Varför är slör snabbare än läns?

Här kan man ställa alla typer av segelbåtsrelaterade frågor som inte passar i någon annan kategori
Användarvisningsbild
Anders S
Diamantmedlem
Inlägg: 11365
Blev medlem: fre 20 maj 2005, 07:23
Ort: Sandö hamn (Onsala)

Re: Varför är slör snabbare än läns?

Inlägg av Anders S » sön 17 jun 2012, 09:59

robban999 skrev:"Energin (vi talar samma skrov, men olika flytlägen) som behövs för att ge den dubbelt så tunga båten samma hastighet som den hälften så tunga är ungefär dubbelt"

Om friktionskraften blir dubbelt så stämmer det men en dubbelt så tung båt får inte automatiskt en dubbel friktionskraft.

Två båtar med samma friktion i vattnet ger samma konstanta fart vid samma framdrivande vindkraft oavsett deplacement. Att deplacementet ger mer friktion beror på att den ger mer våt yta, alltså borde en tung båt ge lägre fart vid samma framdrivande vindkraft. Så långt är vi överrens.

De andra resonemangen du för är inte tydliga och jag inser inte vilka fysikaliska samband du relaterar till. Kanske pratar du om planande båtar vilka jag för enkelhetens skull utelämnat.

Du nämner att vågrörelse skulle spela in, utveckla gärna det om du har lust. Jag utmanar med att en lätt båt torde bromsas lika fort som den accelererar och därför inte ha mer fördel än nackdel.

Observera att jag också tror att en lätt båt är överlägsen i prestanda men jag har ingen aning om varför mer än att många påstår det...

mvh
Båtar har en skillnad mot de flesta andra farkoster - de befinner sig i ett gränsskikt mellan vatten och luft. Båda är rent strömningstekniskt att anse som fluider (eller var det åtminstone sist jag kollade, det är ett tag sedan). Det är förklaringen till att vågbildningsmotståndet blir så intressant eftersom det är ett gränsskiktsfenomen och är det som begränsar topphastigheten. Vi har ju ofta goda möjligheter att mata på med "hästkrafter" eftersom det vid blåst t o m händer att vi avstår från maximal segelyta därför att båten inte bär sina segel.

Däremot finns fortfarande de vanliga bromsfaktorerna, sk "drag". Formen på båten är en av de stora faktorerna, den andra är friktionen den sk våta ytan. Om du ökar vikten på båten försämrar du de här relationerna, i proportion till vikten. Motståndet beror på tvärsnittsytan gånger en formfaktor gånger hastigheten i kvadrat (densiteten på vattnet är ungefär 1, men det spelar också viss roll.

Här finner vi att det som påverkas mest av ökad vikt är tvärsnittsytan, den ökar i princip till det dubbla om vikten fördubblas. Den fördubblingen har i vårt fall inte så mycket med den våta ytan att göra, eftersom så stora delar av skrovet på en segelbåt har stor yta och låg bärkraft (köl, roder), så den våta ytan är redan större än formellt nödvändigt jämfört med det perfekta klotet (minimal mantelyta i förhållande till volym = bärkraft. Klotet är dock tämligen värdelöst ur formsynpunkt, där är droppen bättre, men heller inte optimal). Därför ökar inte friktionen med det dubbla, men tvärsnittsarean gör det (litet approximativt och med reservation för att köl och roder trots allt bär en liten del av tyngden).
Anders S

Användarvisningsbild
blur
Diamantmedlem
Inlägg: 206
Blev medlem: sön 26 aug 2007, 09:31
Kontakt:

Re: Varför är slör snabbare än läns?

Inlägg av blur » sön 17 jun 2012, 14:22

Detta är komplicerade saker, som du inte kommer att få svar på här.

Men är du verkligen intresserad så går du till biblioteket och lånar "Principles of Yacht Design" av Lars Larsson och Rolf Eliasson. Kapitel 5, "Hull Design" förklarar hur motstånd uppstår,de olika komponenterna och på sidorna 76-78 förklaras deplacementets stora betydelse för motståndet. 40% av motståndet kan sägas vara direkt proportionellt mot båtens vikt.

