Yago's kleiner Leitfaden zum Selberzeichnen ;)

[YAGO]

Bisher haben wir ja immer nur unsere Verdrängung ganz global angenommen indem wir von einem erstrebenswerten Verhältnis zur Länge der WL ausgegangen sind um im Bereich nicht-allzu-schwer-aber doch-gemütliche-aber-ein-Bügeleisen-will-ich-nun-auch-nicht-segeln Bereich zu bleiben.

Das reichte uns aus um einen ersten Entwurf für das Unterwasserschiff zu machen, in dem wir dann unser bewohnbares Volumen ausprobieren konnten.
Inszwischen haben wir aber unser Einrichtungskonzept etwickelt, und auch wenn wir noch nicht im Einzelnen wissen was genau wir in das Boot hineinbauen wollen, so haben wir doch spätestens jetzt eine genauere Vorstellung davon was unser Boot denn nun wirklich ausmacht.

In diesem Abschnitt werden wir zwei wichtige Schritte machen, erst eine grobe Schätzung der Gewichte und im zweiten Teil eine genauere Berechnung der einzelnen Gewichte und die Ermittlung der Schwerpunktes.

Vorher aber noch einmal etwas, das immer wieder in Diskussionen auftaucht:

„Gewicht“ is NICHT gleicht „Verdrängung“! Bitte mehrfach lesen und im Erinnerung behalten...

Was, hat der Archimedes etwa nicht recht? Hatter doch, aber
• Das Gewicht ist das Gewicht des realen, tatsächlichen Boote und alles dessen was drin ist, einschliesslich Mannschaft und Ausrüstung. Dieser Wert ist VERÄNDERLICH.
• Die Verdrängung ist das was der Konstrukteur angibt, also das Gewicht des verdrängten Wassers wenn der Rumpf auf seiner Wasserlinie schwimmt. Dieser Wert ist NICHT VERÄNDERLICH sondern ist ein Konstruktionswert. Die Verdrängung sollte, wenn wir unsere Arbeit richtig gemacht haben, dem durchschnittlichen Gewicht des Bootes bei seiner normalen Verwendung und Zuladung entsprechen.

Nun wird es aber Zeit dass wir beginnen über die tatsächlich geplanten Gewichte und Ihre Position im Schiff Buch zu führen. Dies ist ein fortlaufender Prozess, den wir von jetzt an immer mehr verfeinern.

Die Berechnung des Schwerpunktes

Es ist wichtig dass wir von Anfang an nicht nurwissen WAS wir im Boot an Gewichten verbauen oder dazuladen, sondern auch WO diese Gewichte sind, damit wir ein realistsche Vorstellung davon haben wo unser Schwerpunkt liegt. Der Schwerpunkt muss in drei Dimensionen bestimmt werden

• Lateral – denn da unser Rumpf (hoffentlich) symmetrisch wird muss der Schwerpunkt auf der Mittleachse liegen sonst haben wir Schlagseite
• Longitudinal – hier sollte der Schwerpunkt über dem CB, Center of Bouyancy, also dem Auftriebszentrum des Unterwasserrumpfes liegen, damit der Rumpf nicht vorn oder achtern eintaucht. Der CB liegt meist leicht achtern von der Mitte der Wasserlinie.
• Vertikal – weil die Position der VCG Vertical Center of Gravity ein wesentliches Element in der Stabilitätsberechnung wird. Der VCG auf einem Boot dieser Grösse liegt meist ei paar Zentimeter über der Wasserlinie.

Die laterale Gewichtsverteilung ist nicht ganz so wichtig in unserem Fall, normale Einrichtungen auf Fahrtenyachte sind mehr oder weniger symmetrisch, und da kommt es mehr auf das richtige Stauen an. Trotzdem sollte man daran denken beim Einbau von Tanks oder ähnlich schweren Sachen.

Die longitudinale und vor allem vertikale Position des CG ist jedoch etwas das wir ständig im Kopf haben sollten, während des gesamten Konstruktionsprozesse. Das muss zu einem Reflex werden, jedesmal wenn ich im Konzept etwas verändere, Einrichtung, Rigg, Kielform, Ausrüstung... muss sofort im Hinterkopf die Schätzung durchgeführt werden: Wie beinflust das meinen CG?

