Warum immer "nachbauen" ??

Gast_633

User gesperrt
oh gott gehts hier hoch her. aber interssant!
an eric, das mit dem einzigartigem boot am see kann man auch einfacher haben. ich habe mir die konstruiererei gespart, baue einen rumpf nach plan (in dem falle IOM) und baue deck, wenn gewuenscht auch kajuete usw darauf. dann kann man am deck konstruieren, aber der rumpf laeuft immerhin gut. und meine boote sind auch her einzelboote am wasser.
tolles boot die pen duick.
gruss andreas
 

Konrad Kunik

Moderator
Teammitglied
Moin Ulrich,

wieder einen erwischt... ;)

Nun haben sich einige Wissende um die Probleme des maßstabgerechten Bauens und der daraus resultierenden Einschränkungen/Unlösbarkeiten geäußert und Fakten und Problembereiche vorgelegt. Dieses sind eigentlich Dinge, die für den Anfänger oder Suchenden von hoher Bedeutung sein können - und wenn sich niemand aufrafft, dann versinkt dieses Wissen wieder in den Tiefen des Forums. :(

Deswegen möchte ich diese Dinge im Magazin erhalten, sie müssen ja nicht schon morgen dort veröffentlicht werden... ;)

Und mit den Motoren scheint es sich um ein Mißverständnis zu handeln - ich dachte da mehr an Auslegungsfragen des Antriebes. Wieviele Modellschiffer/-fahrer (was immer der richtige Ausdruck sein mag ;) ) haben sich nach dem Bau gewundert, daß sich ihr Objekt der Freude nur mäßig langsam durch das Wasser bewegte, obwohl sie sich doch ein "Eilholz" gebaut hatten - der Antrieb hatte einfach nicht genügend Power, er war einfach zu schwach ausgelegt - er konnte ihn nicht bestimmen...
 
Hallo Konrad

Jetzt ist genau der Fall eingetreten, der immer eintritt, wenn mehrere Modellbauer ihr Wissen weitergeben: Yeti hat mathematische Grundlagen erklärt, ich habe die praktische Umsetzung niedergeschrieben, Tibos hat das Resüme zusammengefaßt.

Am simpelsten erkennt man die Probleme der Umsetzung bei Modellen von Rahseglern (Bounty, Cutty Sark etc.), die Modelle besitzen fast ausnahmslos einen Zusatzkiel, da sie sonst nur als Standmodell taugen. Sicherlich kann man den Rumpf originalgetreu nachbauen, da gibt´s keine Probleme. Dann stellt man aber das Rigg her, und hier fangen die Problemchen an, denn mit nach Plan gebautem Rigg ist das Modell übertakelt. Als Gegenmaßnahme werden wir gezwungen sein bei Yachten die Kielflosse zu verändern (Rahsegler müssen wir um eine solche ergänzen), das läßt sich an Hand von Formeln berechnen. Wenn wir jetzt auch noch die optische Erscheinung des fertigen Rumpfes nahe ans Original bringen wollen, dann haben wir ein sehr großes Problem, da helfen dann auch keine Formeln mehr. TIBOS hat es ja schon korrekt geschrieben, hier fängt die Erfahrung an. Man muß für den Einzelfall aus dem Bauch herraus Lösungen finden, manchmal wird´s dann auch eine Bauchlandung. Der Nachbau von Originalen im Modell wird immer eine Kompromisslösung darstellen, ist immer eine Gradwanderung zwischen originaler Optik und Segelfähigkeit. Auf der Strecke bleiben dabei zwangsweise die Segeleigenschaften der Vorbilder.

