DOGSTAR 50 (SIRIUS 50) – Nachfolger der TEKTRON
50
... oder wie
man dem schnellsten 50 Fuß-Kreuzer der Welt Beine macht
John
Shuttleworth
(Übersetzung
von Klaus Ehm für MEHRRUMPFBOOTE, Multihull Deutschland)
Die
auskragende Rumpfform
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Tektron 50
accommodation and sail plan
1983 wurde ich
von Bob Sutton gebeten, eine neue Art von Katamaran zu entwerfen. Er kannte meine schnellen Trimarane
und nach einigen vorbereitenden Gesprächen ließ er sich auf meine Ideen ein, wie ein
Kreuzerkatamaran zu entwerfen sei, mit geringem Luftwiderstand, um die am Wind-Eigenschaften zu
verbessern und möglichst die am Wind-Winkel zu erreichen, die bei gut gezeichneten Trimaranen
üblich sind.
Meine Idee war, den Rumpf über der
Wasserlinie so auszukragen, dass sich für die benetzte Fläche des Rumpfes ein Optimum aus
Wasserlinienlänge und Verdrängung ergeben sollte. Etwa ab Kniehöhe bis Kopfhöhe
könnte der Innenraum durch eine Auskragung verbreitert werden. Wichtig war, die Auskragung hoch
genug anzusetzen, damit die Segeleigenschaften des Bootes nicht beeinträchtigt würden (Fig. 1,
SPECTRUM 42 Rumpfschnitt). Wäre die Auskragung zu tief angesetzt, würde sich der
Rumpfwiderstand erhöhen und der Rumpf öfter in Wellen schlagen.
Die Rumpfform der Spectrum 42 hatte
plane Außenseiten, um den Bau zu beschleunigen. Die Deckskante hatte einen geringen Radius (etwa
25 mm) und das Deck war leicht konvex gewölbt. Die Auskragung brachte neben dem
vergrößerten Innenraum weitere Vorteile für die Segeleigenschaften des Rumpfes. Die
Achterschiffslinien liefen senkrecht aus dem Wasserbereich hoch, während das Vorschiff auskragte,
sodass der Auftriebsschwerpunkt nach vorn wanderte, wenn der Rumpf bei Krängung eintauchte. Bei
schnellen Raumgängen blieben die Buge also oben, außerdem wurde das Stampfen gedämpft.
Die vordere Auskragung verleiht zusätzlichen Auftrieb beim Wellen hinuntersurfen und verhindert
Bugstecker. Außerdem weist die Auskragung Wellen ab, die den Rumpf hinaufschlagen und vermindert
Wellenschlag am Boden des Brückendecks (Fig. 1)
Das Vorschiff ist ausgerundet aber nicht
zu voll, um Stampfen zu vermindern. Wenn der Rumpf eintaucht, wirkt die ausgerundete Sektion der
Nach-unten-Bewegung entgegegen. Wenn das Boot über einen Wellenkamm geht, tauchen die Vorschiffe
nicht so schnell und so tief ein wie es bei einem V-Spant der Fall wäre.
Die Auskragung bringt mehr als den
doppelten Innenraum. Der Kabinenboden reicht über die ganze Rumpfbreite und der Raum darüber
bezieht die Auskragung mit ein. Ein 40 Fuß-Rumpf ist in Augenhöhe im Mittelschiff, wo sich
die Kombüse befindet, etwa 8 Fuß (2,40m) breit (Fig. 1)
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Figure 1. Spectrum 42 hull section
Die Auskragung erhöht nicht den
Luftwiderstand, weil das Schiff nie direkt zum Wind segelt. Auf der Kreuz wird der scheinbare
Am-Wind-Winkel um die 30° betragen. Deshalb bringt es mehr, die Höhe-über-alles zu
verringern, als die Rümpfe breiter zu machen.
Alle Boote, die nach diesem Entwurf
gebaut wurden, wie SPECTRUM 42 und 43, der 35 Füßer TWO HOOTS und der wegweisende PRIVATE
DANCER, waren erfolgreich, gewannen lokale Regatten und machten schnelle Atlantiküberquerungen
(Kanaren – Barbados in 14 Tagen). Näheres auf meiner Website www.john-shuttleworth.com unter
„race results“.
Die TEKTRON
50
click on thumbnail for
larger pictureTektron 50
Als Eugene Tekatch 1987 auf mich zu kam,
TEKTRON 50 zu entwerfen, hatte ich die Gelegenheit, den nächsten Entwicklungsschritt bei der
Rumpfform zu tun: Die Decksecken auszurunden (Ref. 1).. Das
brachte eine Reduzierung des Luftwiderstandes von etwa 10% (Fig. 2)
click on thumbnail for larger pictureFigure 2
Alle meine Fahrtendesigns mit dieser
Eigenschaft segeln am Wind beinahe so gut wie ein entsprechender Fahrten-Trimaran. Der Trimaran hat bei
Welle noch einen Vorteil, weil der Schwimmer das Stampfen beser dämpft, als es beim Katamaran
möglich ist. (Ref. 4). Beim Trimaran kann sich der
Auftriebsschwerpunkt des Schwimmers im Ruhezustand an jeder Position befinden, beim Katamaran muss der
Auftriebsschwerpunkt exakt unter dem Masseschwerpunkt jedes Rumpfes liegen. Das begrenzt das Maß
an Bewegung im Auftriebsschwerpunkt, wenn der Katamaran krängt und auch das Dämpfen der
Stampfbewegung.
