Onderwerp: Vicks blue ontmast

Rikken schreef :

Het ontwerpen van een zeilboot is inmiddels wat verder dan aken en zo. Al dat gewicht boven het zwaartepunt veilig? Er zijn veel variabelen die veiligheid bepalen. Blijven drijven is best wel belangrijk, net als stabiliteit, en terugkomen na kapseizen. Dat een mast van een aak blijft staan, waarschijnlijk zonder verstaging als het niet te hard waait, maakt het een en ander nog niet veilig. Dus ja, ik heb liever een halve knoop meer en een gunstiger stabiliteit, ondanks dat ik dan iets meer moet nadenken....

Dit draadje was me nog niet eerder opgevallen, maar ik heb me kostelijk vermaakt met vele reacties die hier gegeven worden.
Iedere boot, iedere mast en iedere koers is verschillend voor een mast en de belastingen die er op komen staan. Algemene waarheden zijn zeer zeker niet altijd van toepassing.
De grootste veroorzaker van mastbreuken? Te veel gewicht aanboord slepen, vooral wereldzeilers hebben daar nogal last van

Zelf vaar ik met harde wind (45 knopen en meer) altijd met alleen een stormfokje, ongeacht de koers, maar ik heb een achterstag, twee bakstagen, naar achterstaande onderwanten, 3 paar zalingen, babystag, kotterstag en voorstag... De mast is flexibel, en beweegt in elke golf, maar zou theoretisch nergens heen uit kunnen knikken onder de compressie.

De compressie van een zeilboot mast is grofweg hetzelfde als het gewicht van de boot, als je veel doet om de stabiliteit te vergroten (kantelkielen, 20 man op de rail, waterballast etc.) dan kan dat zomaar oplopen tot tweemaal het bootgewicht of zelfs nog meer. Als je je boot erg hard pushed en je met veel voorspanning vaart, dan zou je waarschijnlijk op ongeveer 120% van het boot gewicht uitkomen.

Toch is de waarschuwing van baasklusje zeker een terechte. Veel tuigages zijn niet ontworpen om alleen op een voorzeil te varen met harde wind. We hebben het dan vooral over licht fractionele tuigages (voorstag niet helemaal tot in de top) zonder bakstagen en met slechts licht gepijlde zalingen. Euler heeft ooit eens bedacht dat een profiel dat onder compressie staat zal uitknikken in de richting van de langste niet-ondersteunde zijde. In het geval van een fractionele boot met slechts licht gepijlde zalingen is dat dus de kant waar het grootzeil staat die weg kan knikken naar voren toe. Belasting op de voorstag wil de mast naar voren doen trekken, en achter de mast is er niets wat de mast naar voren toe kan steunen. Een onderwant wat slechts een graad of 10-15 achter de mast staat is waardeloos als langsscheepse steun. Dat werkt volgens het vector princiepe, dus je hebt een enorme belasting op de stag nodig om een beetje langsscheepse steun te krijgen. Omgekeerd gebeurt dat natuurlijk ook, een klein beetje voorwaardse verplaatsing van de aanhechting van die stag zorgt voor een enorme belasting op die stag, en dus een enorme verhoging van de compressie in het onderste segment. Zulke tuigages (en dat zijn er meer als je denkt) kunnen eigenlijk niet zonder de steun van een grootzeil achter de mast.
De V1044 waar het in dit verhaal over ging is volgens mij een topgetuigde boot, en daar maakt het veel minder uit of je wel of niet met alleen een fok vaart.

Wil je je boot serieus op slechtweer voorbereiden, dan zijn een setje bakstagen of checkstagen zeer zeker te overwegen om het risico op mastbreuk te verlagen... (deze stagen hebben in dat geval een vergelijkbare werking als het grootzeil)

Dan nog even over de druk die met een bepaalde wind op een zeil werkt. Zo simpel als het voorgesteld word werkt het echt niet.
De windrichting staat zelden haaks op het zeiloppervlak, en op een aandewindse koers 'ziet' de wind zelfs bijna helemaal geen zeil. De resultantes van de lift en drag hebben vrijwel geen relatie met de winddruk. Zelfs als de winddruk x per m2 zou zijn, dan nog zijn de spanningen op de diverse delen van de zeilen niet deel van de druk in het zeil. Stel dat je een waslijn buiten ophangt, horizontaal, en je hangt er een gewicht aan van 10 kg, dan is de spanning op de lijn om het gewicht op zijn plek te houden een veelvoud van die 10 kg. Hoe rechter je de lijn wilt hebben, hoe hoger de spanning op de lijn moet worden zonder dat het gewciht zwaarder word. Aan de wind varend met een zeilboot doe je hetzelfde, met je grootschoot trek je vertikaal aan een zeil dat horizontaal belast word.
Even een reken voorbeeldje, met mijn grootzeil (70m2) vaar ik aan de wind met ongeveer 3 ton schootspanning. Bij 12-13 knopen schijnbare wind gaat er een rif in het grootzeil. 70m2 zou bij een winddruk die hoort bij 13 knopen wind een 'kracht' van 1260kg moeten zien waar de schoot de helft van ziet? in de praktijk is het ruim 6 keer zoveel....

het krachtenspel op een mast is complex, maar zeer voorspelbaar, een klein verschilletje in aangrijpingspunt of hoek van en stag kan echter een gigantisch verschil maken als het komt op knikken en daarna breken. Ik heb zelfs al eens een situatie gezien waar iemand zijn boot voorbereid had op een lange tocht, en om mastbreuk te voorkomen heeft hij indertijd extra stagen laten toevoegen. Laten die nu juist onder een ongunstige hoek geplaatst zijn om niet met het grootzeil in de clinch te komen. De stagen zorgden voor meer compressie dan de mast hebben kon en waren juist de oorzaak van en mastbreuk.

De posts van hrscharft en de daaropvolgende reacties afgesplitst naar hun eigen draadje: www.zeilersforum.nl/index.php/...romp-schade-zeebries

En dit jaar varen we wederom naar de 40 mijl

Hoe krijg je het voor elkaar Henk.....

Hoop voor deze meneer dat hij zijn zeilen nog een beetje heeft kunnen redden overigens.
Dat ziet er uit als een paar dure lapjes die daar overboord liggen.

Om even terug te komen op het verhaal van Erik hierboven uit 2015.
Maakt het voor de compressie nog uit uit wat voor materiaal je zeiltjes gemaakt zijn? Mijn boeren verstand zegt eigenlijk van wel.

Efficientere zeilen die minder vervormen geven meer voortstuwing/minder helling en meer power.
Lijkt me dat je mast het dan dus ook zwaarder te verduren krijgt.

Of zoals in het afgesplitste topic je kielbalk

Efficiëntere zeilen geven bij minder power meer voortstuwing. De (compressie)kracht op de mast word bijna geheel bepaald door helling.

Duurdere zeilen vaar je met minder valspanning, dus die compressie is ook minder.

Maar die zeilen laat je ook weer langer staan (meer oppervlak bij meer wind.) En dan zorgen ze nog steeds voor meer voorwaartse snelheid als de oude zeilen onder dezelfde omstandigheden en met minder of misschien dezelfde helling.