Wenn sich nun ein netter Forumsteilnehmer findet, der zu diesem Thema einen Beitrag für´s Magazin schreibt, so kann er auch nur Grundlagen weitergeben. Lösungen von Einzelfällen müssen dann immer vom jeweiligen Leser umgesetzt, oder an Hand von exestierenden Beispielen aufgezeigt werden.
 

jwl

User †
Original erstellt von Konrad Kunik:

Nun haben sich einige Wissende um die Probleme des maßstabgerechten Bauens und der daraus resultierenden Einschränkungen/Unlösbarkeiten
das thema rezahl gilt hier auch
und somit darf man sich dieser formel bedienen

Re = v * t/rho

das andere ist die verdängung und wellenverhalten
ich weiss nicht wie es heisst

ein boot das nicht gleiten soll kann nur eine gewisse geschwindikeit fahren.
hat mit der länge des rumpf was zu tun.

bei flugbooten wird eine stufe eingebaut dass das boot sehr schnell kurz wird und somit schneller zu gleiten kommt.

ich glaub das weiss siggi wieder mal was.....

gruss jwl
 

Yeti

User
Moin!

Solange noch niemand einen entsprechenden Artikel für das Magazin geschrieben hat, kann ich ja mal kurz einen Buchtipp loswerden:



Sehr interessant und leicht verständlich geschrieben. Allerdings auch bei Amazon zur Zeit nicht mehr verfügbar (->Antiquariat?). Es gibt dort auch einen Abschnitt über die Verkleinerung von Yachten und die daraus resultierenden Änderungen der Segeleigenschaften, bzw. Umrechnungsfaktoren für bestimmte Größen, um ähnliche Eigenschaften beizubehalten. Allerdings sind diese Umrechnungsfaktoren nicht für eine Verkleinerung von 1:10 gedacht, sondern eher dafür, eine 34-Fuß Yacht mit einer 40-Fuß Yacht zu vergleichen. Ob das für den Modellbau noch gültig ist, kann ich nicht sagen.

Gruß Yeti
 
Super Idee von Yeti hier ´mal auf ein Buch hinzuweisen!

Das vergriffene Buch steht vielleicht noch bei einigen Händlern, speziell bei Yachtausrüstern könnte man fündig werden.

Das vorgeschlagene Buch heißt:

Yacht-Design und -Konstruktion
Lars Larsson / Rolf E. Eliasson
Verlag Delius Klasing
ISBN 3-7688-1069-0

Im Delius Klasing Verlag sind noch folgende Bücher zu diesem Thema erschienen:

Vom Riss zum Schiff
Grundlagen des Bootsbaus
Hans-Günter Portmann
ISBN 3-7688-0875-0

Konstruktion und Bau von Yachten
H. Dieter Scharping
ISBN 3-7688-0781-9

Das letztere Buch ist in dieser Aufzählung meines Erachtens das Beste. Hier findet der Interessierte Leser neben den anschaulich erklärten Grundlagen auch diverse Risse von Segelyachten. Allerdings hat das gute Stück auch den höchsten Preis.

Jachim
 

Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Recht hat er, der Eric :D

Konrad, Deine Idee ist im Prinzip einleuchtend, nur sehe ich keine Möglichkeit der Umsetzung..

*Aushol*

Ein Original maßstabsgetreu zu verkleinern, ist letztlich ein geometrisches Problem. Man erstellt ein Modell, indem man die Längen verkleinert und die Winkel gleich läßt.

Das Verhalten von Original oder Modell wird aber nicht von der Geometrie bestimmt, sondern von den wirkenden Kräften und Momenten. Diese widerum ergeben sich aus Flächen oder Volumen und verhalten sich damit nicht maßstabsgetreu. Yeti hat das schon erklärt.

Soll ein Modell sich so verhalten wie das Original, muss ein maßstäbliches Verhältnis der Kräfte und Momente erzeugt werden. Sofern das überhaupt möglich ist, wäre so etwas eine völlige geometrische Verzerrung des Originals.

Die Grundlagen sind damit im Grunde vollständig erklärt. Sie gelten für Flug-, Schiffs- und Automodelle gleichermaßen.

*Draufzeig*

Maßstabs- und funktionsgetreue Modelle schließen sich gegenseitig aus. Um dennoch einen guten Kompromiß zu schaffen, bedarf es profunder Kenntnisse der wirkenden Kräfte und Momente. Hier aber verlassen wir die Grundlagen, und hier scheiden sich dann auch die Sparten voneinander, ob Segelschiffe, Segelflieger, oder Motorenbauer.