Wir sehen später noch genauer was der CG für unser Boot, seine Stabilität und seine Bewegungen bedeutet.

Die Rechnung ist nicht schwer. Zunächst brauche ich Referenzpunkte. Für die vertikale Position nehme ich die Wasserlinie, und für die longitudinale Position messe ich von 0 WL, also vom Beginn der Wasserlinie. Dann plaziere ich jede einzelne masse im Raum.

Nun berechne ich den Schwerpunkt.

In dieser Beispielrechnung habe ich nur 3 Massen angelegt.



Um den Schwerpunkt in der Längsrichtung zu bestimmen berechne ich zuerst die Momente der einzelnen Massen, alsoteile ich nun die Summe der Momente durch die Summe der Massen, also:

160*200 = 3200
270*100 = 2700
90*200 = 1800

Nun errechne ich die Distanz des Schwerpunkt s vom Referenzpunk indem ich die Somme der Momente durch die Summe der Massen teile, also:

(3200+2700+1800) / (200+200+100) = 154

Der Schwerpunkt bei diesem Beispiel liegt also 154 cm hinter dem Referenzpunkt. (das wäre allerdings ein ganz kleines Boot... )

Für die Vertikale Position gehe ich ebenso vor, ausser dass ich für die Masse unter der Wasserlinie ein negative Vorzeichen für den Hebel nehme, z.B. „- 70 cm“


Auf unser Boot angewendet, entspricht die Genauigkeit und Vollständigkeit dem Fortschritt der Konstruktion, ich beginne mit Schätzwerten die ich zunehmend verfeinere und genauer bestimme.



Auf jeden Fall, und von Anfang an sollte ich sehen dass ich alle Bereiche abdecke, Also Rumpf, Rigg, Ballast, Crew und Ausrüstung etc. Bis die Summe meiner einzelnen Massen der Verdrängung entspricht. Hier fehlen also noch wichtige Elemente wie Tanks, Inneneinrichtung, Maschine... aber ganz gleich wie detailliert einzelne Bereiche schon sind, die Summe mus immer die gleiche bleiben damit es mit der anvisierten Verdrängung passt.

Auch die Position wird bestimmt (geschätzt):
• Alle massen über der Wasserlinie werden mit positiven Hebelarmen und unter der Wasserlinie mit negativen Werten eingetragen
• Alle Massen werden in der Längsrichtung mit positiven Hebelarmengemessen von „0“ auf der Wasserlinie eingetragen. (Massen VOR dem Wasereintritt erhalten ebenfalls ein negatives Vorzeichen - dort ist aber in der Regel nicht sehr viel)

Bei diesem Beispiel lasse ich hier die laterale Position aus, aber das Prinzip ist das gleiche, die einzelnen Massen werden mit positiven bzw negativen Messungen rechts und link der Mittelachse positioniert.

Je nachdem wie weit man das ins Detail bestimmen will, wird das eine ganz schön lange Rechnerei – aber zum Glück gibts ja die Tabellenkalulation ;)
Zur Berechnung benutze ich eine Excel Tabelle, die recht einfach zu fertigen ist, aber wer will kann sie sich hier herunter laden.
Die Excel Tabelle hat zwei Seiten.

Auf der ersten Seite gibt es noch ein kleines Rechentool mit dem man sich rasch eine n Überblick der Geichts verteilung schaffen kann:



Bei dieser Tabelle trägt man zunächst oben die Verdrängung ein, und ändert dann den prozentualen Anteil der einzelnen Bereiche um zu sehen wie viel kg man zur Verfügung hat. Die summe der prozente muss natürlich immer 100 ausmachen.

Wenn man ausserdem für jeden Bereich den Hebelarm einträgt, erhlt man den CG. Diese erste Tabelle ist durchaus ausreichend für die Vorarbeiten beim ersten Schätzen des Konzeptes.