Sedan kan du titta på loggen och se att du seglar fortare utan semesterpoackning :lol:

Bild

Kjelle
Diamantmedlem
Inlägg: 522
Blev medlem: ons 21 feb 2007, 22:40

Re: Varför är slör snabbare än läns?

Inlägg av Kjelle » sön 17 jun 2012, 16:57

Ett skrov i vågor är en komplex maskin i tät samverkan med sin omgivning. Nedan följer ett försök till beskrivning ur energisynvinkel (egentligen effekt)

Om man börjar med ett skrov som rör sig i "platt vatten". När skrovet rör sig ska det dels "pumpa undan" vatten framför båten dels fylla igen det "hål" som bildas efter skrovet. Detta sker genom att vid bogen bildas en våg, dvs det undanträngda vattnet pressas uppåt och vågen får potentiell energi. Vattnet i vågen tar sedan chansen att skapa en ström (rörelseenergi) efter skrovsidorna och fylla igen "hålet". Notera att det är inte samma volymselement som ska transporteras från fören till aktern utan det utgör ett vattenflöde. Det är lätt att inse att ett skrov med stort tvärsnitt (nollspant) kräver mer transport av vatten från fören till aktern. Ett smalare skrov ska trycka undan mindre mängd vatten än ett brett men vattnet ska strömma en längre sträcka. Samma gäller för ett grunt skrov vs ett djupt. Sedan spelar skrovets form en viktig roll.

Nu har vi lite tur. När man skapar en våg(topp) så uppstår alltid en vågdal efter den och efter den en ny vågtopp. Vatten vill alltid strömma från toppen mot dalen vilket underlättar transporten. Om båten rör sig med en hastighet så att den efterföljande toppen hamnar under aktern (det är lätt att se denna våg på en segelbåt som går med hög fart - ej planande) hamnar skrovet i den vågdal som det själv skapat. Vill man ha högre fart måste man få båten att segla uppför den egna bogvågen - dvs plana (detta att ta sig uppför den egna bogvågen känns igen då en planande motorbåt "gräver ner" aktern just innan den börjar plana). Av denna orsak går ett långt skrov fortare än ett kort eftersom en lång våg rör sig fortare än en kort våg (avstånd mellan vågtopparna). Det är enkelt att övertyga sig genom att betrakta vågorna (dock ej nära stranden då djupet påverkar vågform mm) dels runt skrov dels i öppen sjö.

I den verkliga seglingen möter man vågor orsakade av vinden. Kraften i seglen ger båten rörelseenergi. När båten seglar i konstant fart råder jämvikt mellan den tillförda energin och de energiförluster som uppstår när skrovet ska pressas genom vattnet. Om fören pressas in i en våg ska dels mer vatten transporteras undan dels så kommer det ökade deplacementet i fören att lyfta förskeppet, dvs båten vrider sig i vertikalplanet i långskeppsriktningen. Denna accelerarande rörelse - en rotation som skapar "rotationsenergi" - kräver energi vilket tas från från båtens rörelseenergi, dvs båten bromsas. Båten ska sedan uppför vågen vilket kräver att rörelseenergi omvandlas till potentiell (läges-)energi vilket minskar farten ytterligare men en del får man tillbaka när man åker utför på vågens baksida. En båt med tunna och lätta ändskepp kommer att få mindre förluster (dels mindre mängd vatten som ska transporteras runt båten, dels mindre energi för att åstadkomma långskeppsvridningen. Å andra sidan så har en tung båt mer rörelseenergi så..... Det som komplicerar frågan är vår uppfattning om (och krav på) båtens rörelser, bekvämlighet, trygghet osv. (Vem har inte stått på fördäck för att beslå ett försegel och känt hur man blir hängande i luften?)

Allt detta kan förklaras på ett mycket mer "vetenskapligt" sätt. Återigen rekommenderas CC Marchaj, t ex boken Sea kindness, om man inte vill ge sig på mer tuff litteratur.

Skriv svar