Kräfte und Momente kann man im Prinzip berechnen. In der Schule lernt man noch, an zweidimensionalen Achsen Kraftresultierende aufzutragen, und so eine Momentrichtung zu bestimmen. In der Praxis ist das aber nicht ausreichend, denn reale Modelle sind dreidimensional, und so kommt man zu Gradienten und Tensoren - und damit verlassen wir auch das Allgemeinwissen.

*Ergänz*

Erschwerend kommt hinzu, dass man zwar verkleinerte Modelle erstellen kann, nicht aber verkleinerte Umwelten, in denen sie sich bewegen. Wasser und Luft sind bei verkleinerten Modellen zu 'dünn' und weniger träge, und bei Motoren wird's ganz schwierig, denn es lassen sich keine Treibstoffe finden, die bei entsprechend verkleinerten Temperaturen zünden.

*Resümier*

Trotz allem gibt es ziemlich maßstabstreue Modelle, die sich auch noch ziemlich originalgetreu verhalten. So etwas konstruieren zu können, halte ich für eine Kunst, die hauptsächlich auf Verständnis und Erfahrung beruht. Dazu gehört zum Beispiel, die notwendigen Kompromisse so zu verstecken, dass sie nicht auffallen. Und für Kunst läßt sich keine Anleitung schreiben..

Grüße, Ulrich Horn
 

Yeti

User
Original erstellt von jwl:
das thema rezahl gilt hier auch
und somit darf man sich dieser formel bedienen

Re = v * t/rho
Hallo Johannes,

du meinst in der Re-Zahl Formel sicherlich nü (dynamische Viskosität) und nicht rho. rho ist die Dichte. Interessant ist übrigens, dass die Re-Zahlen an der Kielflosse eines Modell-Regattabootes (M-Boot oder IOM) ähnliche Werte annehmen wie an Leitwerken von Modell-Segelflugzeugen (60.000-150.000). Man kann also ruhig mal über den Tellerrand schauen und bei den Fliegern nach dem passenden Profil Ausschau halten.

Und hier nochmal zwei Bilder, die die Problematik mit dem anderen Verhältnis von krängenden und aufrichtenden Momenten deutlich machen. Wenn man mal folgende Bilder vergleicht:

mdlc_alinghi_img4big.jpg
walikiamboot.jpg


Links ein maßstäbliches Modell der Alinghi (zu finden unter http://www.mdlc.ch/americascup2003/english/models.html Setzt euch blos hin, bevor ihr auf den Preis schaut ;) ) und rechts Meister Walicki mit seiner Skalpel (mehr Bilder auf der Seite von Andreas: http://www.modellsegeln.net ) Schaut euch mal die unterschiedliche Länge der Kielflosse an! :eek:

Gruß Yeti
 

jwl

User †
>> du meinst in der Re-Zahl Formel sicherlich nü (dynamische Viskosität) und nicht rho.

da hast de recht, da ging was da neben .

die von luft leigt bei
0,000014607 m2/s die von wasser weiss ich sie leider nicht.

in wie weit die kompressionsfähigkeit einen rolle spielt weiss ich nicht oder kaplankraft oder wie die heisst

gruss jwl
 
Hallo,
Die ursprüngliche Frage von Hartmut lautete: Was muß man beim Modellnachbau eines Segelschiffes verändern, damit das zu erstellende Modell gut segelt?
Bevor man eine Antwort geben kann, muss man den Begriff „gut segeln“ definieren. Für mich heißt das, dass ein gut segelndes Modell muss:
-auf Thermik reagieren können
-kursstabil sein, mit einem leichten Hauch von Luvgierigkeit in Böen
-wendig sein
-mindestens bis 4 Bft (mit entsprechendem Seegang) segelbar und jederzeit beherrschbar sein.

