Onderwerp: Ultralight windvaan zelfstuur?

Heel fraai allemaal. Complimenten.

Je bakboord- en stuurboord kabeltjes zijn verwisseld!

Heel mooi! Je kiest niet voor terugkoppeling van de trimtab?

Terugkoppeling van de trimtab ontstaat door de draaischijf
niet op het roer maar op een vast punt te monteren.

Hurleyzeiler schreef :
Volgens mij zit de draaischijf op een vast punt, nl op de draaias van het roer. (Moet de as niet meedraaien)

Deze tekening toont toch tegenkoppeling? Of zie ik dat fout?

Het leuke van deze manier is wel dat als je de vaan vast zet, je een 'flap'roer hebt, wat de stuur/manoeuvreer eigenschappen flink verbeterd.

Stel: neem als uitgangspunt alles in lijn (bovenste situatie). Je trekt nu aan het groene kabeltje en de arm op het schijfje draait naar bakboord. De arm/helmstok van de trimtab wordt meegenomen naar de bakboordkant. De trimtab zelf staat dan dus naar stuurboord.

Nu zijn er twee opties: (1) schijfje vast aan roer (draait mee) en (2) schijfje vast op boot (draait niet mee)

1. Nu draait het roer dus naar bakboord. Als de schijf met de kabeltjes meedraait met het roer verandert je input niet: ten op zicht van de het roer blijft de trimtab in dezelfde stand staan. Er is dan geen terugkoppeling en het roer blijft doordraaien totdat er evenwicht ontstaat tussen het trimtab en roer koppel.

2. Als het de stand van het schijfje alleen door de kabeltjes geregeld wordt, en dus los staat van de roerstand dan: zal het roer naar bakboord draaien. Daardoor komt de stand van het roer weer in de buurt van de stand van het schijfje (en de blauwe arm). Dan zal de trimtab ten op zichte van het roerblad dus een kleinere uitslag krijgen. Kortom, de trimtab input wordt kleiner (bij gelijkblijvend vaansignaal), naar mate de roeruitslag toeneemt.

Ik neem dus aan dat je optie 2 hierboven bedoeld.

In dat geval toont jouw onderste plaatje:
- 0 vaan input (immers de blauwe arm staat in de midscheepsrichting)
- een roeruitslag naar stuurboord
- een trimtab nog verder doorgedraaid naar stuurboord
Het geheel streeft er dan dus naar om weer naar de middenstand te komen (en dat is juist wat het vaansignaal ook zegt.)

Juist dus: tegenkoppeling als het schijfje niet meedraait met het roer

Sunday schreef :
Yep, helemaal volgens de "handjes methode"

Sunday schreef :
Nee, wel dubbel.
Lengte instelling van de eerste arm is overbodig. Zit al in de koppeling met 2.

Sunday schreef :
Helder, de schijf boven het draaipunt van het roer staat vast t.o.v. de boot, dan is er terugkoppeling van de trimtab.

ik neem aan dat het idee van de 2 verstellingen is dat er een variabele armlengte is? Dit met het voordeel een grof / fijn verstelling te hebben?

Ja, ik kan daar de mate van tegenkoppeling bepalen.

De kruiskoppeling voor trimroer aandrijf-as. Kan groot koppel en hoge toerentallen aan, die ik beide niet nodig heb. Is ook extreem licht:

Mijn roer opgemeten:

Benadering van het oppervlak is dan: 3600 cm²
Een plat oppervlak heeft een simpel zwaartepunt, bij een roerprofiel is dat niet simpel te bepalen: de blauwe stip benadert dat.
De afstand van dàt zwaartepunt tot centrum roerkoning as is dan de arm waarmee de kracht -het stuurmoment- bepaald wordt.
Ik lees dat dit punt globaal gesproken meestal op 30% ligt: dan zou de arm (in tekening met “??” Gemarkeerd) 10cm zijn.
De oppervlakte van het roer, vermenigvuldigd met die arm, is dan 36000 cm³: ja, dat is een volume maat!
De maat van het trimroer zou dan ongeveer hetzelfde “volume” moeten hebben: de oppervlakte zou dan ongeveer 90x11cm moeten worden bij een arm (afstand centrum roerkoning tot centrum trimtab-as) van 35cm.
Ik vraag GoWest om zijn kundige visie hier ook op te geven?

25% komt dichter in de buurt dan 30%

Sunday schreef :
Voor dikke (meer dan 10% van koorde) naca profielen zit het centre of pressure ergens tussen de 20-25% van de leading edge (volgens Letcher).
Letcher heeft het inderdaad ook over gelijke 'volumes'. Gaat dan wel voorbij aan de hogere effectiviteit van een high aspect ratio trimtab. Per graad hoekverdraaiing levert een high AR meer lift dan low AR foil (bij verder 'gelijke' afmetingen). Je trimtab kan dan dus iets kleiner worden.
Ik denk echter dat de onzekerheid over de lengte van de moment arm van je roer (waar ligt het CP?) een minstens zo grote invloed heeft.

edit: dit plaatje...

