Rumpfgeschwindigkeit bei Mehrrumpfbooten

[Kanalratte]

Moin,

wir hatten hier kürzlich einen interessanten Thread zur Rumpfgeschwindigkeit. Darin ging es aber nur um Einrümpfer. Nun frage ich mich aber wie es bei Katamaranen oder Trimaranen aussieht. Haben die dieselbe Rumpfgeschwindigkeit wie Einrümpfer mit gleicher LWL? Ich vermute nein.

Das ist meine Theorie: Die Wellensysteme der einzelnen Rümpfe eines Mehrrumpfers beeinflussen sich gegenseitig, je nachdem wie weit sie voneinander entfernt sind. So könnte z.B. die Bugwelle des einen Rumpfes das Heck des anderen anheben oder das Wellental in der Mitte ausgleichen (und umgekehrt). Oder die Seitenrümpfe eines Trimarans könnten je nach Position (weiter vorne oder weiter hinten) und Abstand zum Hauptrumpf auf der Bugwelle "reiten" und das gesamte Boot damit anheben. Also müsste es bei entsprechender Anordnung der Rümpfe von Mehrrumpfbooten zu einer Erweiterung der Rumpfgeschwindigkeit kommen.

Das ist meine Vermutung. Was meint ihr?

Gruß
Kanalratte

[karaya]

Donnerstag, 19. September 2013


Eine interessante Frage, die man aber bei Eingabe des Threadtitels in Google auch gleich beantwortet kriegt.

Ich fasse mal kurz zusammen:

Die bekannte formel für Rumpfgeschwindigkeit lautet ja:


V=Geschwindigkeit in Knoten
L=Länge in der CWL in m (Konstruktionswasserlinie)

für typische Verdränger gilt für die Konstante vor der Wuzel ein Wert von 2,43 für Mehrrümpfer kann man bis zu 6,5 ansetzen.

http://www.caitanya.de/deutsch/wiki-...01,liste9.html

[Hobie]

für typische Verdränger gilt für die Konstante vor der Wuzel ein Wert von 2,43 für Mehrrümpfer kann man bis zu 6,5 ansetzen.

Kats oder Trimarane sind seltenst Verdränger!

[Giligan]

Hi,

der im Link ist sicher kein Gleiter und sicher schneller als die Rumpfgeschwindigkeit.
http://media.mydays.com/de/gallery/3...segeln_big.jpg

Ob da die Formel für Torpedos gilt? (z.B. ein Modell der U-Killer, 6m lang, über 50 Knoten)

Gruß
Willy

[markuese]

Zitat von Giligan

Hi,

der im Link ist sicher kein Gleiter und sicher schneller als die Rumpfgeschwindigkeit.
http://media.mydays.com/de/gallery/3...segeln_big.jpg

Ob da die Formel für Torpedos gilt? (z.B. ein Modell der U-Killer, 6m lang, über 50 Knoten)

Gruß
Willy

Und wieso kein Gleiter wie soll er da über ein vielfaches der Rumpfgeschwindigkeit kommen

[Flybridge]

Zwei Rümpfe = doppelte Geschwindigkeit

[Oliver74]

Hi

Zitat von markuese

Und wieso kein Gleiter wie soll er da über ein vielfaches der Rumpfgeschwindigkeit kommen

Weil sich die meisten Katamarane nicht richtig auf die eigene Bugwelle heben.

Aber zu deren Glück gilt bei Rümpfen mit extremen Länge/Breite Verhältnis die klassische Formel bezüglich der Rumpfgeschwindigkeit nicht. Das erzeugte Wellensystem ist quasi länger als bei einem gleichlangen, aber breiteren Monohull
Dadurch können die schnellere Geschwindigkeiten in Verdränger- oder Halbgleiterfahrt fahren

Viele Grüße,

Oliver

[Giligan]

Zitat von markuese

Und wieso kein Gleiter wie soll er da über ein vielfaches der Rumpfgeschwindigkeit kommen

Gleiter gleiten auf und nicht im Wasser, denn was im Wasser schwimmt, verdrängt Wasser, also ist es ein Verdränger. Gib bei Tante Goggl Bilder, doch mal Katamaran ein, du wirst sehen, in der Regel ist ein Rumpf tief im Wasser.