Vor diesem Hintergrund muss man meiner Meinung nach folgendes verändern:
1) Die Gewichtsverteilung – der Ballastanteil muss beim Modell mindestens 60% der Verdrängung betragen, das erreichen nur die wenigsten großen Segelschiffe.
2) Der Tiefgang – auch das muss sein, denn selbst beim hohen Ballastanteil reicht das aufrichtende Moment noch nicht aus, der Ballast-Hebelarm muss also mit vergrößert werden.
3) Zwecks Wendigkeit alle gewichtigen Teile möglichst dicht um die senkrechte Achse konzentrieren, die durch den Verdrängungsschwerpunkt geht.
4) In der Regel muss der Segeldruckpunkt weiter vor dem Lateralschwerpunkt liegen als beim Vorbild. Mein Erfahrungswert: Die Entfernung dieser Punkte soll ca. 8% bis 10% der tatsächlichen Wasserlinienlänge betragen, dann ist das Modell kursstabil.

Diese Punkte sind die „Pflichtübungen“. Falls damit noch kein befriedigendes Ergebnis erzielt werden kann, kann man noch etwas tiefer in die Trickkiste greifen. Dabei kommt z.B.ans Tageslicht:
5) Ballast (ganz oder teilweise) aus Hartmetall statt aus Blei – Blei hat eine Dichte von 11,34 kg/dm2, beim Hartmetall sind es so um die 17 kg/dm2. Im Klartext heißt das, dass das Volumen vom Hartmetallballast beim gleichen Gewicht kleiner ist, und der Ballastschwerpunkt liegt dadurch bedingt automatisch tiefer (=das aufrichtende Moment vergrößert sich). Hartmetall kann man bei einer Dreherei z.B. in Form von abgestumpften Wendeschneidplättchen erbetteln, bei ebay kann man ab und zu für wenig Geld HM-Drehlinge bekommen. Allerdings lässt sich HM mit unseren Heimwerkermitteln kaum bearbeiten, das muss beim Herstellen des Ballasts berücksichtigt werden (z.B. kleine HM-Stücke in Blei eingießen). Die Dichte ist dann zwar nicht ganz so hoch, aber immerhin höher als bei Blei.
6) Erhöhung der Formstabilität durch eine Streckung des Rumpfes in der Breitenrichtung. Das geht sehr schnell und komfortabel mit einem Bildverarbeitungsprogramm im PC. Während die Längenmaße des Linienrisses beibehalten bleiben, werden die Breitenmaße um einen gewissen Prozentsatz vergrößert. Dadurch werden die für das jeweilige Boot typischen Merkmale beibehalten. Lt. meiner Erfahrung merkt man optisch eine Streckung bis zu ca. 10% gar nicht, zwischen 10% und ca. 20% ist die Verzerrung noch akzeptabel, darüber hinaus fängt die Optik an zu leiden.
Mit dieser Maßnahme verschiebt sich das Metazentrum nach oben. Das Metazentrum ist der Systemnullpunkt eines Segelschiffs, zu dem die Summe aller Momente querschiffs und längsschiffs gleich Null ist. Auch die Berechnung der Krängungsstabilität sollte man zum Metazentrum machen. Bei gleichbleibender Windstärke, Segelfläche, Ballastgewicht und Ballastschwerpunkt ist die Krängungsstabilität desto größer, je höher das Metazentrum liegt.
Eine in vielen Fällen angenehme Begleiterscheinung der Streckung ist die Erhöhung der Verdrängung (die maßstabsbedingte Diskrepanz zwischen Längen, Flächen und Volumina haben Yeti und Ulrich bereits sehr gut erklärt). Verdrängt ein Modell ungestreckt z.B. 10 kg, verleiht ihm eine Streckung von 15% in der Breite zusätzliche 1,5 kg Verdrängung. Da sich bedingt durch die Streckung das Gewicht des Rumpfes nur wenig verändert, bedeutet das eine Erhöhung des Ballastgewichts um beinahe 1,5 kg, und das ist sehr viel.
Viele Grüße
Borek

[ 07. März 2003, 14:12: Beitrag editiert von: Borek Dvorak ]
 

jwl

User †
*staun* :eek:

das mit dem hartmetall muss ich mir merken,
wenn ich beim nächsten flug mein flugzeug nicht mehr aufbleie sondern härter mache. :D :D :D

man könnte sich überlegen die nasenleiste aus hartmetall zu machen ;)

danke für deinen sehr interessant beitrag

gruss jwl

[ 07. März 2003, 17:48: Beitrag editiert von: jwl ]
 

