Simulatie van stabiliteit van Waterrat

Bij het begin van de bouw van Raaskal, toen nog bekend onder de projectnaam V3, is er gekeken naar de eventuele tekortkomingen van Teerling. Dit artikel betrekt zich op het ietwat nerveuze gedrag aan de wind, dat als onprettig werd ervaren.

De Waterrat blijkt tot nu toe een aardig jachtje te zijn dat op ruime koersen goed presteerd, maar op aan de windse koersen vooral ervaren wordt als nerveus en minder prettig. Voor de gevorderde zeiler houdt dit veelal een extra uitdaging in, maar voor beginners is een dergelijk gedrag niet handig.

Aan de wind lijkt het erop dat er redelijk vroeg gereefd moet worden in tegenstelling tot wat er in de ontwerpeisen gesteld wordt. Wat we zien als mogelijkheden om dit iets uit te stellen:

• De problemen bij het roer verminderen.
• Het oprichtend moment vergroten door de kiel aan te passen.

Roer

In dit kader hebben we met Paul overlegd over de aanpassingen van het roer. Problematiek bij het Teerling roer: Bij het vlak varen is het roer te nerveus, maar wordt een bepaalde hellingshoek overschreden, dan wordt er ineens een grote roerdruk vereist. Iets later loopt de boot ook uit het roer.

We denken dit te kunnen verhelpen door het roerblad iets naar achter te plaatsen, zodat er bij rechtopvaren minder oppervlak is vóór de draai-as en iets achterover kantelen om die stabiliteit bij een grotere hellingshoek te hand haven. Daarbij kan de elliptische vorm van het roerblad en de bestaande constructie met de schijf gehandhaafd worden.

Kiel

Wat we hier als mogelijkheid zien: het verlagen van het zwaartepunt van de kiel en daarbij evt de aanpassing van de vorm van de kiel. Volgens Paul is de kiel redelijk optimaal.

Pauls ontwerpkeuzes voor zover ik ze begrepen heb: Minimalisatie van nat oppervlak, minimalisatie van tipverliezen, keuze voor de bekende techniek van het het ijzergieten, gebruik van een plug.

In combinatie met het geconstateerde gedrag van Teerling bestaat er vooral de behoefte om de ligging van het zwaartepunt te verlagen.

Analyse Stabiliteit

In de simulatie van de stabiliteit van de waterrat is de oorspong van het coordinatenstelsel vastgelegd op de spiegel, in het midden, op de waterlijn. Ten opzichte daarvan is ook zpy (y-coordinaat (de hoogte) van het zwaartepunt ) gedefinieerd. De werkelijke ligging van het zwaartepunt is een 'educated guess' waarin massa's en ligging van diverse onderdelen zijn meegenomen.

Hieronder is zijn een aantal stabiliteitskrommen te zien, die zijn bepaald uit de vorm van de romp en gekozen zwaartepunten.

De coordinaten die de vorm van de romp beschrijven zijn ooit in matlab beschreven door Roger Jeurissen.