Bau eines ECO62 (Hausboot)

[shakalboot]

Einen schönen guten Abend allerseits,

ich will mal so kurz vor der großen "Winterruhe" mal was zur allgemeinen Erheiterung beitragen... ich hoffe Günter ist mir darüber nicht böse..

ich hab da beim Stöbern im Netz ein DIY Katamaran-Building-Video gefunden, wo ich eigentlich der Meinung war, das kann man nicht wirklich ernst nehmen...der Ir(r)e meint es wohl selbst auch nicht soo ernst...man könnte meinen, der leckt sich nach dem Laminieren und "Hohlkehle" ziehen die Finger ab....

Günter, ich glaube, wir sehen den Bootsbau viel zu verbissen...

ich habe eigentlich die ganze Zeit nur gelacht - aber schaut selbst:

https://youtu.be/fjSHGGhwfD8

[Heimfried]

Zitat von shakalboot

...der Ir(r)e meint es wohl selbst auch nicht soo ernst...

Ich glaube schon, dass er es ernst meint. Aber er ist wohl ein Freund des Konstruierens aus dem Moment heraus. Und das Funktionieren des Bauwerks ist ihm vermutlich erheblich wichtiger als eine edle Linie des Produkts.

Zitat von shakalboot

....
Günter, ich glaube, wir sehen den Bootsbau viel zu verbissen...

Wer weiß, aber jedenfalls kann man Bootsbau völlig anders sehen als wir .

Und sein Kat schwimmt und segelt. Mit wäre der Freibord ein bisschen knapp und sich hätte auch nicht soviel Freude daran, die ganze Zeit die Füße zu baden.

Aber diese "Hosenträgerkonstruktion" als Trailer ist schon irgendwie spitze.

[dete]

Moin,
der Typ is ja wohl mal oberklasse ! Danke für den Link.

Grüße
Dete

[kreuzberger]

Zitat von shakalboot

...ich hab da beim Stöbern im Netz ein DIY Katamaran-Building-Video gefunden...

GENIAL! Überaus praxisnah! Und sehr schön und mit diesem wohlklingenden irischen Dialekt dargeboten.

[Heimfried]

Ich habe mein Bauprojekt kurz im Forum von woodenboat.com (USA) vorgestellt und von einem professionellen Bootsbauer wurde die Frage nach der Stabilität des Bootes gestellt, speziell die Anfälligkeit durch Wind, weil ja der hohe Aufbau viel Angriffsfläche bietet.

Ich hatte vor ein paar Wochen schonmal Berechnungen dazu durchgeführt, war aber vom Ergebnis eher überrascht: bei Windstärke 4 würde das Boot soviel Reaktion zeigen, als wenn sich ein Erwachsener 50 cm zur Seite bewegt.

Nun habe ich die Berechnungen mal auf stürmischen Wind umgestellt und da wird der Effekt dann naheliegenderweise doch etwas größer. Wenn alles stimmt, würde sich das Boot bei einem Wind von 20 m/s (39 kt), um 3,6° zur Seite neigen (krängen).

In einem weiteren Forum (boatdesign.net) habe ich jetzt meine Berechnung zur Diskussion gestellt. Da dort etliche Profis unterwegs sind, warte ich mal ab, ob mir jemand sagt, dass ich mich verrechnet habe.

[Shearline]

Hallo Günter! Bin mal gespannt, was bei der Diskussion herauskommt. Obwohl ich so meine Bedenken habe, dass die üblichen Kalkulationsvarianten bei einem Katamaran mit relativ geringem UW Lateralplan wirklich aussagekräftig sind.

Meines Erachtens wird der Großteil der Windenergie in so einem Fall in eine Leewärtsbewegung des Bootes umgesetzt und weniger in eine Krängung. Man müsste also da sehr weit ausholen, um auf realitätsnahe Werte zu kommen.