Yeti

User
Abgereichertes Uran wäre noch besser! Aber kommen wir mal zurück zur Realität. In den Regatta-Klassen IOM und Marblehead ist jegliches Material mit einer höheren Dichte als Blei verboten. Vermutlich würde sonst bereits ein Geigerzähler zur Grundausstattung jedes ambitionierten Modellseglers gehören. Ausgenommen von dieser Einschränkung sind übrigens Teile der Fernsteuerung: vergoldete Kontakte sind also erlaubt ;)

@Borek: Interessanter Beitrag. Und da fällt mir auch gleich noch ein Beispiel ein, an dem man die Bedeutung der Rumpfform erkennt. Bei der 1m-Klasse IOM ist die Masse des Ballasts und der Tiefgang begrenzt (2,5kg bei 420mm), bei den M-Booten nicht. Die Einmeter-Boote haben deshalb im Verhältnis viel breitere Rümpfe als die M-Boote, bei denen man Kielflossen mit einer Länge von bis zu 60% der Rumpflänge findet.

Und was hat das mit Erics Frage zu tun? Er hat ja schon einen Rumpf. Daran ist nichts mehr zu ändern. Ich würde mal in einer großen Badewanne testen, welche Verdrängung der Rumpf braucht, damit er schön in der Wasserlinie liegt. Dann hat man auch einen Anhaltspunkt, wieviel Ballast möglich ist und kann sich überlegen, wie lang die Kielflosse werden muss oder wieviel Segelfläche der Rumpf verträgt.

Gruß Yeti
 
Hallo Yeti,
Einspruch: Eric kann doch - falls er es möchte - die Rumpfschale breiter ziehen. Das ist zwar nicht ganz die beschriebene Streckung, erhöht die Formstabilität jedoch auch.

Die Einschränkungen bei den IOM-Booten sind mir im Groben bekannt, ich habe mit meinem Beitrag viel mehr an die Vorbildähnlichen & Co. gedacht.

Gruß
Borek
 
Danke Joachim,
das ist genau die Info, die mich interessiert hat.
Meine Antwort kommt nur scheinbar spät, der Thread ist ja zwischenzeitlich einfach explodiert. :eek:

@Yeti
Das Problem mit den Längen- und Flächenverhältnissen ist klar, die Frage interessierte mich dahingehend, an welchen Rädchen man typischerweise dreht, um die Probleme zu beherrschen und nicht umgekehrt. ;)
Siggi
 

Yeti

User
Original erstellt von Borek Dvorak:
Die Einschränkungen bei den IOM-Booten sind mir im Groben bekannt, ich habe mit meinem Beitrag viel mehr an die Vorbildähnlichen & Co. gedacht.
Moin Borek,

was bei den Regattaziegen gilt, gilt doch genauso bei den Vorbildähnlichen. Solange die Länge der Kielflosse nicht beschränkt ist (egal, ob aufgrund der Klassenvorschriften oder aus "ästhetischen" Gesichtspunkten), scheint eine lange Kielflosse mehr Vorteile zu bringen als ein breiterer Rumpf. Darf oder will man das nicht, ist eine Rumpfverbreiterung erforderlich oder man begnügt sich mit weniger Segelfläche.

@Siggi: Da sieht man mal, wie schwer es ist, es allen recht zu machen. Dem einen ist die Antwort zu banal, dem anderen zu mathematisch :confused:

Gruß Yeti
 
Original erstellt von Yeti:
Original erstellt von Borek Dvorak:
Die Einschränkungen bei den IOM-Booten sind mir im Groben bekannt, ich habe mit meinem Beitrag viel mehr an die Vorbildähnlichen & Co. gedacht.
Moin Borek,

was bei den Regattaziegen gilt, gilt doch genauso bei den Vorbildähnlichen. Solange die Länge der Kielflosse nicht beschränkt ist (egal, ob aufgrund der Klassenvorschriften oder aus "ästhetischen" Gesichtspunkten), scheint eine lange Kielflosse mehr Vorteile zu bringen als ein breiterer Rumpf. Darf oder will man das nicht, ist eine Rumpfverbreiterung erforderlich oder man begnügt sich mit weniger Segelfläche.

