Onderwerp: Wat is het ideale profiel voor zijzwaarden ?

Afgesplitst uit het draadje Hoe zeewaardig is een zeeschouw?


keeszeiler schreef :
Nou, de kniesoor is gevonden!

Maar even serieus: inderdaad hebben zeezwaarden een soort vleugelprofiel: bol aan de kant die tegen de zwaardklampen rust en hol aan de buitenkant. Dat genereert lift naar de loefzijde.

Je kunt nog wel de vraag stellen of de boot tegen het zwaard wordt gedrukt of het zwaard tegen de boot.(hier had een smily kunnen staan, maar omdat het een pots van mij is, staat ie er niet)

Alle zwaarden hebben een profiel dat aan de waterzijde bol is. Dat is alleen al nodig om het hout goed te laten aansluiten op het verzinkte smeedijzeren profiel dat het hout beschermt, vaak nog met een soort schaats er aan tegen het slijten. Vroeger werd er aan de rompzijde nog een holling geschaafd, waarvan de oude meesters zeiden dat er een emmer water in moest kunnen. Voor de zwaarden van een Vollenhovense Bol (lang en smal: zeezwaarden dus) die ik een paar jaar geleden mocht bouwen stonden op de originele bouwtekening wel hol en bol aangegeven, maar de eigenaar vond het hol schaven niet nodig. Hij vaart er nu al weer een paar jaar mee op de binnenwateren en het Ijsselmeer en is erg tevreden.

jerry schreef : Echt waar? Is dat niet precies verkeerd om? De stroming komt van buiten op het lijzwaard aan door de drift, en je wilt lift van lij naar loef, is van buiten naar binnen. Dan moet toch de buitenkant vlak of hol zijn, de binnenkant bol?

triXXS schreef :
Ja, dat is verkeerd om. De bolle kant hoort tegen het schip.
Verder komen hier al verschillende broodjes-aap langs.
Het verhaal van de puts water, dat hoor ik vaak. Vergeet het, is flauwekul.
En het profiel van (brede) binnenvaartzwaarden? Werkt niet of zelfs negatief. Bij deze brede zwaarden tellen eigenlijk alleen maar de vierkante meters die onder water hangen. Een mooie afstroom is wel fijn. Dat geldt ook voor klipper- en tjalkenzwaarden.

Voor skûtsjezwaarden gelden natuurlijk héél andere natuurwetten

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Omdat ik Berghout2 meestal heel ernstig neem, heb ik nog eens gezocht in mijn documentatie over de bouw van de zwaarden van een Vollenhovense Bol, zeezwaarden dus. Ik had tot mijn beschikking de bouwtekening uit 1976 van Scheepswerf De Klop in Utrecht (Cees de Wit en Bart van Geenen) op blad B6 staan de zwaarden met hol en bol getekend. Verder heb ik een tijdschriftartikel uit Spiegel der Zeilvaart jrg 15 (1991?) van de hand van ir H.Vreedenburgh. Daarin staat in eenvoudige taal de bouw en de vorm van zwaarden beschreven. Op pg 167 schrijft hij "De holle binnenkant levert wat meer moeilijkheden op .... ". De buitenkant is voor hem dus bol. Tenslotte is er ook nog een rapport van het Laboratorium voor Scheepsbouwkunde door prof J.Gerritsma en anderen over de Zeilprestaties van een Vollenhovense Bol; Hydrodynamische eigenschappen van zeezwaarden. Rapport no. 387, Bibliotheek TH no 000367. Ik heb de zwaarden gekopieerd aan de hand van de oude zwaarden waar veel rot in zat. De oude zwaarden zijn naar Enkhuizen gegaan, waar forumlid SloeGin ze in een kantine als tafel laat gebruiken. Een verslag van de bouw heb ik destijds op dit forum geplaatst. Er zou ook doorgeplaatst zijn op het Platbodemforum.