Willy

[bachbleamle]

Zitat von Kanalratte

Moin,

wir hatten hier kürzlich einen interessanten Thread zur Rumpfgeschwindigkeit. Darin ging es aber nur um Einrümpfer. Nun frage ich mich aber wie es bei Katamaranen oder Trimaranen aussieht. Haben die dieselbe Rumpfgeschwindigkeit wie Einrümpfer mit gleicher LWL? Ich vermute nein.

Das ist meine Theorie: Die Wellensysteme der einzelnen Rümpfe eines Mehrrumpfers beeinflussen sich gegenseitig, je nachdem wie weit sie voneinander entfernt sind. So könnte z.B. die Bugwelle des einen Rumpfes das Heck des anderen anheben oder das Wellental in der Mitte ausgleichen (und umgekehrt). Oder die Seitenrümpfe eines Trimarans könnten je nach Position (weiter vorne oder weiter hinten) und Abstand zum Hauptrumpf auf der Bugwelle "reiten" und das gesamte Boot damit anheben. Also müsste es bei entsprechender Anordnung der Rümpfe von Mehrrumpfbooten zu einer Erweiterung der Rumpfgeschwindigkeit kommen.

Das ist meine Vermutung. Was meint ihr?

Gruß
Kanalratte

Hallo,

geh mal auf diese Seite, da hat es jede Menge Formeln

Eddi

[AvaVM]

Danke für diesen Thread. Der letzte war auch schon interessant. Die hier genannten Links und Formeln kenne ich zwar schon, jedoch beantworten sie trotzdem nicht alles. Die allgegenwärtige Meinung scheint ja zu sein, dass die allgemeine Näherungsformel für die Rumpfgeschwindigkeit bis zu einem Länge/Breite Verhältnis von etwa 8:1 gilt. Jedoch gibt es auch einige Motorkatamarane, deren einzelne Rümpfe ungefähr bei 6:1 liegen und die trotzdem teilweise doppelt so schnell sind, wie es nach der genäherten Rumpfgeschwindigkeit sein sollte. Es sind definitiv keine Gleiter, aber man sieht keine Bugwelle. Ich frage mich nun, ob das einzig am Rumpf liegt, der scheinbar horizontal durch das Wasser geht, statt sich anzuheben, oder doch an dem L/B Verhältnis, das mit 6:1 noch immer schmaler ist, als die meisten Monorumpfboote.
Die Näherungsformel für die Geschwindigkeit unter Motor (V (in Kn) = Wurzel[(Länge * Leistung) / Verdrängung]) greift ziemlich gut bei diesen Booten.

Grüße,
Markus

[Hobie]

Gleiter ist, wenn die Welle abreißt und der Spiegel frei wird!

Unabhängig von der Breite oder Tiefe des Rumpfes.

[markuese]

Na wenn das kein "gleiten" ist
http://www.youtube.com/watch?v=rquV9y3dLxs
Gestern Abend im ServusTV

Aber ein Cat, der auf nur einer Kuve IM Wasser mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit als seine Rumpfgeschwindigkeit fährt, kann doch (physikalisch) kein Verdränger sein
http://www.youtube.com/watch?v=Kt0QCFFzIb8

[T-Technik]

Hallo alle zusammen .


Bei all dem technischem Wissen ist leider die Hydrodynamik nicht mein Ding .

Aber soviel ist in meinem Sinn doch logisch,
ob 1, 2 oder auch 3 Rümpfe,
alle sind einzeln gleich anzusehen !

Jeder fortbewegte Körper im Wasser ( möglichst schiffig natürlich )
hat zunächst seine Rumpf-V .