Bei der 43er hab ich ja auch eine ziemlich große Angriffsfläche durch die Fly. Aber wenn das Boot nicht gerade an den Leinen hängt, bedarf es schon ordentlicher Böen, um eine Krängung hervorzurufen. Und wenn, dann wird sie sehr schnell in ein seitliches wegdriften umgesetzt - obwohl das Boot um einiges mehr an Trägheitsmomenten und Lateralplan aufzuwarten hat.

[Heimfried]

Zitat von Shearline

[...]
Meines Erachtens wird der Großteil der Windenergie in so einem Fall in eine seitwärtsbewegung des Bootes umgesetzt und weniger in eine Krängung. Man müsste also da sehr weit ausholen, um auf realitätsnahe Werte zu kommen.
[...]

Das seh ich genauso, Ingo. Aber Ian McColgin (der oben erwähnte prof. Bootsbauer) sprach ja die Sicherheitsfrage (Stabilität) an, wenn ich das richtig verstanden habe. Natürlich kann auch Abdriften gefährlich sein, aber die in der Regel kritischere Frage ist, ob das Boot kentert.

Und wenn man bei Schlechtwetter vor Anker liegt, oder dort festgemacht hat, wo es wenig Schutz gibt, geht ja nun fast alles, was der Wind so aufbietet, in das Krängungsmoment.

Die Formel, die ich verwendet habe, berücksichtigt das Driften in keiner Weise, sondern geht davon aus, dass der Lateralplan des Unterwasserschiffs mit der gleichen Kraft in die Gegenrichtung drückt, mit der der Wind auf den Lateralplan des Überwasserschiffs drückt. Das ist ja selbst im Fall der Abdrift dann richtig, wenn man die scheinbare Windgeschwindigkeit ansetzt und nicht den wahren Wind.

https://www.boatdesign.net/threads/c...tamaran.59597/

[Heimfried]

Ich bin auch gespannt, ob es hilfreiche Antworten gibt. In dem Forum tummeln sich zwar etliche Naval Architects (Schiffbauingenieure) und professionelle Bootsdesigner, aber die führen solche Berechnungen heutzutage (und wahrscheinlich schon seit 10 oder 20 Jahren) durch das Klicken eines Buttons auf ihrem Bildschirm durch - mit dem Programm, das auch die Schiffsdaten enthält.

Ob die also Lust haben, meine Ansätze nachzuvollziehen und sich an den Gebrauch alter Formeln zu erinnern, weiß ich wirklich nicht.

Wir werden sehen.

[Shearline]

Ich zitiere mal aus "Monohull vs Catamaran Heel during turn":

"I think you need to work out the side force equilibrium as well as the rolling moment equilibrium. You'll need to know what the side force, rolling moment, and yawing moments about the c.g. are as a function of speed and leeway angle. Then you'll be able to solve for the leeway and heel angle that produces the desired acceleration at zero net rolling moment."

Das beschreibt den komplexen Zusammenhang zw. "Heeling" und "Leeway" m.E. ganz gut. Vor allem, wenn wir von kiellosen Cats reden.

[martin1302]

Was meint den Bernd Kohler dazu? Er hat ja auch einige Segel-Kats designd.

[Shearline]

Jedenfalls wird's interessant, welchen Senf die boatdesign Community dazu abgeben wird. Ich hab hier noch eine interessante Studie zum Thema Heeling gefunden, die einmal mehr belegt, dass Katamarane auch im 21. Jahrhundert noch eine weitgehend unerforschte Spezies sind: http://www.wumtia.soton.ac.uk/sites/...2005WHM2BD.pdf

Anscheinend hat man hier auch die Wechselwirkungen zwischen Krängung und Leewärtsdrift betrachtet. Aber leider wird dieser Punkt nicht sehr ausführlich beschrieben.

[Heimfried]

Ingo, danke für den Link. Ich habe das gelesen und es ist mir neu, dass der Windsog nach oben auch eine praktische Rolle spielt (als theoretische Größe kannte ich den schon).

