Hallo Johannes und Follower des Projekts,
ich meine irgendwo hier oder in einem Thread mit Foils oder Canting Keel (ich finds auf die schnelle irgendwie nicht mehr) die Frage gelesen zu haben "Ob sich der Aufwand mit einem Canting Keel eigentlich lohnt ?" Grade weil man ja im Modellmaßstab für die Mechanik etwas mehr Gewicht im Verhältnis braucht als bei den Originalen, welches man dann an anderer Stelle (Bombe) wieder einsparen muss.
Weil es mich auch interessierte, habe ich mal etwas grundsätzlich drüber nach gedacht und kam auch schnell zu einem plausiblen Ergebnis hinsichtlich des charakteristischen Aufrichtverhaltes des beiden Kielkonzepte. Da ich ein Mensch der Zahlen bin habe ich dann auch mal in Excel etwas genauer betrachtet. Das Ergebnis möchte ich kurz mal vorstellen, es passt glaube ich ganz gut hier rein.
Für diese Stabilitätsbetrachtung habe ich folgende Annahmen getroffen. Es wird nur der Anteil der Gewichtsstabilität betrachtet. Die Formstabilität, die aus der Rumpfform kommt, lasse ich außen vor. Die kommt noch zusätzlich mit dazu, ist aber für beide Kielkonzepte gleich. Ich betrachte die Stabilität nur vergleichend und nicht in dimensionsbehafteten Werten, das reicht um die Charakteristiken heraus zu arbeiten. Ferner werden vereinfacht nur zwei Gewichtskomponenten, Rumpf und Kielbombe, betrachtet. Zusammen heiß das, dass Gewicht vom beide Teilen zusammen 100% ergeben. Wichtig für die Gesamtstabilität ist die Lage des Gesamtschwerpunktes bezüglich der Drehachse, welche hier die Wasserline ist. Die Schwertlänge ist auf die Länge 1 normiert. Unter der weiteren Annahme, dass für die Schwenkmechanik 10% des Gesamtgewichtes gebraucht wir, keine Ahnung wie realistisch das ist, ergibt sich aus einfacher Gewichtsbilanz folgende Gesamtschwerpunkte für die beiden Konzepte:
Logischerweise liegt der Schwerpunkt für die Canting Keel Variante höher. Jetzt habe ich betrachtet wie sich der Aufrichthebel über dem Krängungswinkel und damit die Stabilität ändert bei verschiedenen Schwenkwinkeln des Kiels, Gesamtgewichtskraft bleibt ja die gleiche.
Wie man erkennt verschiebt sich das Stabilitätsmaximum entsprechend dem Schwenkwinkel des Kiels von 90° Krängungswinkel zu kleineren Winkel. Die Anfangsstabilität (Krängungswinkel =0°) steigt dabei enorm. Sie beträgt bei 30° Schwenkwinkel schon 50% der maximalen Stabilität und bei 45° sogar 70%.
Aber wie sieht es im Vergleich zu einem festen und entsprechend 10% schwereren Kiel aus ? Darüber gibt nächste Grafik Auskunft.
In dem Diagramm ist wieder über dem Krängungswinkel die Stabilität in Abhängigkeit verschiedener Schwenkwinkel aufgetragen im Vergleich. Da der Gesamtschwerpunkt für die Canting Keel höher liegt, ist das maximale erreichbare Aufrichtmoment kleiner. Sehr gut zu erkennen für den Schwenkwinkel von 0°. Die Stabilität beträgt über den gesamten Krängungswinkelbereich nur 80%. Logischerweise hat ein normaler Kiel bei 0° Krängung keine Stabilität, damit ist die des Canting Keels unabhängig vom Schwenkwinkel (ausgenommen 0°) unendlich fach größer. Für realistische Schwenkwinkel (30-45°) und Krängungswinkel um 30° hat man ca. 50% mehr aufrichtendes Moment. Ab etwa 45-50° Krängung bieten beide Kielvarianten die gleiche Stabilität. Darüber hinaus ist ein normaler fester Kiel im Vorteil.
Die Formstabilität aus der Rumpfgeometrie wird natürlich den Krängungswinkel, bei der die maximale Stabilität erreicht wird, entsprechend verschieben hin zu kleinere Winkeln.
Fazit:
Ja, es macht auch im Modellmaßstab Sinn etwas Gewicht in eine Schwenkkielmeachnik zu investieren und das Bombengewicht zu reduzieren, solange man relativ aufrecht segelt. Aber das gilt auch für die Originale ...
Besten Gruß,
Patrick
p.s. Malizia Seaexplorer Design finde ich
Man wirft da schon Gewicht an einem nicht ganz kleinen Hebel herum.