Auch jeder einzelne Rumpf eines z.B. Cat's für sich .
Und diese werden bestimmt nicht addiert .

Höchstens vielleicht, wenn die Körper hintereinander geklebt würden .


Sie sind halt alle irgendwann im Wellenbild festgehalten .


Es gilt möglichst wenig Wellen zu erzeugen !


Schneller wird es nur noch durch ( nicht Gleiten ) :

- Hoher Schlankkeitsgrad
- Klasse Strömungsabriss am Heck
- Geringes Gewicht
- Entsprechend hohe Power


An unsere Fachleute hier im BF :

Bitte berichtigt mich, wenn ich falsch liegen sollte .



Weiteres über Verdränger im Wellenbild siehe hier im Baader :

Beitrag 035

http://www.boote-forum.de/showthread...=125041&page=2



Und nutzt mal die BF-Suchmaschine, hier gibt es bereits sehr gute Fachbeiträge zum Thema .


Grüße : TOMMI

[AvaVM]

@ Markus,

das sind ohne Frage Gleiter. Aber auch extrem weit weg von klassischen Monorumpfverdrängern, auf die sich der Vergleich des TE ja bezog.


Ich meinte eher sowas: http://www.youtube.com/watch?v=WtRysaFr_2U

L/B ist 6:1. Mit 450 PS bei 18 Tonnen läuft es über 20 Knoten. 13,4m LWL. Für mich sieht das nicht nach Gleiten aus. Der Bug hebt sich kaum.

Gruß,
Markus

[Verbraucheranwalt]

Die Dragonfly 28 schafft angeblich auch um die 20 kn unter Segeln.

http://www.youtube.com/watch?v=tA1xQN26sLA

http://www.trimarans.com/boats/drago...sentation.aspx

Gleitet die dann?

Gruß
Chris

[Toms]

Zitat von Flybridge

Zwei Rümpfe = doppelte Geschwindigkeit

...hmmm

fahre mit 1-Rumpf jetzt ca. 70 km/h
..mache nen 2-Rumpf draus, dann 140 Km/h
*FREU* Mache ich !!!
...Überlegung
3-Rumpf dann 210 km/h

[bachbleamle]

Zitat von LO-Technik

Hallo alle zusammen .


Bei all dem technischem Wissen ist leider die Hydrodynamik nicht mein Ding .

Aber soviel ist in meinem Sinn doch logisch,
ob 1, 2 oder auch 3 Rümpfe,
alle sind einzeln gleich anzusehen !

Jeder fortbewegte Körper im Wasser ( möglichst schiffig natürlich )
hat zunächst seine Rumpf-V .

Auch jeder einzelne Rumpf eines z.B. Cat's für sich .
Und diese werden bestimmt nicht addiert .

Höchstens vielleicht, wenn die Körper hintereinander geklebt würden .


Sie sind halt alle irgendwann im Wellenbild festgehalten .


Es gilt möglichst wenig Wellen zu erzeugen !


Schneller wird es nur noch durch ( nicht Gleiten ) :

- Hoher Schlankkeitsgrad
- Klasse Strömungsabriss am Heck
- Geringes Gewicht
- Entsprechend hohe Power


An unsere Fachleute hier im BF :

Bitte berichtigt mich, wenn ich falsch liegen sollte .



Weiteres über Verdränger im Wellenbild siehe hier im Baader :

Beitrag 035

http://www.boote-forum.de/showthread...=125041&page=2



Und nutzt mal die BF-Suchmaschine, hier gibt es bereits sehr gute Fachbeiträge zum Thema .


Grüße : TOMMI

Hallo Tommi,

Du hast im Großen und Ganzen recht mit Deinen Überlegungen.
Jeder Rumpf muss einzeln betrachtet werden was die Strömungswiderstände anbetrifft.
Jeder einzelne Rumpf muss nach der gewünschten Geschwindigkeit motorisiert werden.
Bei einem Katamaran ist das noch einsichtig, weil er meisst mit zwei Motoren ausgerüstet ist.
Bei einem Trimaran mit zwei Motoren muss die Antriebsleistung für den mittleren Rumpf den beiden Motoren zu gleichn Teilen zugeschlagen werden. Bei nur einem Motor muss dieser eben auf die Gesamtsumme der Antriebsleistungen der drei Rümpfe ausgelegt werden.

