Ter introductie:
Ik heb een jaar met veel gedoe in de familiesfeer achter de rug. De boot heb ik niet eens in het water gelegd, de voorjaarsmeeting in Trintelhaven gemist (de zomermeeting maakte veel goed), maar ik ben nu met vervroegd pensioen gegaan.
In de tussentijd heeft mijn 'grootste project aller tijden' steeds meer vorm gekregen en denk ik nu alle overwegingen te hebben overwogen, alle maten te hebben genomen en alle voorbereidingen te hebben verricht. De tijdsplanning... die is van elastiek, zoals altijd!
Nieuwe kleren voor de keizer of
nieuwe kimkielen voor mijn €Xr
Huidige situatie:
Een Eurokruiser MKIII in de kimkiel uitvoering heeft twee gietstalen kielen van 295kg (opgave werf) elk met een geschat bulb gewicht van 150kg voor elke kiel.
Deze kielen zijn in staat het gehele boot-gewicht te dragen, maar de romp vervormt licht, zodat de afstand tot de grond afneemt naarmate de boot langer op de kielen staat. Waarschijnlijk is voor winterberging een steuntje voor en achter wel aan te bevelen. Mijn ervaring is dat er niet echt wat gebeurt als de boot zo een maand of vier blijft staan.
Ze heeft 'op zout water' gelegen en dit heeft zijn sporen achtergelaten in de kielen. Ze zijn zo pokdalig als een ananas.
Gietstalen kielen roesten en afschuren en een polyurethaan coating erop spuiten, ziet er direct na het aanbrengen goed uit, maar na een seizoen is de anti fowling op de kiel gedeeltelijk verdwenen en zijn de kielen weer net zo verroest. Het aanbrengen van een anode heb ik niet geprobeerd, maar zou kunnen helpen.
Elke kiel heeft een 10mm x 125mm montage flens met stalen M16 kielbouten, die in de boot zijn gedubbeld met hout en een stalen plaat.
De kiel heeft de vorm van een parallellogram van 1500mm breed en een hoogte van 500mm gemeten vanaf de voorste lage hoek tot aan de montage flens.
De kiel is niet geprofileerd en is te vergelijken met een 40mm stalen plaat waarvan de leading edge en de trailing edge zijn afgerond.
De kiel is voorzien van een rechthoekig stuk ballast dat met de kiel is mee gegoten. De afmeting hiervan is 1450mm lang, 200mm hoog en 80mm dik. De hoeken zijn afgerond en het geschat volume is 22 liter met een gewicht van 154kg. Dit wil zeggen dat de aangegoten ballast bijna gelijk is aan de helft van het kielgewicht en er moet in elk geval 154kg aan ballast onder aan elke kiel worden aangebracht om een vergelijkbare stabiliteit te geven. Het zwaartepunt van de ballast bepaalt voor een groot deel hoe stabiel de boot is. Hoe lager (t.o.v. de waterlijn) des te stabieler de boot. Hoe meer naar het midden (t.o.v. het midden van de romp) des te meer oprichtend effect en stabiliteit.
Het gewicht van de kiel boven de bulb wordt gevormd door de montageflens (1500x125x20mm = 3,75dm3 x 7 = 26,25kg) en het kielvlak van 40x300x1450 = 17,4dm3 x 7 = 129kg. Dat is samen met het gewicht van de bulb ongeveer 283kg per kiel en dat klopt aardig met de opgave van de werf van 295kg per kiel.
Bij de tewaterlating voor het seizoen 2015 heb ik besloten dat dit het laatste seizoen is voor de kielbouten omdat ze door de roest behoorlijk zijn aangevreten en ik ze niet voldoende goed acht voor nog een seizoen. Aan het eind van het seizoen 2015 zullen in elk geval de kielbouten stuk voor stuk worden vervangen. Die klus brengt dan ook de vraag naar voren;
'wat als ik de kielen nu eens vervang voor beter geprofileerde kielen die niet meer kunnen roesten?'
Hoe zien de kielen van andere kimkielers eruit?
De kanaalkusten van Engeland en Frankrijk kennen grote getijden verschillen. De werven langs die kusten zijn beroemd om hun boot ontwerpen met kimkielen of 'fin keels' zoals ze daar heten. Een vakantie in Plymouth met een bezoekje aan de lokale werf leverde veel interessante ideeën op over hoe men in dit gebied over kim kielen denkt.
Op de wal in Plymouth lag deze kimkieler te koop... 'Iets' boven mijn budget en te groot voor mijn doel. Helemaal zeewaardig en een prima 'droogvaller'.
Een prachtige boot om ideeën op te doen voor hoe een moderne grote kimkieler er uit ziet en hoe nieuwe inzichten en technieken in deze rompvorm worden gebruikt.
Deze boot heeft een stalen romp (anode net boven de schroef) en de kielen zijn in het plaatwerk mee gevormd.
Aan de zijkant zijn de kielen 'hol' en naar het midden toe zijn de kielen bol. Of zij volgens NACA zijn geprofileerd heb ik niet kunnen achterhalen.
Inmiddels had ik een verkoper op mijn nek, die erg vriendelijk was en mij, ondanks mijn uitleg dat ik echt geen boot kwam kopen, toch een complete toer gaf over de werf en waar hij bijzonderheden wist over 'fin keels' vertelde hij die en nam me mee naar andere boten om ze voor mij te vergelijken. Ik had een field day! Drascombe's -de Gig, een hele eigenwijze tweemaster open zeilboot, maar wat een lief ding, Cornish Shrimper's, Leisures in diverse maten, overal mocht ik in en hij stelde proefvaarten voor... ook in die Fisher 25, wat een leuk ding is dat! Ik heb het beleefd doch beslist afgewezen, want ik was niet van plan een boot te kopen. Bovendien zou ik zwak kunnen worden en er toch één (die Fisher 25!) willen hebben!
Verder kwam ik een 'opknapper' tegen die een idee leverde voor iets wat mijn belangstelling had; een met bouten te bevestigen loden ballast in een torpedo vorm.
De romp is van hout en is in erbarmelijke toestand, maar de plaatstalen kiel zit netjes in de menie en heeft zo te zien een nieuw loden ballast met bouten eraan gezet. Het roer is inmiddels ook opgeknapt. Ze zullen er nog wel wat aan moeten doen, maar ze beginnen kennelijk van onder af en werken langzaam naar boven.
Engelse sentimenten zijn onnavolgbaar en ik had de boot gesloopt en het roer en kiel gebruikt voor een nieuw te bouwen boot, maar zij knappen deze op. De verkoper schaamde zich een beetje voor dit wrak op zijn werf en vond mijn belangstelling ongepast. Hij voelde zich een beetje beter op zijn gemak toen ik zei dat 'naval heritage should be conserved' en dat ik dit erg belangrijk vond. Of ik ook een 'Yachtie' was? 'Ja, ik heb een oude Eurokruiser.' Dat model of merk kende hij niet, waar die in GB werd gebouwd... 'Not in Britain, in the Netherlands'... Hij keek me vreemd aan... 'Oh, you mean in Holland!' 'Yes!' 'You are not British then!' 'No, I'm not, I'm Dutch'. De rest van de dag heb ik met hem in het havenkantoor gezeten, thee gedronken waar je een lepeltje rechtop in kan zetten zo sterk, en scheepsmodellen besproken.
Ik zat inmiddels tjokvol ideeën en had 2 Gb aan foto's gemaakt toen ik weer naar mijn logeeradres terug ging.
Wat wil/kan ik
Ik wil kimkielen onder mijn boot die niet door het roesten dikker worden.Dan is RVS, vooral de 316L (A4) soort, een goede keus. Dat is duur, maar gezien de corrosie bestendigheid een degelijke investering.
Nu niet gaan opmerken dat 'zo'n oude tupperware doos uit 1975' geen nieuwe RVS kimkielen waard is, dat weet ik. Ik vind mijzelf gewoon 2 RVS kimkielen waard en wie daar niet mee eens is, tough shit!
De huidige kielen op mijn boot hebben het profiel van een 'strijkplank' en ik wil minder 'drag' van mijn kielen.
Dan moet ik mijn kielen dunner maken en bij voorkeur profileren.
Dan worden de kielen zwakker en kunnen ze misschien het gewicht van de droogvallende boot niet meer dragen.
In dat geval moet ik de kielen licht buigen zodat de stijfheid gelijk blijft aan die van de oude kielen. De belasting op druk naar de romp is geen probleem, dat zou met twee buisjes per kiel al zijn opgelost.
Dit 'buigen' betekent dat ik een asymmetrisch profiel moet gaan gebruiken.
Dat is op zich niet erg, zei het dat het profiel wel binnen de breedte van de bovenste montage flens moet passen.
Om gelijke stabiliteit te behouden, moet ik de kielen even groot (v.w.b. oppervlak) en even zwaar maken (met het zwaartepunt op dezelfde plaats).
Door een deel lood te gebruiken, kan ik het zwaartepunt verplaatsen naar een gunstiger plaats en met minder gewicht toch een verbeterde stabiliteit bereiken.
De kielen gaan er dan ongeveer zo uitzien.
