Onderwerp: Balansroer vs profielroer

Klusbaasje schreef : Hij zegt "meneer" tegen me!
Kijk eens naar de foto die Erik hier als laatste heeft geplaatst. Precies een van de oplossingen waar ik het in een eerdere pots over had. En ongetwijfeld zo gedaan omdat het balansdeel dan zo lekker "erg groot" wordt, als het bovenste deel van je roer boven water komt. Helpt dat ook, misschien?

Welterusten maar weer..

--
stegman

lodewijk stegman schreef :
moet ik geen 'meneer' tegen u zeggen?
wat zou ik beter kunnen zeggen dan? geef me een alternatief!

op de foto van erik zie ik een heel diep stekend roer (2 meter?) waarvan de bovenste 60 cm of zo achter een scheg zit. kennelijk een heel flink schip dat niet zomaar de bovenste delen van het roer boven water zal krijgen. niet geheel vergelijkbaar met een aangehangen roertje achter een 6meter plastic bootje, toch?

Dit is een voorbeeld van een aangehangen roer waarvan het balansdeel ontstaat door hem schuin naar voren te laten steken t.o.v. de roerkoning. Uit eigen ervaring kan ik melden dat dit formidabel stuurt. Het is gewoon een kwestie van geometrie.

Voor mijn boot met variabele diepgang is dit de ideale oplossing.

Edit: dit principe hangt achter razend snelle plastic bootjes van 22 tot 44 ft, althans van deze ontwerper

Klusbaasje schreef : Je mag me De Steg noemen. Dat heb ik al eens eerder gezegd hier, maar dat heb je gemist, zo te zien. Geeft niet; ik help je graag.
Ik verwijs weer naar een plaatje. Dit keer dat van No Ballast, net hierboven.
De tegenstanders van een naar beneden oplopend balansdeel hebben jammer genoeg geen rationeel beredeneerbaar punt. Ik kan er ook niks aan doen. Jullie hebben ongelijk. Excuses voor de irritatie.
Maar misschien geloven jullie het nu Erik en No Ballast wat voorbeelden laten zien..

Ik maak nu ècht dat ik wegkom..

--
stegman

Klusbaasje schreef : Wel redelijk vergelijkbaar hoor. Wat je op mijn foto ziet is een roer van 1,70m diep, en een scheg van ongeveer 1,10m. De boot heeft een smalle spiegel en vertrimt weinig onder helling. Het roer komt in mijn geval dus ook nooit bovenwater.

Hoeveel een roer bovenwaterkomt is heel erg goed te voorspellen, je maakt je "berekening" dus ook met een roer dat deels bovenwater uitkomt. De natuurkunde voor een grote of kleine boot is niet anders.

Bij een roer dat potentieel boven water komt met zijn bovenste deel vraagt een iets grotere afstand tussen drukkingspunt van het roer en de eigenlijke rotatie as. Ideaal zit je op 25mm, het kan best zijn dat je met een volledig ondergedompeld roer dan op 35 of 40mm uitkomt om maar wat te noemen. De princiepes veranderen niet.

Even nog ter verduidelijking: er zijn ontwerpers die specialiseren in kielen en roeren, dit omdat er nogal wat "misteries" mbt tot het gedrag zijn, ballans behoord geheel niet tot deze misteries.

lodewijk stegman schreef :
bent u daar nog, meneer De Steg?

we kunnen het vast wel eens worden over het idee dat die beide voorbeelden allebei een relatief groter balansdeel krijgen als het bovenste deel niet meer in het water zit?
en dat hun stuurgedrag dus zal veranderen afhankelijk van hoeveel er boven water is?
en dan zijn we het ook eens dat dat niet gebeurt bij een roer met over de hele diepte een constant percentage balansdeel!

Klusbaasje:
Stuurgedrag veranderd van ieder roer naarmate er meer helling in de boot komt. Feitelijk veranderd een roer in een hoogte roer als de boot 90 graden schuin ligt.