jerry schreef : Wikipedia laat er geen twijfel over bestaan dat de buitenkant hol is:
Aan de buitenzijde is een zwaard meestal niet plat, maar hol met de grootste diepte op ongeveer een derde van de breedte, gerekend vanaf de voorkant. Sommige grote vrachtschepen, als tjalken en klippers hebben mogelijk plat/bolle zwaarden vanwege de breedte van deze zwaarden, maar de lange en smalle zeezwaarden van de vissersschepen zijn alle hol van buiten en bol aan de binnenkant. Hierdoor ontstaat een vleugelprofiel en de lift wordt dikwijls nog versterkt door de strijkklampen zodanig te plaatsen, dat het neergelaten zwaard een hoek van 5 tot 7 graden met de lengteas van het schip maakt.
Lijkt me, zoals hiervoor al aangegeven nogal logisch, aangevuld met de hoek van de strijkklampen is het gewoon Bernoulli plus Newton.

Heeft niets met wikipedia te maken, maar wel alles met natuurkundig inzicht en kennis!

jerry schreef : Bedankt voor de informatie. Het TH-rapport heb ik even opgezocht. Ik lees dat de dwarskracht van het zwaard alleen, nul is bij een invalshoek van -3 graden, door de welving. Dus bij varen zonder drift krijg je al dwarskracht naar loef, door toespoor en welving. Veel uitgekiender dan een kieljacht eigenlijk.
Ook staat er dit schematische plaatje bij:


Buitenkant van het zwaard hol, zoals me wenselijk lijkt.
Je andere bronnen heb ik niet bekeken. Wordt er dan toch verschillend over gedacht?

Sjesus, schrijft Wikipedia werkelijk dat het toespoor 5 tot 7 graden is?
Dâ's veul hoor. Dan krijg je zwaardklampen/strijklatten zo breed als een fietspad, en worden de zwaarden zwaar overtrokken.
Beter zou zijn 0 tot 4 graden, waarbij de 0 dikwijls het beste uitpakt als compromis tussen een beetje drift en goed snelheidsbehoud.
Wiki is leuk en handig, maar behoeft wat korrels zout.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

jerry schreef :
Ontwerpers doen ook maar wat. De zwaardontwerpen, zeker uit de jaren '70-80 waren vaak gebaseerd op botterzwaarden uit de tijd dat de puts-regel nog gangbaar was.
De meest lachwekkende zwaarden zijn door de gerespecteerde Gipon getekend. En die ouwe tekeningen worden nog steeds klakkeloos gebruikt, door amateurs en slechte profs.
Gerritsen en Hoek hebben de ontwerpen wel serieus doorgerekend en getest, wat heel andere zwaardprofielen opleverde. Weg puts

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

triXXS schreef :
Dat valt wel mee.
Er waren ooit kielen met een trimflap achteraan. Ontwerp van de Stadt.
Werd al gauw verboden in wedstrijden, teveel voordeel.

ik heb zo'n donkerbruin vermoeden dat bij een zwaard holling en bolling niets uitmaken.
Een vliegtuig kan immers ook op zijn kop vliegen.
Het gaat alleen om de Angle of Attack.
En als je die een beetje opvoert met een beetje toespoor dan gaat de rest vanzelf.

Overigens iets wat ook in moderne zwaardboten wel werd gedaan.
Met name de FJ stond erom bekend: zwaard een beetje scheef in de zwaardkast (kantelzwaard).

En even on topic:
een zeeschouw op zee is gevaarlijk.
Te gevaarlijk.

Intussen ook een artikel van Vreedenburgh gevonden. Die beschrijft hoe er wel meer kanten aan de profielvorm van een zijzwaard zitten. Met name, voorkomen dat het zwaard onbedoeld uitscheert bij kleinere dwarskracht. Dat de bolle kant buiten zou moeten zie ik niet staan, maar er staat wel een profiel van een botterzwaard waar de bolle kant achteraan ook een iets hol stuk heeft. Op zich niet zo ongebruikelijk voor vleugelprofielen, maar mooi om te zien waar de praktijkervaring met platbodems toe geleid heeft.

Baasklusje schreef : Toch gek dan dat er bij vliegtuig vleugels een boven kant en een onderkant aan zit.
Als het niet uit maakt hadden ze die wel symmetrisch gemaakt en waren mijn zijzwaarden simpele planken die je kan uitwisselen met de andere kant.