Möglichst keine Welle erzeugen ist schon richtig aber es kommt eben darauf an welche Art von Wellen.
Das ganze hat auch etwas mit dem Eintrittswinkel zu tun. Je geringer der Eintrittswinkel ist, umso geringer wird der Wellenberg vor dem Bug. Dieser Wellenberg hebt die Wasserlinie an oder vergrössert die Eintauchtiefe und damit die Verdrängung und somit den Widerstand in horizontaler Richtung.
Zu beachten ist auch der Verlauf der Aufkimmung vom Bugbereich nach achtern. Die horizontalen Kraftvektoren teilen sich auf in vertikale Richtung und Horizontal-Quer. Diese Horizontal-Quer-Kraftvektoren heben sich bei zwei Rümpfen gegenseitig auf, gehen also fast direkt in die Horizontal-Läns-Vektoren mit ein.
Die Vertikalen vektoren heben den Rumpf an, vergrössern also den Leistungsbedarf. Gleichzeitig verringert sich aber durch das Anheben der Tiefgang des Rumpfes und dadurch auch der Leistungsbedarf. Irgendwann kommt der Kipppunkt des Leistungsbedarfs über der Geschwindigkeit so wie bei jedem Gleiter.

Wir diskutieren aber hier nicht die Gleiter sondern die Verdränger.

Eddi

[AvaVM]

Zitat von bachbleamle

Das ganze hat auch etwas mit dem Eintrittswinkel zu tun. Je geringer der Eintrittswinkel ist, umso geringer wird der Wellenberg vor dem Bug. Dieser Wellenberg hebt die Wasserlinie an oder vergrössert die Eintauchtiefe und damit die Verdrängung und somit den Widerstand in horizontaler Richtung.
Zu beachten ist auch der Verlauf der Aufkimmung vom Bugbereich nach achtern. Die horizontalen Kraftvektoren teilen sich auf in vertikale Richtung und Horizontal-Quer. Diese Horizontal-Quer-Kraftvektoren heben sich bei zwei Rümpfen gegenseitig auf, gehen also fast direkt in die Horizontal-Läns-Vektoren mit ein.
Die Vertikalen vektoren heben den Rumpf an, vergrössern also den Leistungsbedarf. Gleichzeitig verringert sich aber durch das Anheben der Tiefgang des Rumpfes und dadurch auch der Leistungsbedarf. Irgendwann kommt der Kipppunkt des Leistungsbedarfs über der Geschwindigkeit so wie bei jedem Gleiter.

Hallo Eddi,
um Deine Annahme mal auf mein oben genanntes Beispiel anzuwenden, würde es heißen, dass bei einem größtenteils vertikalen Steven mit sehr kleinem Spitzenwinkel die vertikalen Vektoren weitesgehend "wegfallen" und durch horizontal-quer Vektoren ersetzt werden? Durch den kleinen Spitzenwinkel würden diese zudem eher nach hinten, als nach vorne zeigen, was so gesehen die Erklärung wäre, warum es keine Bugwelle gibt. Jedenfalls, wenn man auch hier Einfallwinkel gleich Ausfallwinkel annehmen darf. Falls ich mich umklar ausgedrückt habe, könnte ich eine Skizze anfertigen.