Dat het gedrag bij een naarvoren stekend balansroer met meer vooruitstekend deel onder dan boven dat ook nog eens iets bovenwater komt iets meer veranderd moge duidelijk zijn. Maar een goede boot is voor een bepaalde hellingshoek ontworpen en bij een goede boot komt het roer niet te veel bovenwater OF worden er twee roeren toegepast waarbij er eentje helemaal bovenwater komt en de ander lekker diep onderwater gedrukt word.

Een lange discussie kort: een naar voren stekend balans deel werkt perfect, vooral op snelle boten. Dat het per definitie niet werkt of omklapt of wat dan ook is niet waar.

Erikdejong schreef :
Waarvan akte en waarvoor dank.

Hoe onoverzichtelijk het af en toe ook was; ik vond het een leerzame discussie. En ik vind het niet erg om ongelijk te krijgen.

Het roer dat Hennie laat zien is minder extreem dan ik me aan de hand van het eerste voorbeeld had voorgesteld, maar het klopt, hier loopt het balansdeel naar voren weg.
Overigens is een Jouet Sheriff nog geen Farrier, maar goed, het kan.

Worden we weer een stukje wijzer van.

Beetje off-topic: Ik heb afgelopen winter een cassetteroer (zoals Farrier) overwogen in plaats van het klaproer op de Jaguar, en ik krijg toch de kriebels als ik bedenk wat er gebeurt als je er mee aan de grond loopt.
Kan nog een discussie op zich opleveren..

Gr, Arent

Arent schreef : Fijn dat deze leerzame avond dan nog wat heeft opgeleverd

Voor wat betreft het aan de grond lopen, daar zijn grofweg drie oplossingen voor die met dit roertype worden toegepast. De eerste is een vrije grofstoffelijke waarbij het roerblad aan de achterzijde uitbreekt, de tweede is een scharnierdoos in de spiegel waar de roerkoning aan bevestigd is en de derde meest fraaie oplossing (vind ik) is een casette uit twee delen dat met een breekplaatje bij elkaar gehouden wordt en bij aanvaring naar boven kan schanieren. Kortom, oplossingen genoeg

Het stuurt lekker licht, maar de krachten op de rompconstructie worden er niet minder om....

Het grappige van een forum als dit is dat de bijdragen van divers nivo zijn. Wat mij betreft allemaal ok. Het enige wat ik kan bijdragen is dat ik nu zo'n 7 jaar met een dergelijk schuin naar voren stekend roer rondvaar. Onder diverse omstandigheden en een aantal duizenden zee mijlen. En dan ook nog eens met snelheden die ver boven dat van een monohull uitkomen. Waarbij dus opgemerkt moet worden dat de krachten op een dergelijke constructie bij toenemende snelheden aanzienlijk toenemen. (Mijn inschatting is tot de derde macht. ) In de praktijk ben ik de vermeende bezwaren van een dergelijk roer NIET tegengekomen. Dat is wat ik kan bijdragen aan deze discussie. In de praktijk werkt het.

Dat heeft te maken met de tip vortex. Het uiteinde van de vleugel is In verhouding smaller dan de breedte(koorde) dan de dikke, korte vleugels, dus zal de vloeistof meer het profiel blijven volgen in plaats van omslaan over de tip naar het lage druk gebied aan de bovenkant.
Wat Erik aangeeft met het drukkingspunt is dat een profiel de lift niet precies in het midden heeft, maar vooral het voorste deel lift genereert.
Dat dus achter de as houden, anders slaat het roer snel om. En dat is verder naar voren dan menig een denkt.

Dan heb je nog Profiel en aspect ratio.
Een dik profiel geeft meer weerstand, maar zal minder snel zijn lift verliezen(stallen of ventileren, laatste komt vooral met roeren dicht bij het oppervlak voor, zoals aangehangen roeren) Nu zal een beetje extra weerstand op de meeste boten niet merkbaar zijnd, dus zoals hier al eerder vermeld, naca 12 of 14 profiel. De meer snelle boten zitten vaker in de 6 serie van het naca profiel.