Eine Größe, die ich nicht verstanden habe, ist der "Heeling Moment Coeffizient". Was soll das sein? Ich habe im Papier auch keine Erklärung gefunden.

[Shearline]

Soweit ich es verstanden hab, geht es da um die Anwendbarkeit verschiedener Berechnungsmodelle, die laufend nur als Formel 1 und 2 bzw. als HSC Code angegeben werden. Allerdings hab ich auch noch nicht ganz durchschaut, was damit gemeint ist. Und im HSC Code finde ich bislang gar nix dazu. Harte Nuss!

[Shearline]

Eines muss man ja an der Stelle schon mal anmerken: was Literatur anbelangt, so ist das Angebot im Bereich der Katamarane zur Zeit wirklich nicht üppig. Für Monohulls sind all diese Fragen ja hinreichend gelöst. Aber vieles lässt sich einfach nicht übertragen. Ich frag mich gerade, wie die Rennkats mit den Foils in der Hinsicht berechnet werden. Oder hat man da einfach mal Crews in's Rennen geschickt, die noch so ein wenig das Draufgängertum der Apollo Besatzungen hatten

[Heimfried]

Zitat von Heimfried

[...]
Eine Größe, die ich nicht verstanden habe, ist der "Heeling Moment Coeffizient". Was soll das sein? Ich habe im Papier auch keine Erklärung gefunden.

Zitat von Shearline

Soweit ich es verstanden hab, geht es da um die Anwendbarkeit verschiedener Berechnungsmodelle, die laufend nur als Formel 1 und 2 bzw. als HSC Code angegeben werden. Allerdings hab ich auch noch nicht ganz durchschaut, was damit gemeint ist. Und im HSC Code finde ich bislang gar nix dazu. Harte Nuss!

Ich habe es jetzt im Web ausgebuddelt:

c(M) = M(Wind) / [1/2 rho * U² A(L)²/L(pp)]
mit M(Wind) = M - F(Wind) l cos phi + L l sin phi

Nicht, dass ich damit aus dem Stand jetzt irgendetwas anfangen könnte.

[Shearline]

Au Backe, Günter - das ist jetzt die absolute Steilvorlage um diese Uhrzeit.

Hihi... ich denk mir grad: da hat Ian der alte Fuchs ja ganz schön was losgetreten. Jetzt siehst Du mal, wie pflegeleicht wir hier im Vergleich sind. Da heißt's höchstens mal "Mensch, die Klampe hab ich schon billiger gesehen".

[Heimfried]

Gut, so langsam klärt sich das etwas:

c(M) ist doch so etwas ähnliches, wie der Widerstandsbeiwert c(w) in der normalen Formel für die Windkraft

F(L) = c(w) * rho / 2 * v² * A(L) ,

nur dass man bei diesem differrenzierten Ansatz den Lift des Windes (Sog senkrecht nach oben) berücksichtigt.

Soweit ich weiß, hat eine senkrecht von Wind angeströmte Platte c(w) = 1. Das ist ja relativ hoch, dachte ich immer, weil die "Windschlüpfrigkeit" einer solchen Platte nicht besonders groß ist. Nur werden in dem oben verlinkten Papier, c(M)-Werte bis zu 20 dargestellt. Da komme ich noch nicht hinterher.

[Shearline]

Weißt Du, was mich am meisten stutzig macht: ich hab bislang in keiner dieser Formeln den Einfluss des Lateralplans wiederentdeckt. Und damit stelle ich deren Realitätsbezug auch ganz pauschal in Frage. Stell Dir mal einen Langkieler vor, der gerade mit 5kn unterwegs ist. Und dann nimm einen Katamaran, der mit wenig Tiefgang gerade zwischen die Dalben steuert.

