessant.
Ik zal, zodra ik even tijd heb, proberen een schetsje te maken van de ideeën die ik tot nog toe heb (inc de veer) en ben ook enorm benieuwd naar de vorderingen van Sunday.

Gisterenavond nog even zitten lezen in het boek van Gerard Dijkstra.
Daarin wordt betoogd dat een pendulum oplossing een betere gier (engels: yaw) demping oplevert dan een onder- of ongebalanceerd roer met trimtab. Zo begrijp ik het nu: Zo'n gierbeweging zorgt via het pendulum onmiddelijk voor tegendruk op de helmstok. Bij een trimtab wordt in eerste instantie de gierbeweging extra versterkt (meegkoppeld): stel je achterschip wordt naar lij weggezet door een golf, dan zal de trimtab ook naar de lijzijde verdraaien. Het roer reageert dan met een tegengestelde draai naar loefzijde en de boot loeft op (dus de verkeerder reactie). Pas als de koersverandering een feit is, begint de vaan in actie te komen en brengt de boel weer in balans en op koers.

Ken de roerconfiguratie bij Sunday niet, maar aangehangen roer betekent bijna altijd een ongebalanceerd roer. Bij mij is het in elk geval aangehangen ongebalanceerd.

Het succesvol kunnen toepassen van een trimtab op zo'n roer, hangt dan af van de gierdemping die de boot van zichzelf al heeft. Vooral van belang op de ruimere koersen.

@Sunday, is dit een overweging die je al actief gemaakt hebt?

Het is voor mezelf een van de grote twijfels over het haalbaar zijn van een trimtab-op-hoofdroer oplossing. Er zijn vast wel succesvoorbeelden van zo'n configuratie. Maar ja, dat zegt nog niet dat het op een andere boot ook goed zal werken. Er bestaat wel een proef (beschrijft Dijkstra ook) om dat gierdempingsgedrag van je boot te onderzoeken.

ja Twist,
ik heb de keuze bewust gemaakt.
Ik weet dat de servo-pendel vele voordelen heeft boven een (servo-)trimtab.
Op grond van mijn goede ervaring van een (BWS) trimtab op mijn Grinde in de jaren 89 - 94 durf ik dat aan.
OOK omdat de trimtab in mijn ogen meer eenvoud biedt, minder kwetsbaar is, lichter is en door mij beter begrepen wordt.
Ik denk dat mijn bootje relatief gunstig gevormd is met z'n onderwaterschip en aangehangen roer.
Het feit dat ik momenteel onder alle omstandigheden met een erg goede maar niet razendsnelle helmstok drive stuurautomaat terecht kam is daar voor mij ook ondersteunend aan. Ik stuur eigenlijk nooit tot 35 knopen wind uit eigenlijk alle richtingen. Door aanpassen zeilvoering en eventueel soms aanpassing koers kom ik daar steeds mee uit. inmiddels durf ik ook nog wel wat meer wind aan.
Het blijven compromissen die met "durf" voor keuze maken tot een pad leiden waar ik er vervolgens ook geen probleem mee heb om naderhand toe te moeten geven dat het niet werkt. Het houd mij van de straat en ik ben met leuke dingen bezig...
Alles met zeilen is wat mij betreft keuzes maken tussen compromissen; dat geeft mij tot nu toe veel voldoening.
En ik weet zeker dat mijn oplossing -àls die al gaat werken- weer heel moeilijk is toe te passen op andere bootjes. Toch kunnen alle gesprekken in zo'n topic als deze bijdragen tot gedachtevorming bij anderen.

Duidelijk toelichting, dank.

En dat er geen heilige graal is, maar dat het altijd om keuzes en compromissen gaat is ook duidelijk. Anders waren er lang niet zo veel verschillende boten en verschillende zelfstuuroplossingen.

Kiezen voor een oplossing(srichting) op basis van onderzoek, ervaring, en misschien wat lef om hier en daar tegen de gevestigde waarheden in te gaan kan mooie dingen opleveren! Ik blijf het volgen hier.