Gruß,
Markus

[bachbleamle]

Zitat von AvaVM

Hallo Eddi,
um Deine Annahme mal auf mein oben genanntes Beispiel anzuwenden, würde es heißen, dass bei einem größtenteils vertikalen Steven mit sehr kleinem Spitzenwinkel die vertikalen Vektoren weitesgehend "wegfallen" und durch horizontal-quer Vektoren ersetzt werden? Durch den kleinen Spitzenwinkel würden diese zudem eher nach hinten, als nach vorne zeigen, was so gesehen die Erklärung wäre, warum es keine Bugwelle gibt. Jedenfalls, wenn man auch hier Einfallwinkel gleich Ausfallwinkel annehmen darf. Falls ich mich umklar ausgedrückt habe, könnte ich eine Skizze anfertigen.

Gruß,
Markus

Hallo Markus,

Wenn man das über die Vektoren betrachtet mit der Pfeilung im Bugbereich, dann hast Du einen Impuls gegen die Fahrtrichtung, der auf die Schräge des Rumpfs trifft und dann nach dem Gesetz: Einfallswinkel = Ausfallswinkel umgelenkt wird. Nimmt man jetzt die Winkelhalbierende zwisxchne Einfallswinkel und Ausfallswinkel und legt hier das Krafteck an, hat man die Kraft in Fahrtrichtung und quer zur Fahrtrichtung, wenn die betrachtete Fläche des Rumpfs senkrecht zur Wasserlinie steht. Ist diese Fläche geneigt zur Wasserlinie kommt noch eine vertikale Kraftkomponente hinzu, ab da wird es dann dreidimensional. Der Rumpf wird also noch angehoben.
Das Gleiche passiert mit einem grossen Eintrittswinkel, dem Winkel zwischen Unterkante Steven bis Unterkante Boden und der horizontalen Länge der Linie. Dies führt zu mehr Impulsen gegen die Fahrtrichtung und somit zur Wellenbildung vor dem Bug. Das Schiff muss also den Berg hoch, es schiebt Wasser vor sich her. Alles was vertikale Impulse erzeugt bremst letztendlich.
Im Umkehrschluss kann man das auch am Heck so berechnen, dann wird einem schon klar werden, weshalb ein Abreissheck hydrodynamisch besser ist.

Gruss
Eddi

[AvaVM]

Ich glaube das Parallelogramm zwischen einfallendem und ausfallendem Vektor ist nicht so interessant. Wichtiger wird doch das sein, in dem der ausfallende Vektor die Resultierende zwischen seiner eigenen Komponenten wird (also X, wenn X die Längsachse ist, und Y, wenn Y die Querachse ist). Mit X und Z (Hochachse) in der anderen Ebene wäre es das gleiche Spiel.

[bachbleamle]

Zitat von AvaVM

Ich glaube das Parallelogramm zwischen einfallendem und ausfallendem Vektor ist nicht so interessant. Wichtiger wird doch das sein, in dem der ausfallende Vektor die Resultierende zwischen seiner eigenen Komponenten wird (also X, wenn X die Längsachse ist, und Y, wenn Y die Querachse ist). Mit X und Z (Hochachse) in der anderen Ebene wäre es das gleiche Spiel.

Wichtig ist die Impulsrichtung im Fluid und zu welchen Auswirkungen dies dann führt. Impulse setzen sich auch in der Strömung fort, können also stützend oder ziehend wirken. Wir befinden uns aber hier an der Nahtstelle zweier verschieden dichter Medien und dies macht es nicht leichter.

Eddi

[AvaVM]

Zitat von bachbleamle

Impulse setzen sich auch in der Strömung fort, können also stützend oder ziehend wirken.

Ja, soviel habe ich auch noch in Erinnerung. Aber die Amplitude ändert sich doch. Also je weiter noch vorne der ausfallende Vektor zeigt (egal ob jetzt der zur Seite oder der nach unten), desto höher müsste die Bugwelle auch werden. Oder ist das jetzt zu weit hergeholt?

[bachbleamle]

Zitat von AvaVM

Ja, soviel habe ich auch noch in Erinnerung. Aber die Amplitude ändert sich doch. Also je weiter noch vorne der ausfallende Vektor zeigt (egal ob jetzt der zur Seite oder der nach unten), desto höher müsste die Bugwelle auch werden. Oder ist das jetzt zu weit hergeholt?