Dies ist ein interessantes Beispiel, denn die hier gezeigten Werte sind für ein Boot mit Innenballast. Wir brauchen also mehr Ballast (37%) da er höher liegt. Versucht mal den Ballast auf 33 % zu reduzieren... damm muss der helbel länger werden und gleichzeitig hat man anderswo 5 % der Verdrängung frei für anderen Aufgaben (Zuladung, Tanks... ? )

Auf der zweiten Seite ist die eigentliche Rechentabelle für Gewichts und Schwerpunktberechnung. Ich liefere euch die hier als Beispiel, mit nicht weiter geprüften und auch nicht vollständigen Beispieldaten. Bitte alles selbst nachprüfen und schauen of die Formeln in den Feldern noch OK sind, hab ich länger nicht benutzt. Die Tabellen sind auch nicht geschützt, also vorsicht was man editiert – im prinzip sollte die blauen die Eingabefelder sein, die gelben enthalten die Formeln, aber... Vielleicht kann mal jemand sauber machen... oder besser noch: eine Deutsche Tabelle selber bauen und zur Verfügung stellen.



In dieser Tabelle trage ich also alle Gewichte ein, einschliesslich ihrer dreidimensionalen Positon im Schiff.

Nun weiss ich natürlich am Anfang noch nicht wie schwer alle einzelnen Punkte später mal werden. Deshalb mache ich es so dass ich für ganze Bereiche zunächst ein geschätztes Gewicht annehme und eintrage. (Noch einmal: die Summe dieser Einzelbereiche entspricht dem Gesamtgewicht und sollte der Verdrängung entsprechen!)

Wenn ich nun innerhalb eines Bereiches das genaue Gewicht eines einzelnen Objektes weiss, trage ich dies ein und korrigiere den geschätzen Teil des Bereichs um die gleiche Summe nach unten – die Summe bleibt also gleich aber im Detail wird es zunehmend genauer.

Für die Positionierung gilt das gleiche. Für eine erste Schätzung reicht es durchaus dass ich zum Beispiel für den Mast auf einer Profilansicht mit meinem dicken Zeigefinger in etwa auf die halbe Masthöhe und etwa ein drittel der WL hinter den Wassereintratt tippe, und meinen Längenabstand von LWL und un die Höhe grob abmesse und in die Tabelle eintrage.

Für ganz hartgesottene Erbsenzähler: Diese Kalkulation kann ich auch über die Konstruktion hinaus noch während des gesamten Baus für jede einzelne Holzschraube, ja sogar zwei Jahre nach dem Stapellauf noch bis zum Verstauen der kleinsten Dose Tomatenpürree weiterführen ;)

[YAGO]

...so, und jetzt ist erst mal wieder ne kleine Pause: ich geh ne Woche in Friesland segeln.... !!
Da gibt's zwar wohl Hotspots und ganz vom Netz abnabeln kann ich mich schon aus beruflichen Gründen nicht, deshalb werd ich wohl auch hier regelmässig reinschauen, aber das nächste Kapitel muss warten bis ich zurück bin.
Ciao

[CHEERIO 3]

Zitat von YAGO

...so, und jetzt ist erst mal wieder ne kleine Pause: ich geh ne Woche in Friesland segeln.... !!

mag ich dir gönnen
Geniesse deine Auszeit mit hoffentlich einigermasen guten Wetter

Jürg

PS: und wir werden fleissig weiterlernen

[Carlos]

[quote=YAGO;562610]...so, und jetzt ist erst mal wieder ne kleine Pause: ich geh ne Woche in Friesland segeln.... !!

viel Spaß

carlos

[koeths]

Zitat von YAGO

...so, und jetzt ist erst mal wieder ne kleine Pause: ich geh ne Woche in Friesland segeln.... !!

Na denn ma viel Spaß

Steven

[YAGO]

hallo freunde - die sonne scheint - frisch isses - hotspots gibts - die friesen friesen auf den wiesen - der fisch brutzelt - wish you were here...

Bald gehts weiter

[00Hüpfer]

mal wieder ne Frage so am rande. Wie kann man mit freeship katamarane oder Trimarane zeichnen . Ich krieg das irgendwie nicht hin!

[YAGO]

so, wieder zurück.

Schön war's.

Auch dass man mal eine Woche ohne Fernseher war. Da merkt man doch dass man durchaus auch ohne auskommen kann.