Eddy K schreef :
Ik zei niet dat het niets uitmaakt, maar wel dat de echte 'heavy lifting' gedaan wordt door de angle of attack, niet door de vorm.

Voor veel profielen zijn de karakteristieken gewoon beschikbaar, en dus ook de aanvalshoeken waarbij lift gegenereerd wordt. Dat begint bijvoorbeeld bij min 2 graden en loopt tot +7 graden. Maakt voor vliegtuigen dalen bijvoorbeeld ook wat makkelijker, en inderdaad ondersteboven vliegen. Een symmetrisch profiel zal dan ook prima voldoen op een platbodem, Hol-bol ga je al snel naar een profiel wat meer lift kan genereren bij minder weerstand, maar wel in een kleinere bandbreedte qua aanvalshoek. Daarmee ga je ook direct door naar veel kleinere toleranties qua profiel, en randjes. Daar ga je de gemiddelde scheepstimmerman niet mee lastigvallen, en een stukje rvs er op schroeven kun je ook wel vergeten.
Berghout-2 schreef :
De boot heeft van zichzelf drift, dus met 0 graden hebben je zwaarden al een paar graden aanvalshoek. des te sneller je gaat, des te meer lift je genereert, des te minder aanvalshoek je nodig hebt, des te minder wrijving, etc... Net als met je zeilen is het eigenlijk veel effectiever om daar mee te spelen dan met het profiel. Je kan er beter een paar wiggen tussen slaan afhankelijk van de snelheid om de aanvalshoek te veranderen. dan kom je weer een beetje bij die trimtab die baasklusje beschreef.

Maargoed, het maakt de schouw allemaal nog niet zeewaardig.

Afgelopen voorjaar nog iemand die een mooie wat verwaarloosde Lemsteraak gekocht had en zijn oude monohull aan de kinderen over deed.

Ooit maakte ik boomerangs, twee vleugels die achter elkaar aan draaien tijdens de vlucht. Het bolle vleugelprofiel is langer dan de vlakke onderkant, hierdoor legt de lucht aan de bovenkant een langere weg af in dezelfde tijd. Volgens Bernouili ontstaat er aan de bovenkant een lage druk en 'hangt' de vleugel aan het vacuum: lift. Omdat je verlijeren wilt verminderen, zorg je ervoor dat de lift het zwaard tegen het schip aanduwt. Dus idd de bolle zijde naar het schip toe.

Pylk schreef :
Kijk, daar is ie weer, 'incorrect airfoil theory':
www1.grc.nasa.gov/beginners-gu...rrect-airfoil-theory

Maar voor waar de bolle kant moet zitten klopt het in dit geval wel.

Info incorrect foil theory is verplaatst verplaatst. Nu www1.grc.nasa.gov/beginners-gu...tics/venturi-theory/

RobertWalter1 schreef :
Nee dat Venturi verhaal is een andere theorie. Maar ook fout.

triXXS schreef :
Mja. dat staat er ook boven, hè. "Venturi theory - Incorrect theory # 3."

Overigens blijft deze site wat vaag over hoe lift dan wèl wordt gegenereerd:

Lift occurs when a moving flow of gas is turned by a solid object. The flow is turned in one direction, and the lift is generated in the opposite direction, according to Newton’s Third Law of action and reaction. Because air is a gas and the molecules are free to move about, any solid surface can deflect a flow.

Lift wordt dus voornamelijk worden opgewekt door het afbuigen van de stroming lang een vleugel, maar aan duidelijk illustreren van die theorie komt men niet toe