Wat @Twist beschrijft is inderdaad waar. Letcher heeft in z'n boek het wat eenvoudig willen houden door te stellen dat het trim tab "volume" ongeveer hetzelfde moet zijn als het "rudder self volume" om te voorkomen dat, of de trimtab eerder "stalled" , of het roer eerder "stalled". Maar een profiel met een hogere aspect verhouding zal bij een kleinere aanstroomhoek al "stallen". Letcher blijft wel daarmee aan de veilige kant.
Ik zal het wat nauwkeuriger uitrekenen met liftcoefficienten gebaseerd op de aspect verhouding van de profielen.

Jan

Sunday schreef :
Ik heb naar de roer afmetingen gekeken en op basis daarvan de afmetingen van de trimtab bepaald. Ik houd meestal een factor 2 a 3 aan voor het benodigde koppel van een trimtab of een pendulum systeem.
Met iets andere getallen van roer oppervlak en afstand van centre of pressure van het roer, kom ik op vrijwel dezelfde trim tab afmetingen als Sunday, n.l. 0,9 * 0,1 m.
Deze trim tab is krachtiger dan de Letcher rekenmethode aangeeft. Bedacht moet ook worden dat het wrijvingskoppel van het roer ook moet worden geleverd door de trim tab.

Voor de liefhebbers heb ik de berekeningen toegevoegd. Dit zijn slechts deelberekeningen, die laten zien dat de trim tab voldoende power heeft om het roer te bedienen voor hoeken kleiner dan de "stall" hoek. Het echte gedrag van het zelfstuursysteem volgt uit de windvaan karakteristiek ( voornamelijk vaan as hoek) en de linkage tussen vaan , trim tab en roer.

Jan

Nog een fijne uitdaging: hoe laag mag de windvaan op de boot staan?
Mijn zonnepaneel, niet klein met 110 x 54 cm, stond altijd “overdwars” op m’n bootje, flexibel op een paal en op zon gericht met 4 lijntjes waarme paneel na richten op zon fixeerde.
Zonnepaneel en windvaan zitten elkaar beetje in de weg; ook 2 van de 4 lijntjes belemmeren de vaan.
Ik kan paneel nu in langsrichting gaan zetten, en de fixatie in plaats van met 4 lijntjes met twee verstelbare stangen richten en fixeren. (Dat is gelijk een leuke voorbereiding om later de stangen eens te vervangen door actuators en automatisch richten op de zon )
Dat paneel gaat denk ik wel lukken.

Dat schept dan enige ruimte voor de vaan.
Hieronder getekend: vaan van 50cm bij 18cm en vaanpaal hoogte van 46cm.
Vraag: is het raar om de vaanpaal zo laag te houden? Moet misschien nòg wel wat lager als de vaan wil groeien van 50 naar 60cm?

Hurleyzeiler schreef :
Niet zo:
Tab naar stuurboord, dan gaat het roer naar backboord.
Net andersom dus.
Dan wel met terugkoppeling.

Go west schreef :
Dank Go West!!

Denk dat de windvaan zo "vuile wind" van het zonnepaneel krijgt eerlijk gezegd. Dat kan van invloed zijn op het functioneren ervan. Mogelijk is het slimmer hem juist omhoog tot boven het zonnepaneel te brengen. Met die kabel bediening heb je in elk geval wel de vrijheid dat te doen.

Freek

Noorderzon schreef :
ja, dat vroeg ik mij dus ook af. Ik zie die constructie wel zitten onopvallend achter mijn roer.
En moet de trimflap balans zijn of niet?

Go west schreef :
Dat had ik ook al voorzien bij ons schip

Noorderzon schreef :
In het reeds vaak genoemde boek van Letcher wordt het verlies van stuurmoment door de trim tab besproken en gekwantificeerd. Bij een 100% gebalanceerd hoofdroer is er geen verlies. Afhankelijk van de mate van balancering van het hoofroer en de geometrie en grootte van de trimtab is er wel verlies. Genoemd wordt in een voorbeeld 12 tot 17 % verlies. Als je bijv. 5 graden roerhoek nodig hebt om op koers te blijven, dan moet je met een trim tab het roer op ca. 6 graden brengen om op koers te blijven. Uiteraard kost dat wat extra weerstand, maar het lijkt mij niet dramatisch.

Bij vastgezette vaan en hand gestuurd werkt de trimtab als een flaproer uit de beroepsvaart en versterkt de roerwerking. ( Is al eerder genoemd door @Rooie Dirk)

Jan