Dit komt neer op het profileren van een kiel uit 30mm RVS plaat en dat is een rotklus met een haakse slijper en hele nauwkeurige mallen indien ik precies het NACA profiel erin wil krijgen. Dit gaat het niet worden, dat is teveel werk. Hout profileren gaat nog wel, maar RVS...
Omdat ik kans zie om 10mm RVS te buigen, is een asymmetrisch 'bol/hol' profiel een veel beter alternatief en het levert veel meer 'tegendruk' voor verlijering op. Er zit een 'maar' aan vast: de bovenste montage flens van 12,5cm is niet breed genoeg om de totale breedte van dit asymmetrische profiel te dragen en er dan ook nog de kielbouten in op te nemen. Ik heb geen andere mogelijkheid dan een 'NACA-ig' profiel te maken, dat niet geheel overeenkomt met de specificaties van de NACA en dus ook meer 'drag' zal hebben.
Nu is dit relatief ten opzichte van het profiel dat de roestige kielen nu hebben: geen profiel dus. Daarom verwacht ik toch een verbetering. Zou die verbetering uitblijven, dan heb ik in ieder geval niet roestende kielen.
Te vervangen onderdelen in de nieuwe kielen
Onderdeel; montage flens aan de bovenzijde:
De montage flens is 125mm breed (even breed als de flens van de gietstalen kielen). De kiel zal hierop worden gelast.
Een platte, ongeprofileerde kiel
Kielvlak:
Parallellogram 600 hoog x 1400 lang, 10mm dik. Kiel oppervlak: 700000mm2 of 70dm2.
Basis hoek: 45 graden, tangens basishoek: 500/500 _ 5/5 = 1.
Totale kiel zijaanzicht:
Even zoeken of er wel een dergelijk stuk plaat is... Plenty!
Ballast:
Het ballast deel per kiel is ca. 10cm breed en is een soort 'voet' bij het droogvallen. Het gewicht van de ballast is zo'n 150 kilo en begint bijna 'op de helft' van de kiel. Het is voor de stabiliteit van de boot veel interessanter dit gewicht lager te plaatsen. In theorie zou het dan ook minder hoeven zijn, maar dan veranderen er meer variabelen en zou de hele boot opnieuw moeten worden berekend. Ik denk in eerste instantie om een voetplaat te gebruiken om daar later een lood ballast op aan te brengen. De voetplaat zal van de buiten/onderzijde van de kiel naar het midden uitsteken en het ballastgewicht zal daarmee dichter onder het centrum van de boot komen. Verder verwacht ik dat de vlakke plaat ervoor zal zorgen dat de boot minder ver in het zand zal zakken bij 'overtijen' op het wad. In de blubber zal het wel niets uitmaken.
Vlakke rechte voetplaat: 1500 x 200 x 10 mm.
De gewichten van de nieuwe kiel
Vlakke rechte montage flens: 1450 x 125 x 15 mm, 14,8kg.
Vlakke plaat 550 x 1450 x 13mm = 10367500mm3 x 0,007g/mm3 = 73 kg per kiel.
Vlakke rechte voetplaat: 1450 x 200 x 10 mm, 20kg.
Totaal gewicht: 108kg. Zonder ballast.
Dan moet er nog 187kg ballast bij. Dit is ca. 17 liter lood. Een halve spoelvorm van 2dm breed x 14dm lang x 1dm hoog /2 (voor de halve hoogte) x 11 = 154kg.
Dit is het gewicht van de huidige ballast aan één kiel. Het resulteert in een gewichtsbesparing van 50kg per kiel of 100kg voor de hele boot. Dat is mooi, maar wel veel en zal een negatieve invloed hebben op de balans van de boot.
De kielen zullen niet meer roesten en er zal een behoorlijke verbetering van de drag plaatsvinden doordat ze glad zijn en blijven, maar de hydrodynamiek is nog steeds 'naadje'.
Een geprofileerde kiel
Een geprofileerde kiel zal minder drag hebben dan een kiel met een rechthoekige doorsnede met hetzelfde volume. De kiel kan nu breder worden en meer krachten verwerken in zijdelingse richting. Bij een holle kiel neemt dan het gewicht niet toe, terwijl de stijfheid wel toeneemt.
Massieve geprofileerde kiel
De totale plaat buigen zodat deze tussen de moeren op de montage flens past.
Bovenzijde profileren naar de buiging van de bovenste montage flens. De leading and trailing edge profileren met een haakse slijper.
Binnen zijkant van de voet open laten voor ingieten van lood.
Dit gaat het echt niet worden, de winst is klein ten opzichte van het vele werk (profileren van een 15mm dikke RVS plaat met een haakse slijper).
Wordt vervolgd...
Peper.