@Siggi: Da sieht man mal, wie schwer es ist, es allen recht zu machen. Dem einen ist die Antwort zu banal, dem anderen zu mathematisch :confused:

Gruß Yeti
MMHHH...

Nicht ganz richtig.....

Baue ich eine Rennyacht für ein Rennen im Nordatlantik im Winter von Osten nach westen, würde ich eine schlanke , Hoch am Wind segelnde Yacht bauen

Segele ich von Kapstadt nach Sydney in den "roaring forties" baue ich eine Surfschale.

siehe 18 m boote

wzbw
 
Hallo,

auch von mir einen Zusatz zum Thema, da ich gerade vor ein paar Tagen für was anderes folgende Beispiele hergestellt habe, die vielleicht nach der ganzen richtigen Theorie hier die Problematik auch etwas erleuchten können, einfach anhand der simplen Zahlenaussagekraft:

Es gilt natürlich die Potenzregel, die Yeti erklärt hat:

Americas Cupper in 1:1 verkleinert auf 1:20
Länge: 24 m 1,2 m
Segelfläche: 300 m² 0,75 m²
Gewicht: 25.000 kg 3,1 kg

Bemerkung
Segelfläche und Länge sind ähnlich einem M-Boot, aber nur 3,1 kg Verdrängung für das Modell ist Unsinn...

M-Boot in 1:1 vergrößert auf 20:1
Länge: 1,3 m 26 m
Segelfläche: 0,7 m² 280 m²
Gewicht: 5 kg 40.000 kg

Bemerkung
Segelfläche und Länge wären ähnlich AC, aber 40 Tonnen Verdrängung ist ebenso Unsinn...

Oder als anderes Beispiel:
Modellboot L = 110 cm, SF = 6000 cm², V = 6000 g ergibt als Verkleinerung im Maßstab 1:10 dann L = 11 cm, SF = 60 cm² und V = 6 g.
Vorher hatten 1 g Verdrängung 1 cm² Segelfläche zu tragen, im 1:10 Modell muß jetzt 1 g Verdrängung aber mit 10 cm² Segelfläche fertig werden.

Das wird auch einem Hauptschul-Laien einleuchten, das so kein gutes Fahrbild zustande kommen kann....

(Vielleicht aber doch, wenn es Viagra im Falle eines Falles nicht nur für Joachim sondern auch für Modellboote gäbe.....

.....hihihi-dernuwieder - binjaschonwiederweg)

Gruß
Thomas

P.S. habe das schon gestern geschrieben und stelle gerade fest, daß hier schon fleißig weiter diskutiert wurde. Also nichts für ungut, wenn ich hiermit eine Schleife drehe....
 
Hallo Eric,

Ist das auf dem Foto deine Pen Duick? Dann ist der Traum ja schon in Erfüllung gegangen (auch wenn es kein Holzboot ist, der Rumpf der echten Pen Duick ist aus Kunststoff). Sieht gut aus, das Modell. Nach was für Unterlagen hast du gebaut?

Meine Pen Duick, die seit einigen Jahren am Entstehen ist, ist noch längst nicht so weit, auch wenn sie etwas kleiner ist.

Gruß
Sir Donnerbold Duck
 
Original erstellt von Sir Donnerbold Duck:
Hallo Eric,

Ist das auf dem Foto deine Pen Duick? Dann ist der Traum ja schon in Erfüllung gegangen (auch wenn es kein Holzboot ist, der Rumpf der echten Pen Duick ist aus Kunststoff). Sieht gut aus, das Modell. Nach was für Unterlagen hast du gebaut?

Meine Pen Duick, die seit einigen Jahren am Entstehen ist, ist noch längst nicht so weit, auch wenn sie etwas kleiner ist.

Gruß
Sir Donnerbold Duck
Nein. ist leider nicht meine, aber den Bauplan von der frz Zeitschrift MRB + ein vergriffenes Buch habe ich schon, selbst mit Bilder der alten Yum und den neubau des Polyesterrumpfes
 
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