Gut... beim Langkieler kann man die Leedrift jetzt ausser acht lassen und unterstellen, dass die Windkraft überwiegend in ein Krängungsmoment umgesetzt wird, da er eine hohe Richtungsstabilität aufweist. Unser Kat zwischen den Dalben hingegen wird erst einmal wo anrummsen, bevor er groß auf die Seite geht. Na... wie auch immer. Muss mich da bei Gelegenheit mal vertiefen.

[Heimfried]

Gerade vor dem Herunterfahren habe ich nochmal nachgesehen und da war die erste Antwort: "Looks correct."

Auf Ad Hoc hatte ich ein bisschen gehofft, der ist Naval Architect und, soweit ich weiß, unterrichtet er Studenten in Japan, hat also vermutlich den Formel-Stoff parat.

[Heimfried]

Zitat von Shearline

Weißt Du, was mich am meisten stutzig macht: ich hab bislang in keiner dieser Formeln den Einfluss des Lateralplans wiederentdeckt. Und damit stelle ich deren Realitätsbezug auch ganz pauschal in Frage. [...]

So weit würde ich nicht gehen. Ich stelle nicht den Realitätsbezug in Frage, sondern blicke auf die gegebenen Einschränkungen. So eine Formel kann halt immer nur einen schmalen Ausschnitt der Realität abbilden. Der Rest der Einflussfaktoren wird ausgeblendet bzw. auf einen mehr oder weniger plausiblen Standardwert gesetzt.

Die Realität ist weit komplexer und kann nicht mehr mit einer Formel abgebildet werden, sondern allenfalls mit umfangreichen Computer-Simulationen, die zwar teilweise frappierend gute Ergebnisse liefern, aber eben auch wieder ihre Grenzen haben; nur "weiter draußen".

Wenn ich mit der benutzten Formel nach dem Krängungsmoment des Windes frage, dann wird in dem Denkmodell, das der Formel zugrunde liegt, die Frage, wieviel Windenergie in die Abdrift geht, ignoriert. Was ja auch dann rechnerisch richtig ist, wenn ich den scheinbaren Wind ansetze. Ob ich dabei an den Dalben rummse, ist nicht Teil der Frage.

Es ist ja ohnehin nur eine Art Worst-Case-Betrachtung, weil der Wind in der Formel immer querab bläst. Da ist bei einem normal geformten Boot der Widerstand gegen die Drift am größten, die dem Wind ausgesetzte Fläche am größten und "sperrigsten" und das aufrichtende Moment am kleinsten.

[Shearline]

Zitat von Heimfried

Was ja auch dann rechnerisch richtig ist, wenn ich den scheinbaren Wind ansetze.

Aber genau da beißt sich ja die Katze in den Schwanz. Auch der "scheinbare Wind" wird ja wieder gleichzeitig in eine Leedrift umgesetzt. Es sei denn, man friert die Berechnung auf einen Ereignishorizont mit t gegen 0 ein. Dann allerdings haben wir wieder das Problem, dass die Krängung auf Grund der Massenträgheit auch nicht einsetzen kann. Die Realität läuft solchen Formeln, insbesondere bei einem Lateralplan, der einer Abdrift wenig entgegensetzt, m.E. immer davon.

Nachsatz:

Der beste Beweis dafür, dass Theorie und Praxis hier weit auseinanderklaffen, sind Flybridge Boote. Auch die bieten grosse Windangriffsfläche bei einem verhältnismäßig kleinem Lateralplan. Und glaub mir - ich hätte mir während diverser Anlegemanöver schon des öfteren gewünscht, dass sich das Boot bei Böen auf die Seite neigt. Tut es allerdings fast gar nicht, sondern setzt die Energie überwiegend und nahezu ohne Verzögerung in eine Bewegung Richtung Nachbarboot um. Und den Effekt kenne ich in nun selbst bei Booten in der Grössenordnung von ca. 30 bis 72 Fuss.

[Heimfried]

Zitat von Shearline

[...] Auch der "scheinbare Wind" wird ja wieder gleichzeitig in eine Leedrift umgesetzt. [...]