Aspect ratio: de verhouding tussen de lengte en de koorde van het profiel. Zweefvliegers hebben een hele hoge, dubbeldekkers een hele lage. Een hoge is efficiënter zoals ik hierboven heb getypt. Het probleem is alleen weer stallen en ventilatie. De stroom laat makkelijk los van het profiel. Het is dus van belang dat deze zo glad mogelijk zijn, zonder krassen, aangroei, 5 lagen antifouling, etc. Niet zo bruikbaar bij de meeste zeilboten dus, en al helemaal niet voor roeren. Een hogere snelheid creëert meer druk, dus laat de stroom minder snel los. Dus op snelle monohulls multi's zie je ze wel terug.
Hoe langzamer de boot, des te dikker het profiel, en des te lager de a/r.

De vorm: een ellips is de meest efficiënte, maar ook daarvoor geldt weer dat die makkelijker zijn stroom verliest. Vaak zie je daarom een rechte (of iets holle) trailing edge(achterste rand) en een iewat ellipsvormige leading edge(voorste rand)
De achterste moet zo scherp mogelijk, voor een goede afstroom, en zo weinig mogelijk weerstand. De leading edge mag mooi rond, om ventilatie/stallen te voorkomen.

(Ik heb ook wel eens een roertje en zwaardje gebouwd )

Ik heb even op Google deze boot opgezocht en de stand van de spiegel en dus het roer bekeken.(is het die met aanhang roer?)

het lijkt mij zeer eenvoudig om de bevestigingspunten op de romp aan te passen.
bij de bovenste een vulplaat er tussen, zodat roer "rechtop"staat
bij de onderste zo uitvullen, dat hij goed draagt.
zo ondervang je de negatieve spiegel.
het is zeer goed mogenlijk om er een scheppend deel aan te maken.
(welzorgen voor voldoende vrije ruimte, zodat het roer er nog af kan)
ik zou b.v. een 2mm dikke plaat RVS laten zetten en deze er los-vast op plaatsen.
ZO kan je testen of het goed werkt.
aanpassen naar wens kan dan nog voor definitieve bevestiging.
maak het scheppende deel NIET te groot, omdat een kleine vaak al een goed resultaat geeft

test ze , Hanno

Om een balansroer te creëren moet je niet het draaipunt op de spiegel aanpassen maar het aangrijpingspunt van het roer (bovenste oog..) zoals bij het Farrier roer dat hierboven is getoond. de loodlijn door beide ophangpunten moet het roerblad doorsnijden.. het oppervlak voor deze lijn geeft het balans effect..
Op mijn skiff kan ik het blad afstellen hoever het door de loodlijn kan draaien.

JRomkes schreef : Zie ook de vleugel van de bekende Spitfire (jachtvliegtuig uit de tweede wereldoorlog). Waaruit mag blijken dat men dit al in de jaren '30 van de vorige eeuw wist..

--
stegman

lodewijk stegman schreef :
Dat moet je wel een beetje nuanceren. Uit een sterk versimpeld model van de werkelijkheid (stroming is wrijvingsloos, rotatievrij en de hele vleugel wordt beschreven door een enkele wervel zgn. lifting-line theorie) komt een elliptische circulatieverdeling als een optimum.
Het is daarnaast een heel 'vlak' optimum. Een lineair verlopende koordeverdeling kan die elliptische verdeling heel erg dicht benaderen, voor de juiste verhouding tussen tip en wortelkoorde. De optimale verhouding hangt af van de aspectverhouding.

lodewijk stegman schreef :
wel gek dan dat moderne vliegtuigen (en kielen en zwaarden) die elliptische vorm niet meer gebruiken...
maar dat geheel terzijde natuurlijk!

van http://www.centennialofflight.gov/essay/Theories_of_Flight/Reducing_Induced_Drag/TH16.htm een citaatje:

Surprisingly, data indicates that a square-tipped rectangular wing is very nearly as efficient as the elliptic wing, so that the gains in reduced induced drag may be insignificant. This result may be traced to the fact that, for a real wing, the lift distribution falls off to zero at the wing tips and approximates an elliptical distribution.

Ofwel, de weglekkende lucht laat de vierkante vleugeltip zich vanzelf al gedragen als een ellips....

mooi artikel over alle aspecten des roers, met veel plaatjes om het leesbaar te houden:

www.sponbergyachtdesign.com/Ke...0Rudder%20Design.pdf

Klusbaasje schreef : Er zijn natuurlijk altijd meer overwegingen dan alleen de vraag wat hydrodynamisch het meest efficiënt is. Productiekosten en -tijd, bijvoorbeeld. Zelfs ten tijde van de Spitfire waren er al discussies of die elliptische vleugel productietechnisch wel verantwoord was.
Zo is men er ondertussen ook wel uit dat bij stalen jachten de balans tussen zuivere rondspanten of multiknikkers doorslaat in het voordeel van de laatsten.

Helpt dit?

--
stegman

edit: nog even naar je links gekeken. onderste deel van de eerste link sluit mooi aan op het verhaal van de muliknikker: het laatste beetje efficiëntie kost verhoudingsgewijs veel geld. En vroeger was arbeid nu eenmaal goedkoper dan heden-ten-dage.

Hans,
even mijn antwoord goed lezen!!!
de "negative stand" van het roer is aan te passen.
DIT staat los van het later aanbrengen van een scheppend deel
is het nu duidelijk?

ik ga er vanuit, dat TS op een eenvoudige en betaalbare manier de stuureigenschappen van zijn JOUET wenst te verbeteren.
(deze boot is HEEEL anders dat een cat)

Hanno

Klusbaasje schreef :
Jawel hoor, de meeste zwaarden met hoge a/r op de F18's, F16's, C20's etc. hebben ook een elliptische vorm. Roeren half elliptisch. daagvleugels op de moth doen ook nog mee

Ik denk zelf dat je die elliptische planform nog ziet omdat degenen die ervoor kiezen vergeten zijn waar het vandaan komt, wat de achtergrond is.
Ze hebben alleen het gegeven onthouden.

Arent schreef :
Met systeem zoals aan mijn boot hangt ben ik tot nu toe 1 keer hard tegen iets aangevaren. Het is wonderlijk dat namate je boot ondieper steekt ik vaker vast loop. Het enige wat toen gebeurde was dat het breekplaatje vervangen moet worden. Niet iets wat je wekelijks wilt doen maar ook weer niet onoverkomelijk. Koste toe 10 minuten sleutelen. Bijgaand fototje als uitleg.

zou best kunnen Duncan, het ziet er natuurlijk wel erg snel uit.

moderne roertjes van een 36voet cat op www.thegreatcup.com/

het spitfirepuntje zit er niet aan, aan dat foiltje....

Duncan schreef :
Om maar even te spreken voor de F18 waar ik op voer, en vanuit het fabrieksteam nog wat van de laatste dingetjes heb mogen doen (indeling van de boot, zeiltests, etc.)

CFD analyses, mensen/software van team oracle, en 2 jaar ontwikkeling.
Zat weinig kiezen aan die boot, bijna alles werd door de uitkomst van de cfd gedaan.

Maar dan zit je al zover doorgeschoten in de optimalisatie, dat is bij 99% van de boten hier n.v.t.
Maar wel heel sterk tapered richting het puntje...
Nu zit je bij de draagvleugels wel weer van hele andere aoa's te kijken dan bij roeren en zwaarden, waardoor een ellipsvorm weer sterk geoptimaliseerd moet worden en in de juiste condities gevaren moet worden om niet te stallen. Dus lagere a/r

3Noreen schreef :
Ik loop na een dagje op de knieën zitten en stof happen een beetje achter, aar bedankt voor de foto en de uitleg.
Ik had zo'n soort constructie bedacht, maar dat leek me te lastig om te maken. de volledig polyester kop voor het klaproer was al een hele kluif en daar ben ik voorlopig heel tevreden mee.

Wat de discussie over vorm en profiel betreft: Spitfire-wing roeren zijn theoretisch nog steeds de norm, volgens mij, maar extreem moeilijk om precies goed te maken. Als uit onderzoek al blijkt, dat een recht roer eigenlijk hetzelfde doet, waarom dan zo ingewikkeld?

Gr, Arent