2018. március 18., vasárnap

Vitorla fejlesztés 2.0

A fejlődés nem állhat meg! Újra hozzá kell nyúlnom a jó öreg Betyárbárkához. Az indíttatás abból fakad, hogy a hagyományos Lugger vitorla már nem kielégítő számomra. Egyszerű ugyan kezelni, de úgy érzem sokkal nagyobb teljesítményre lenne képes a hajóm egy komolyabb vitorla rendszerrel.

A hajótest könnyű, viszonylag széles és a merülése kicsi. Többször tapasztaltam, hogy gyenge szélben a fordulás igencsak bajos a Lugger vitorlával. Erős hullámzáskor is előfordult, hogy nem tudtam vele megfordulni, ugyanis az orr közelében lévő vitorla felület kevésnek bizonyul a hajó befordításához.

Nos, a fentiek miatt arra gondoltam, hogy végzek egy kis számítás, hogy tudnám a jelenlegi hajótest és árboc kialakítás mellett átalakítani a vitorlázatot. Ehhez lemértem azokat a fő méreteket, amelyek alapján megrajzoltam a hajótest és az árboc hossz-metszeti ábráját.

Fő mérerek:
  • Árboc távolság az orrtól 
  • Svert közép az orrtól 
  • Hajótest hossza 
  • Árboc magasság 
  • Vízvonal hossza 
  • Svert merülése a vízvonaltól
Első lépésként ki kell számolni a hajótest laterál felületét. Ez az hajó gerinc síkjába eső azon felület, ami a víz vonal alatt van. Ez az a felület, ami a vitorlákon ébredő szélnyomás ellen dolgozik. Az össz. laterál felület (AL) jelen esetben három összetevőre bontható fel

  • Hajótest laterál felület: AHL
  • Svert laterál felület: AS
  • Kormánylapát laterál felület: AK

Laterál felületek számítása:


Hajótest laterál felülete közelítőleg egy körszelet, melynek húrja a vízvonalhossz (LWL), sugara R, középponti szöge α. Számítása a következő:



Fő méretek kiszámításához a hajótest keresztmetszeti rajzát el kell készíteni. A kör szerkesztését a 3 pont elve alapján lehet meghatározni. Bármely számítógépes rajzprogramban benne van ez az opció. Így nincs más dolgunk, mint megjelölni a vízvonal kezdő és végpontját, valamint egy tetszőleges pontot a köríven. ezek után már csak le kell mérni a paramétereket, Ezeket a képletbe behelyettesítve és kiszámolva megkapjuk a hajótest laterár felületét: AHL
Svert laterál felülete tulajdonképpen egy téglalap: AS
Kormánylapát laterál felület is közelítőleg egy téglalap:AK

Eredő laterál súlypont meghatározása:


Ahhoz, hogy jól irányítható és kiegyensúlyozott hajót kapjunk a Laterál felületek eredő súlypontja 1/10-ed hajóhossznyi távolsággal hátrébb kell hogy elhelyezkedjen az össz. vitorla felület eredő geometriai súlypontjánál.

A súlypont koordinátákat legegyszerűbben szerkesztéssel tudjuk meghatározni. A rajzról lemérve a súlypontok “X”koordináták a hajótest farának vízvonal metszésétől számítva:

  • Hajótest laterál súlypont: XHL
  • Kormány lapát súlypont: XK
  • Svert súlypont: XS


Össz laterál felület súlypontjának számítása:


A vitorlarendszer súlypontjának kiszámítása iterációs eljárással lehetséges. Tehát a két súlypont 1:10-es arányához pontosan tudjuk a vitorlarendszer súlypont helyét, és ehhez kell megtalálnunk a megfelelő geometriát. A nagyvitorlát az egyszerűség kedvéért felosztottam 2 háromszögre, mert annak súlypontját egyszerűbb kiszerkeszteni (a csúcsok és a velük szemközti oldalfelezőket összekötő egyenesek metszéspontja)


Egy excel táblába felvittem a kiinduló adatokat és a súlypont kiszámítás, valamint az súlypontarány-számítás képletét.




Így csak a főbb geometriai jellemzőket kell változtatnom és az excel automatikusan kiszámolja az arányt. 


Miután többszöri módosítás után megtaláltam azt a megfelelő geometriai vitorla alakot ami pontosan kiadja az 1:10- es arányt már csak be kell táplálni a számítógépes programba a fő méreteket. Természetesen a program nem számol automatikusan optimális vitorla profilt, csak segít egy előre beállított profiltényező megrajzolásában és ehhez kiszerkeszti a megfelelő szabásmintát, de már ez is óriási segítség.



A megfelelő profil meghatározása nagyon nehéz. Arra próbáltam törekedni, hogy egy jól használható középszeles vitorlaprofilt alkossak, de hogy ez valóban sikerült e az sajnos csak a használat során fog kiderülni.


Az alapadatokon túl azt is figyelembe kell venni, hogy milyen anyagból készüljenek a vitorlák. Sajnos a profi vitorla anyag még mindig nagyon drága és nem is nagyon lehet Magyarországon hozzájutni. Folyamatos fórumozás, kutakodás után, azért lehet találni kompromisszumos megoldást is. Az u.n. "Airtex" anyag egy könnyű vízálló vászon, mely rendelkezik UV védelemmel is. Kültéri ponyvákat napernyőket készítenek belőle, de a területsűrűsége 190-210 g/m2 között mozog, ami nagyjából megegyezik egy Dacron túravitorla anyagáéval. Ezt az anyagot 170 cm szélességben lehet kapni, így 85 cm széles cikkekkel számolva duplán kiadja a kellő szélességet.

Ezt a paramétert is meg lehet adni a programban és beállítva a vertikális szabás formát így néz fog kinézni a nagyvitorla:
Így meg az orrvitorla:


Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése