Artikler
Hvorfor vælter båden ikke?
4. april 2006
0

Bådens rettende moment.

 

For nogen tid siden blev jeg af Anker spurgt om jeg ville være med til at skrive en artikelserie om fysikken omkring sejlbåde,
og jeg sagde med det samme ja til Ankers gode initiativ. Mit emne er ”Hvorfor vælter båden ikke” og jeg vil selv kalde dette afsnit ”Bådens rettende moment”.
Et moment er en kraft der virker på en arm, eller et kraftpar. Og på tegningen nedenunder er vist hvad det drejer sig om for en båds vedkommende.
Der er to modsat rettede kræfter og de er begge forårsaget af tyngdekraften. Vandet giver opdrift pga. sin høje massefylde i forhold til (bådens masse)
divideret med (bådens volumen). Bådens masse giver modsat kraft og vil trække båden ned i vandet.

Når båden krænger giver dette kraftpar et moment som vil forsøge at rette båden op igen så masten står lodret. På tegningen er der vist to punkter
CG og CB. CB er opdriftcentret (Centre of Buoyancy) eller ”tyngdepunktet” for opdriften og CG et bådens tyngdepunkt (Centre of Gravity).
Den rettende arm er den vandrette afstand mellem CG og CB.

Denne i båden indbyggede evne til at rette sig op, er i grunden sejlbådens motor. Båden kan ikke have mere sejl på end dens rettende moment tillader,
og det samme gælder for kølens areal. Bådens evne til at bære sejl er altså betinget af det rettende moment.
Man ser i dag at kølene på de nye både bliver kortere og kortere, og fysikken bag er altså, at der ikke behøves mere kølareal end det rettende moment
giver mulighed for at udnytte. Her tænkes ikke på kølens vægt, for denne kan blot lægges i en bulb i bunden, men kølfinnen fungerer som et undervandssejl,
og som sejlet over vandet kan vi kun få det ud af arealet som det rettende moment betinger.

Hvorfor øger man så ikke bare bådens rettende moment med tungere køl og gør båden bredere?

Ja, der er altid en udgift ved at øge det rettende moment: Større deplacement (båden skal flytte mere vand når den sejler) og større våd
overflade (større friktion) vil give større modstand, og så er vi lige vidt.
Man kan sige, at der hersker en form for symmetri i en sejlbåd. Der sker det samme under vandet som over vandet blot med modsat fortegn,
og de der kun tænker på sejlenes facon og trim har kun fat i den ene halvdel. Bådens køl, – profilens nøjagtighed og overfladens glathed, er lige så vigtig.

Besætningen og dens placering er et væsentligt bidrag til bådens rettende moment. For en båd som en Bavaria 42 med et rettende moment
på 62000 Nm ved 30° krængning, giver 5 mand på lønningen et tilskud på ca. 8000 Nm eller 13 %, hvorimod i min egen båd ved 30°
krængning vil 4 mand på lønningen give en forøgelse på ca. 16 %. Det vil sige at jo større andel den samlede vægt besætningens vægt udgør
jo vigtigere er besætningens placering.

De nyeste kapsejladsbånde som Volvo Ocean 70’ har ”canting keel” eller sving køl. Dette er en måde at forøge bådens rettende moment på.
Man flytter simpelthen ballasten til luvart. Dette giver meget hurtige både, men erfaringen med denne form for køle er meget lille,
hvilket har afstedkommet mange havarier under det nuværende Volvo Ocean Race.

Flerskrogsbåde som katamaraner og trimaraner har ingen ballastkøl til at sænke bådens tyngdepunkt, men i stedet har de en lang arm mellem
bådens tyngdepunkt og opdriftcentret. Derved bliver produktet af arm og deplacement alligevel stort, og da der ikke skal flyttes så meget vand
pga. et lille deplacement vil båden opnå en meget høj topfart.

Hvis nogen skulle få lyst til at sætte sig mere ind i emnet kan jeg anbefale bogen:   ”The Symmetry of Sailing” af Ross Garret

Niels Hjørnet ”HAVMÅGEN”

 

Skriv et svar