Jetzt gehen wir mal die Gefühlsschiene. Du schiebst "verdichtetes" Wasser in "unverdichtetes Wasser mit einer gewissen Geschwindigkeit. In diesem verdichteten Wasser ist Energie enthalten die es wieder loswerden will.
Treibst Du vor dem Bug einen solchen Keil energiegeladenen Wassers in energiefreies, stehendes Wasser, dann schwimmt dieses auf diesen energiegeladenen Wasserkeil auf, eine Bugwelle entsteht. Trifft diese nun erhöhte Bugwelle auf den Rumpf, wird dieses Mehr an Wasser wiederum mit Energie geladen und strümt wiederum als Keil vor das Schiff. Bei einem Bug mit hohem Eintrittswinkel ist das mehr als bei einem Bug mit niederem Eintrittswinkel. Irgendwann befindet sich dann bei einer bestimmten Geschwindigkeit das Kräftegleichgewicht.

Eddi

[T-Technik]

Guten Mittag alle zusammen .


Hallo Eddi,

würde es denn folglich zutreffen, dass zwei Verdränger parallel nebeneinander in Fahrt,
ohne Ändernung weiterer Parameter an V gewinnen ?


Und wo würde es spannend ?

Abstand 5 Rumpf-Breiten 3, 2 oder 1 ?

Besonders auffällig bei V-Rumpf, 80% , 50% , ...... ?


Das ist schon ein Spezialgebiet, diese Hydrodynamik .


Mit meinen geringen Grundkentnissen würde ich immer erwarten,
dass alles Bootskörpervolumen in einem Stück hintereinander
wohl die geringsten Verluste erzeugen wird, stimmts ?


Übrigens :

Eine vorhandene Gesamtantriebsleistung sehe ich ebenfalls immer
entsprechend auch alle betroffenen Verdränger verteilt .




Grüße : TOMMI

[bachbleamle]

Zitat von LO-Technik

Guten Mittag alle zusammen .


Hallo Eddi,

würde es denn folglich zutreffen, dass zwei Verdränger parallel nebeneinander in Fahrt,
ohne Ändernung weiterer Parameter an V gewinnen ?


Und wo würde es spannend ?

Abstand 5 Rumpf-Breiten 3, 2 oder 1 ?

Besonders auffällig bei V-Rumpf, 80% , 50% , ...... ?


Das ist schon ein Spezialgebiet, diese Hydrodynamik .


Mit meinen geringen Grundkentnissen würde ich immer erwarten,
dass alles Bootskörpervolumen in einem Stück hintereinander
wohl die geringsten Verluste erzeugen wird, stimmts ?


Übrigens :

Eine vorhandene Gesamtantriebsleistung sehe ich ebenfalls immer
entsprechend auch alle betroffenen Verdränger verteilt .




Grüße : TOMMI

Nein, da jeder Rumpf für sich betrachtet werden muss.

Wenn Du einen Monohull mit 20 Tonnen Verdrängung auf zwei Rümpfe aufspaltest, dann hat jeder Rumpf nur die Hälfte der Verdrängung bei gleicher Länge.
Der Einzelrumpf wird schmaler, das L/B-Verhältnis steigt.
Die Pfeilform am Bug wird spitzer und dadurch die Menge des "geschobenen" Wassers geringer. Das "geschobene Wasser" enthält Energie.

Man kann da, wenn man Zeit und Lust dazu hat, einmal die Kraftvektoren in Fahrtrichtung für einen schmalen und einen Breiten Rumpf aufreissen. Das Integral ist dann die Energiemenge.

Wenn man sich das mal aufreisst und auch einen konkav beginnenden Bug betrachtet, kann man sich dann auch vorstellen, dass hier die Abströmung des verdrängten Wassers wieder etwas Energie zurückbringt weil es die Kraftvektoren in Fahrtrichtung "abbiegt".

Eddi