Twist schreef
Gerard Dijkstra kan 't weten .
Krijg je storm en het bootje gaat gieren, dan pleit dit dan toch weer voor bijv Windpilot light of
Bouwvaan klein.

Frederik

Sunday schreef :
@ Sunday

Het systeem van Steenkist ("Taurus") werkt met een trimtab op een hulproer en werkt dus onafhankelijk van het hoofdroer. Het hoofdroer moet vast gezet worden, zoals ook op de video te zien is.
Jouw "Grinde" had een aangehangen roer en ik neem aan, dat er geen hulproer werd toegepast. Steenkist heeft in dat geval een trimtab aan het hoofdroer bevestigd en de vaanmast met windvaan geleverd. Mij interesseert nu de overbrenging van de vaanbeweging naar de trimtab. Waren dat stangetjes of werden ook kabels toegepast, zoals je nu voorstelt voor je Marsvin? Heb je daar nog foto's of schetsen van?

Jan

Twist schreef : Yep. En als je nog meer demping nodig hebt kun je er ook nog strikjes in doen, net als bij een vlieger uit de oude doos.

Go west schreef :
Jan,
BWS introduceerde ergens eind ‘80er jaren een speciaal voor boten als Grinde een variant op hun Taurus model. Dàt liet ik als eerste klant bij hen maken.
Horizontale (20gr) windvaan op excentrisch opgestelde paal met verenstaaltje, overbrenging naar trimtab met stangetjes waarvan één instelbaar. Recht op de roerkoning was een kunststof “wieltje” en op de trimtab-as was een wieltje. Het ontwerp klopte in eerste instantie niet: de armlengte in de wieltjes werden getweaked en de hoek waaronder de stangetjes in de wieltjes aangrepen ook.
Getriggerd door je vraag vond ik het grote familie-album twee foto’s:

Neem ook eens contact op met John Fleming, wellicht heeft hij nog informatie/ervaringen voor je. De hebridean is wel een ander type, maar hij heeft m zelf ontwikkeld.
Dus enig kennis van zaken moet ie wel hebben.
windvaneselfsteering.co.uk/


Persoonlijk zou ik verwachten dat je principe alleen maar aan de wind werkt. Dwz, in de situaties waarin jij zeilt,Joost. Heen en weer naar noorwegen enzo.
Maar ik heb ook weer niet zoveel kennis van zaken hierover. Dus negeer dit maar.

“A gentleman never sails to windward”.
Hoewel... mijn bootje doet dat prima; ik hou me niet altijd aan die regel.
Een windvaan doet het op een goede boot “altijd” aan de wind. Het wordt echter pas leuk als hij het OOK altijd met halve, ruime, en ZELFS vòòr de wind doet.
Mijn apparaat heeft dat zeker in het programma van eisen staan: “elke windrichting, elke windkracht, elke golfhoogte”
Mijn CFO heeft het budget al iets verruimd. De CEO loopt al te roepen om tussenrapportage van resultaten. De technisch directeur loopt smoesjes te verkopen, directeur ontwikkeling is al voorzichtig bezig componenten in te kopen maar afdeling inkoop zit te slapen en directeur productie staat met z’n armen over elkaar af te wachten. Klootzakken zijn het!

Joost,

Ik heb aandachtig de foto's bekeken. Een belangrijk detail is niet echt goed zichtbaar. Het gaat om de positie van het uiteinde van het "verstelbare" stangetje tussen vaanmast en kunstof wieltje ten opzichte van de roerkoning.
Laat maar, kunnen we tijdens de wintermeeting wel even over hebben.

Het gierdempingsverhaal hangt van vele factoren af. Door scheepsbewegingen zoals rollen en gieren verandert ook de richting van de schijnbare wind. Daar reageert de windvaan op en via trimtab of pendulum ook het roer. De koers t.o.v. de schijnbare wind is daarbij belangrijk.
Bij aan de windse koersen wordt via de vaan extra tegenroer gegeven en dempt daardoor extra de gierbeweging. Op ruime of voor de windse koersen stuurt de vaan in eerste instantie even mee, en verzwakt de gierdemping. De gestuurde koers wordt daardoor wiebeliger. Zie de figuur.

Jan