Schwerter

[Olav]

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von uwe am 19. Juli 2004 18:29:41: Moin Uwe! >Je weiter vorne, desto mehr Höhe kann man bei wenig Wind laufen.(z.B. SPEEDY) Bei viel Wind muß das Schwert aber dann weiter hinten sein. Völlig korrekt! Allerdings nicht nur wegen der Performance, sondern auch fürs Handling. Ich spreche da aus bitterer Erfahrung, mein jetziges Boot war ohne den Ruderoutrigger bei Wind raumschots kaum zu halten, fing immer an, nervös zu tänzeln und eine Luvkenterung war dann irgendwann kaum noch zu vermeiden. Schwertlippen mag ich ehrlich gesagt nicht so. Dann fände ich es besser, zwei Schwertkästen hintereinander zu haben, wobei man den jeweils nicht benötigten mit einem Einsatz oder Tape verschließt. Mit den Miller-Foils wird man ohnehin für jeden Millimeter mehr dankbar sein, den das Schwert vom Canard entfernt ist. Gruß, Olav

[Andreas G, diesmal Schiffbauer, nicht Schweppsmaster oder Zermesser]

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Olav am 20. Juli 2004 12:45:04: Interessante Diskussion, die Olav aufgerissen hat... Einige Anmerkungen zu dem allerersten (langen) Artikel. 1. Mir gefällt die Gleichung gar nicht, auch die Skizze. Das ist eine rein statische Betrachtung und hat mit dem Segeln kaum was zu tun. Das könnte höchstens passen, wenn man nach einer Wende zum Stillstand kommt (versehentlich), die Schot dichtnimmt und dann erstmal seitwärts treibt. Genau dann drückt das Segel nach Lee, das Schwert hält dagegen und der Segler muß durch Ausreiten die Stabilität wahren. 2. Dynamisch wird es dann, wenn man den Zustand des Seitwärtstreibens überwunden hat. Genau dann legt sich nämlich die Strömung am Schwert an und erzeugt Auftrieb. Und diesen Auftrieb braucht man, um die Abdrift auszugleichen und die hier erzeugte Kraft hat nur wenig mit dem Segelmoment um die Rollachse zu tun - hier ist nämlich die dominierende Gegenkomponente der Steuerman mit seinem Gewicht. Wenn hier eine Querkomponente auftritt (tut sie, um die Abdrift zu kompensieren) ist sie ja störend, denn sie wirkt ja dummerweise in der selben Richtung um die Rollachse, wie der Segeldruck. Konsequenz: Ganz kurzes Schwert, damit der Steuermann nicht so weit ausreiten muß ! 3. Zur Abdrift und dem Winkel: Hier handelt es sich um ein sich selbst einstellendes Gleichgewicht. Bei einem einfachen Brett z.B. braucht man sagen wir mal 5 Grad Anströmwinkel (Abdrift), um die Seitenkraft aufzubringen, die man zur Kompensation der Segelquerkraft benötigt. Mit einem gut profilierten Schwert gleicher Fläche hingegen, kann man das auch schon bei z.B. 3 Grad schaffen. Konsequenz: Sowohl große Schwertfläche als auch gutes Profil für möglichst kleine Abdrift. 4. Der Auftrieb des Rumpfes (Seitlich, gegen Queranströmung) darf bei Motten absolut nicht vernachlässigt werden. Wir haben mittlerweile fast senkrechte Seitenwände und minimale Kimmradien. Das bringt IMHO glatt die Hälfte der benötigten Seitenkraft. Konsequenz: Verringerung der Schwertfläche. 5. Die Schwertform (Umriß) ist sehr wichtig. Warum haben Segelflugzeuge so lange Flügel mit geringer Profiltiefe> Weil sie bei gleicher Fläche mehr Auftrieb liefern, als bei einem geringeren Streckungsverhältnis. Andere Frage: Warum haben Flugzeuge vielfach einen elliptischen statt einen rechteckicgen Flügelumriß> Weil die Umströmung der Außenkanten eines Rechtecks soviel Auftrieb wegnimmt, daß die Ellipse mit weniger Oberfläche den gleichen Auftrieb liefert wie ein Rechteck gleicher Profiltiefe und Spannweite. Konsequenz: Schwerter unten schmaler werden lassen (hebt auch den Druckpunkt etwas nach oben >) 6. Weitere Gedanken: Macht man das Schwert dünner, bremst es weniger, dafür reißt die Strömung eher ab. Das stört aber nur beim Anfahren (s.o.), aber es stört auch beim Kentern, und das ist fatal, wenn das Brett einfach abbricht. Hier hat man mittlerweile eine guten Mittelwert gefunden. Anders ist es beim Ruder. Das sollte schon recht dick sein, denn es ist (selbst erlebt) recht ekelhaft, wenn man zusehen kann, wie die Luftblase nach unten wandert und dann die Katastrophe folgt. Aber auch das kann man durch heftiges Ausreiten vermeiden, also nicht zu dick, aber ruhig dicker als das Schwert (hier hilft gegen die Durchbiegung natürlich nur Dicke wegen der 3-ten Potenz, aber auch viel Karbon an der Stelle der größten Dicke macht Sinn). 7. Fazit zum Schwert: In den oben genannten Konsequenzen laufen einige Dinge gegeneinander. Wenn man die Rolldämpfung vor dem Wind berücksichtigt, dann ist es IMHO am besten, ein langes dünnes Schwert mit geringer Profiltiefe und elliptischem Umriß zu verwenden. Ist es nicht in etwa das, was wir haben >>> Gruß, Andreas Sorry, daß es so lang war, aber besser so, als ein paar hingeworfene Brocken, oder>

[Olav]

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Andreas G, diesmal Schiffbauer, nicht Schweppsmaster oder Zermesser am 20. Juli 2004 20:23:15: Moin Andreas, schönen Dank für Deine Ausführungen, aber :-) lass mich folgende Bemerkungen machen: Zu 1.): Selbstverständlich reden wir hier von einem statischen System, ganz klar. Ich habe diese Methode nicht selbst entwickelt, sondern nur übernommen und war/bin selbst auch skeptisch, nicht zuletzt dadurch, dass mein rechnerisches Ergebnis so drastisch von dem abweicht, was in der Praxis Standard ist. Einen Einwand gegen Deinen Einwand habe ich trotzdem (in der Hoffnung, Dich nicht komplett falsch interpretiert zu haben): Die Seitenkraft, die ich Fsegel genannt habe, ist NUR EINE Komponente der GESAMTEN Kraft, die am Rigg wirkt. Der andere Teil dieser gesamten Kraft, der das Boot vorwärts treibt, wird in der Analyse nicht mit berücksichtigt, was ich mit meinem (noch) Laienverstand logisch finde - das Schwert soll ja die Querkraft ausgleichen und nicht den Vortrieb. Somit ist der statische Zustand des Rechenmodells eine Momentaufnahme eines in der Realität zweifellos dynamischen Vorgangs. Nichts anderes tun aber auch sämtliche VPPs, wenngleich die etwas komplexere Gleichgewichtsbedingungen aufstellen und dabei vermutlich auch noch um einiges präziser sind, was die Lage der einzelnen Druckpunkte usw. anbelangt - das war bei mir ja alles nur so grob aus der Hüfte geschossen. zu 2.): Volle Zustimmung. zu 3.): Dito. zu 4.) Zitat: "Der Auftrieb des Rumpfes (Seitlich, gegen Queranströmung) darf bei Motten absolut nicht vernachlässigt werden.[...] Das bringt IMHO glatt die Hälfte der benötigten Seitenkraft. Konsequenz: Verringerung der Schwertfläche." Klingt vernünftig und deckt sich einerseits mit der Praxis, die mal ein Aussie beschrieben hat, wonach sie bei 20-25kn Wind nur noch knapp 160mm des Schwertes aus dem Rumpf ragen lassen (wie machen die das dann mit ihrem Baum>>>) - spricht andererseits aber auch wieder dafür, dass die normalen Schwerter heutzutage eigentlich --> ;-) <-- zu groß sind. zu 5.): Der Vorteil elliptischer Umrisse ist ja zugegebenermaßen schon lange kein Geheimnis mehr. Was hier noch nicht angesprochen wurde, nach Larsson und Eliasson aber einen nicht unerheblichen Einfluss haben soll, ist der Pfeilungswinkel in Abhängigkeit vom Zuspitzungsverhältnis. So ist z.B. einem Diagramm in "Principles of Yacht Design" zu entnehmen, dass man bei einem Zuspitzungsverhältnis von 1 (also Rechteck) das Schwert oder den Kiel um 20° nach vorne anwinkeln soll (super Seegrasfänger... :-)). zu 6.): "Anders ist es beim Ruder. Das sollte schon recht dick sein, denn es ist (selbst erlebt) recht ekelhaft, wenn man zusehen kann, wie die Luftblase nach unten wandert und dann die Katastrophe folgt." Ich selbst fahre zurzeit ein relativ kleines Ruderblatt (700*160mm unter Wasser) mit einem vergleichsweise fetten Profil (NACA 0015). Die Steuerwirkung ist nicht schlecht, aber mittlerweile bin ich mir nicht mehr so sicher, ob derart dicke Profile bei angehängten Rudern (also solchen, die die Wasseroberfläche durchstoßen) so besonders toll sind, wenn man sich ansieht, wie viel Spritzwasser da entsteht und wieviel Luft das Blatt nach unten saugt. Da wäre es evtl. interessant, im Bereich der Wasserlinie ein schlankeres Profil mit schärferem Nasenradius zu verwenden (à la NACA 00XX-4X oder noch spitzer), das dann weiter unten wieder in eine "normale" Form ausläuft. Gruß, Olav

[Burkh]

Als Antwort auf: [B]Re: Schwerter[/B] von Olav am 21. Juli 2004 08:50:03: Hai Olav, >... aber mittlerweile bin ich mir nicht mehr so sicher, ob derart dicke Profile bei angehängten Rudern (also solchen, die die Wasseroberfläche durchstoßen) so besonders toll sind, wenn man sich ansieht, wie viel Spritzwasser da entsteht und wieviel Luft das Blatt nach unten saugt. Da wäre es evtl. interessant, im Bereich der Wasserlinie ein schlankeres Profil mit schärferem Nasenradius zu verwenden (à la NACA 00XX-4X oder noch spitzer), das dann weiter unten wieder in eine "normale" Form ausläuft. Einfacher und ne Zeitlan beim FD Mode (immer noch>): Im Bereich das Wasserlinie das Ruderblatt vorn spitz machen. Gruß Burkh Ach ja: elliptischer Umriss: Grau ist alle Theorie, nachdem ich etwa 5 - 8 Jahre lang Schwerter mit elliptischem Umriss gebaut habe, danach Rechteckformen mit den unteren 50% elliptisch und mir einen Wolf geschliffen habe in der Zeit (einen>, ach was, mindestens drei...jede menge Profile zum abgleichen etc...) bin ich heute beim verjüngten aber ansonsten rechteckigen Umriss. Leicht zu fräsen für die CNC und vor allem: leicht zu laminieren.... mach mal ein schönes Laminat mit straffen Kohlefasern über einem elliptischen Umriss. :-)) Gruß Burkh *vorArbeitganzgrau...Bootimmernochnichtfertig >Gruß, Olav

[Olav]

Als Antwort auf: [B]Moden[/B] von Burkh am 21. Juli 2004 10:35:25: Moin Burkh! > ...bin ich heute beim verjüngten aber ansonsten rechteckigen Umriss. Da bist Du ja mit Mark T., John I., Andy P. u.a. in guter Gesellschaft. Was halten die Experten denn von trapezförmig verjüngten Schwertern & Ruderblättern> Praktisch weder vom Kern, noch vom Laminat her schwieriger zu bauen als ein Rechteck... Gruß, Olav

[Burk]

Als Antwort auf: [B]Re: Moden[/B] von Olav am 22. Juli 2004 09:09:40: TRAPEZ!!!!! Das war genau das Wort, das ich suchte..... so sehen die Schwerter aus, die ich seit Jahr und Tag fahre, trapezförmig! (Danke, Olav, danke! so heilt man Alzheimer) Profiltiefe an der Spitze etwa 50 - 60% von der Tiefe an der Wurzel. So ist das. >Da bist Du ja mit Mark T., John I., Andy P. u.a. in guter Gesellschaft. Ham die auch Alzheimer> Gruß äääh... Burkh