In meiner Modellvorstellung nicht, Beispiel: Ein Boot schwimmt (ohne eigenen Antrieb) auf einem Gewässer, "Kurs" Nord. Der Wind bläst stetig von Westen, also von querab. (Und da die Schwerpunkte von Überwasserlateralplan und Unterwasserlateralplan senkrecht übereinander liegen, entsteht auch keine Luv- oder Leegierigkeit, der "Kurs" bleibt stabil.)

Das Boot driftet querab nach Osten und erreicht dabei eine Grenzgeschwindigkeit, bei der die Antriebsenergie des Windes gleich der verrichteten Reibungsarbeit (laminar bremsende Strömung am Rumpf und Wirbelerzeugung) ist. Die zu dieser Reibungsarbeit gehörende Bremskraft des Wassers hat in der Kraft aus dem Druck des scheinbaren Windes ihren Gegenpart, mit dem sie ein Momentenpaar bildet: Krängungsmoment.

Alles stationär, keine Zunahme der Driftgeschwindigkeit, keine Zunahme der Krängung, die zugegebenermaßen bei uns gering sein wird, aber zwingend vorhanden ist.

Zitat von Shearline

[...]
Der beste Beweis dafür, dass Theorie und Praxis hier weit auseinanderklaffen, sind Flybridge Boote. [...]

Ich weiß selbst nichts über das Verhalten von Flybridgebooten, gehe aber davon aus, dass du recht hast, weil das absolut plausibel ist. Nur sehe ich keine Auseinanderklaffen von Theorie und Praxis, außer in dem stets unvermeidlichen Ausmaß. Es liegt ja auch auf der Hand, ein Boot das relativ wenig Masse hat und geringen Tiefgang setzt natürlich der seitlichen Kraft wenig Massenträgheit und wenig Reibung entgegen, wird also leicht beschleunigt.

Ich will aber keinen rechthaberischen Streit um des Kaisers Bart vom Zaun brechen, Ingo. In der Sache selbst sind wir uns sowieso einig, nur der Blick darauf, was Formeln dazu beitragen, differiert.

[Shearline]

Zitat von Heimfried

Ich will aber keinen rechthaberischen Streit um des Kaisers Bart vom Zaun brechen, Ingo. In der Sache selbst sind wir uns sowieso einig, nur der Blick darauf, was Formeln zu beitragen, differiert.

Ein wahres Wort, Günter. Übrigens: mal unabhängig von diesem speziellen Thema - vor ein paar Monaten hab ich meiner Bibliothek den Schmöker "Principles of Yacht Design" (PaidLink) von Lars Larsson als Neuzugang gegönnt. Sehr informativ und vor allem auch verständlich geschrieben und gut illustriert. Sieh Dir mal die Vorschau an. Könnte mir gut vorstellen, dass das etwas für Dich wäre.

[Heimfried]

Ich habe mir vor Kurzem Dave Gerr: The Nature of Boats gekauft. Ein sicherlich empfehlenswerte Buch, wenn es auch für mich nicht viel Neues brachte.

Seine Einführung in metrische Einheiten ist eher belustigend als richtig, sie zeigt, wie wenig die meisten amerikanischen Fachleute mit Größengleichungen und Einheiten umgehen können und dass sie schwerlich das ganze System verstehen.

Interessant ist seine Betrachtung der verschiedenen Bootstypen/Rumpfformen in den ersten Kapiteln. Das wird aber wohl immer mein schwacher Punkt bleiben.

[kreuzberger]

Zitat von Heimfried

...wie wenig die meisten amerikanischen Fachleute mit ... Einheiten umgehen können....

Dazu bedarf es des Willens und für die breite Einführung etwa dreier Generationen.
Ich habe bei mir in der Firma wieder die bewährten Einheiten wie Zoll, Spanne, Klafter, Fuß, Faden eingeführt... Die Elle ist besonders nützlich!