Er staat wel een heel leuk interactief dingetje op diezelfde site, waarmee de gegenereerde lift van allerlei dingen (profielen, maar ook vlakke platen) kan worden vergeleken en waaruit blijkt dat invalshoek DE factor is bij het opwekken van lift:

www1.grc.nasa.gov/beginners-gu...tics/foilsimstudent/

Wadloper schreef : Ik heb altijd begrepen dat het kort samengevat gaat om de uiterst complexe combinatie van drie verschijnselen:
-Bernoulli: drukverschik vanwege langere weg langs bolle kant
-Coanda effect: zeg maar "kleven" aan de bolle kant.
-Newton: vanwege "uit de richting duwen, angle of attack" (derde wet)
Hierbij is Newton de belangrijkste, daardoor kan zoals BK al aangaf, een vligetuig ondersteboven vliegen.
Hoe complex dit samenspel is blijkt wel uit die vleugeltips die nog nog niet zo heel lang aan het uiteinde van vliegtuigvleugels zitten. Men heeft na zoveel jaren vliegen pas relatief kort geleden ontdekt hoe zinvol die zijn.
Dit hele verhaal geldt uiteraard niet allen voor zwaarden maar ook voor onze zeilen.

Wadloper schreef : Ja, zonder de onjuiste redenaties wordt het meteen een stuk lastiger. Ik doe een poging om het begrijpelijk en correct te beschrijven.
In de eerste plaats is voor lift altijd circulatie nodig. Circulatie is de kringintegraal van de tangentiele stroomsnelheid langs een contour die rond een vleugelprofiel gaat, maar dat zal wel geheimtaal zijn. Stel je een draaikolk voor, dan is de circulatie de omtrekssnelheid * de lengte van de omtrek, op een bepaalde afstand van het midden van de draaikolk. Rond een vleugel in een stroming is de stroomsnelheid langs de ‘bovenkant’ (de bolle kant meestal) een stuk sneller dan langs de onderkant. De kringintegraal is dan ongelijk aan nul, er is circulatie. De liftkracht is evenredig met de circulatie.

Die circulatie ontstaat door de (min of meer) scherpe achterrand van de vleugel. Die dwingt de stroming om de vleugel daar te verlaten, en niet ergens vanaf de bovenkant van de vleugel. Door de vorm van het profiel en de invalshoek kan dat alleen met circulatie (en wel met een bepaalde grootte daarvan). [ Maar bij te grote invalshoek verlaat de stroming wél al ergens aan de bolle kant de vleugel (overtrekken) en stort de circulatie in, en de lift dus ook.]

De circulatie wordt gewoonlijk voorgesteld door een wervel, een lijn waar de stroming omheen draait. Die ligt dus ergens binnen de vleugel, als gedachtemodel. Vanwege een wet van behoud van wervelsterkte moet die wervel doorlopen. De wervel binnen de vleugel gaat aan de vleugeltippen de bocht om, en zet zich voort in de tipwervels. Die kun je bij vliegtuigen soms goed zien. De tipwervels en de wervel binen de vleugel geven de downwash, de afbuiging van de stroming die je noemde.
De tipwervels kunnen ook niet zomaar ergens eindigen, maar die sluiten aan op de ‘startwervel’, een wervel die opgewekt is op het moment dat de voorwaartse snelheid begon, en die met de stroming meespoelt.



Dit alles naar aanleiding van de zeeschouw...

Knar schreef :
Je bedoelt met "vleugeltips" waarschijnlijk wat ik "eindschotjes" noem. In het Engels spreekt men van winglets:

external-content.duckduckgo.co...e31c62ac9&ipo=images

Die laatste zin klopt niet helemaal.
Dat er aan de uiteinde van vliegtuigvleugels qua lift verliezen optraden, als gevolg van turbulentie door vermenging van de luchtstroom onder met die boven de vleugel, was al voor de tweede wereldoorlog bekend.
In eerste instantie probeerde men deze turbulentie tegen te gaan door de vleugeltips af te ronden. Een buitengewoon sierlijke manier om deze turbulentie te verkleinen werd bereikt met de elliptische vleugels van de Spitfire. Je ziet die vorm nu nog steeds terug in sommige balansroeren van zeiljachten.

triXXS schreef :
Laat ik nu net wat potsen dat suggereert dat men die tipwervels graag wil tegengaan..

Ook weer een foute theorie, waarschijnlijk..

Je kunt ze niet tegengaan, je kunt ze wel op een optimale manier verdelen over de spanwijdte. Bij een elliptische vleugel is de verdeling zodanig, dat de geïnduceerde weerstand minimaal is bij een gegeven lift. Los van winglets dan.
Het heeft niet met turbulentie te maken.