Eine sehr praktische, lehrreiche Erkenntnis, vor allem wenn man dann um ein Uhr Früh vom Flughafen kommt und feststellt dass man in seiner Abwesenheit ungebetenen Besuch hatte und der LCD Flachmann verschwunden ist... sonst zum Glück nix wichtiges oder kaputtes...


Naja, aber schön war's doch und den Urlaubsfilm schaut man sich dann halt bei Freunden an bis die Versicherung bezahlt

[koeths]

Na da hoffe ich doch mal das sich die Versicherung beeilt.
Muß ja 'n tüchtiger Schreck gewesen sein. Aber im Endeffekt noch gut das es nur den Flachmann erwischt hat.

So ich habe mich da mal an meine Schwerpunkte gemacht. Allerdings liegt mein Auftriebszentrum nicht ganz unter meinem Schwerpunktzentrum

Steven

[Petermännchen]

Hallo beisammen,

sorry für die lange Auszeit. Ist auch noch nicht zuende.
Ich habe im Moment Arbeit satt, keine Lust und trotzdem viele Termine. Um so mehr ich abwimmeln will, um so hartnäckiger werden diese.
Und da ja nun mal beworben, kann ich die nicht wirklich hängen lassen.

Wenn es was zu programmieren gibt, kurze Info und ich les mich ein und mach das. Ergebnis steht dann kurzfristig hier zur Verfügung.
Mehr geht aber im Moment nicht.

Hoffe, Ihr habt Verständnis!

Gruß

Petermännchen

[YAGO]

Hallo Ihr
Ich hab immer noch gehofft dass ich doch noch etwas weiter komme hier, aber leider ...

Mein Brot-und-Butter-Job ist ist ganz plötzlich sehr viel aufwendiger und stressiger geworden. Wir haben vor ein paar Wochen den Auftrag bekommen unsere Entwicklungsarbeit mehrerer Jahre diesen Sommer zu zertifizieren, da sind and die 20 Mann-Jahre Source Code zu sichten, und wer Programmierer kennt... ) und ich werd bis zu Urlaub nicht zum Luftholen kommen, und gleich danach geht der Stress weiter. Dieses wied eins meiner schwierigsten Jahre, nur gut dass ich so jung und frisch bin

Ausserdem steht da meine Rostlaube und wartet auf die letzten Schweiss und Schleifarbeiten und ich fang schon an zu befürchten dass ich dieses Jahr wieder nicht zu streichen komm... und das darf einfach nicht sein, die Stahlarbeiten müssen abgeschlossen werden vorm Winter.

Also, wie gesagt, ich komm zu nix, und muss dringend Prioritäten setzen.

Ich schick uns also einfach etwas früher in die Sommerpause, aber danach, im nächsten "Semester" gehts dann weiter!! Allen viel Spass und guten Baufortschritt und bis bald!!

All the Best from Budapest

[t4x]

Hi,

hab den Thread hier grad nach langer Zeit wiedergefunden und wollte mal fragen ob man ihn vielleicht wiederbeleben könnte ?

[TageDieb]

Herzlich willkommen im BF, t4x!

Du hast diesen Strang soeben selbst wiederbelebt!

Gruß
Mario

[monk]

Das war vielleicht auch ganz gut so. Das hatte ich bisher immer überlesen.
Hochinteresantes Thema.

[ninimeh]

So, ich belebe diesen Tröt auch nochmal. Alleine deswegen, weil ich Gerd ein Kompliment machen will. Es ist alles wirklich super erklärt. Auch wenn mir jetzt nach dem ersten durchlesen der Kopf ganz schön schwirrt. Ich werde versuchen, das alles mal die Tage in Ruhe durchzurechnen und dann auch mal einen ersten Rumpf konstruieren. Ist alles nicht so leicht und man bekommt ganz schön Respekt vor dem Bootsbauen!

[Guddy]

Ich belebe nach einigen Jahren auch wieder! Diese Ausführungen waren genau das, was ich gesucht habe. Herzlichen Dank! Nun kann ich nicht-Techniker mich an die kreative Winterarbeit machen, etwas zu zeichnen (und gleichzeitig zu träumen).