Diese neue Rumpfform erwies sich als
sehr erfolgreich, weshalb ich sie bei allen meinen Fahrtendesigns in den 90er Jahren verwendete. Designs
wie TEKTRON 35, Shuttle 40, 31, 28, und der 63
Fuß-Cruiser/Racer, alle hatten sie die auskragenden Rümpfe mit abgerundeten Decks. Tausende
von Meilen Blauwasser- und Regattensegeln sowie eine Weltumsegelung haben bewiesen, dass dieses
Konzept sehr gut funktioniert.
Eugene Tekatch has gone on to make a
production version of the Tektron 35 called the Tek 35. Details can be found on his web site at www.tek-composites.com
Nach der
TEKTRON 50
Im Jahr 2001 forderte mich Peter Bryant auf,
eine überarbeitete Version der TEKTRON 50 zu zeichnen. Er wollte einen Cruiser/ Racer, der die
aktuellen 40 Fuß-Renntrimarane in Großbritannien schlagen konnte.
Leistungsanforderungen
Der erste Schritt bestand darin, die
Leistungsdaten der TEKTRON50 zu erheben aufgrund der aktuellen Segelleistung und den Schlepptanktests
des TEKTRON 50-Rumpfes, die ich nach dem Bau durchgeführt hatte. Die Ergebnisse sollten aufzeigen,
wo der größte Gewinn an Leistungssteigerung zu erzielen wäre sowie eine
zuverlässigere Voraussage der Leistung des neuen Entwurfes ermöglichen. Die Ergebnisse dieser
Berechnungen veranschaulichen Fig. 3 und
4.
click on thumbnail for larger pictureFigure 3
click on thumbnail for larger
pictureFigure 4
Fig. 4 zeigt , dass die TEKTRON 50 am Wind mit
12,5 kn segelt,bei 19 kn wahrem Wind, mit der Seitenkraft 3.548 lbs, und die Auftriebs- und
Widerstandsanteile sich wie folgt ergeben
| WIND | |||
|---|---|---|---|
| Sail lift - lbs | 3610 | ||
| Total air drag | 1013 | ||
| Sail and rig drag | 361 | ||
| Air drag of hull | 652 | ||
| WATER | |||
| Keel lift | 3610 | ||
| Total drag | 687 | ||
| Keel only drag | 176 | ||
| Hull drag (from tank testing) | 511 | ||
Table 1
Die Daten sagen
aus, dass bei einem Mehrrumpfboot die größte Widerstandskomponente der Luftwiderstand der Rümpfe ist,
gefolgt vom Wasserwiderstand.
Wasserwiderstand
Die effektivsten Wege, den Wasserwiderstand zu
reduzieren, sind Gewichtsreduktion, effiziente Rumpfformen zu entwerfen und die Wasserlinienlänge
zu vergrößern.
Unsere Schlepptankversuche in den letzten zehn Jahren haben ergeben, dass
der Rumpfwiderstand von aktuellen Rumpfformen bei Mehrrümpfern sich bis zu 10% unterscheiden kann,
was noch verkompliziert wird durch die Tatsache, dass eine Rumpfform weniger Widerstand bei geringer
Geschwindigkeit oder bei tieferem Eintauchen aufweisen kann als eine andere Rumpfform. Der Entwurf einer
Rumpfform mit geringem Widerstand über den gewünschten Geschwindigkeitsbereich, verbunden mit
wenig Widerstand beim Höherliegen oder tiefer eintauchen, ist eine komplexe Sache, die nur
zufriedenstellend durch Analysen aus Tanktestdaten gelöst werden kann.
Tanktests habe ich an mindestens vier
Rumpfformen durchgeführt, alle mit vier Geschwindigkeiten im zugrunde liegenden Leistungsbereich
gefahren, mit mindestens 3 unterschiedlichen Verdrängungswerten, die die Krängungwinkel
repräsentieren, die zu den getesteten Geschwindigkeiten gehören. Ein weiterer Gesichtspunkt,
der die Sache noch komplizierter macht, ist, dass das Schiff am Wind mit geringerer Geschwindigkeit und
höherem Krängungswinkel segelt als raumschots. Die Rümpfe müssen also für eine
komplexe Kombination aus Geschwindigkeiten und Eintauchwerten optimiert werden.
Um die Tanktestzahlen zu analysieren
habe ich in der Tabelle unten die hydrostatischen Beiwerte gegen den Widerstandswert für alle
Verdrängungen aufgetragen, um die optimalen Koeffizienten für jeden Kurs zu erhalten. Der
Rumpf wurde dann gezeichnet mit den hydrostatischen Werten bei Krängung um den Widerstand zu
verringern. Die Reibung eines tiefer eintauchenden Rumpfes bestimmt den Widerstand, wobei Verbesserungen
der Rumpfform beim Austauchen dazu beitragen können, den Gesamtwiderstand zu senken. Traditionell
wird der prismatische Koeffizient als entscheident
angenommen. Meine Ergebnisse zeigen dagegen auf, dass Veränderungen im
Längen-Breiten-Verhältnis, Längen-Tiefgangsverhältnis und bei der benetzten
Fläche die größten Änderungen beim Rumpfwiderstand
verursachen.
click on thumbnail for larger pictureHydrostatics
Der Entwurf
des neuen Katamarans
Die schnellsten 40 Fuß-Racer in England
wiegen 2.500 kg im Renntrimm und tragen 125 qm Tuch. Leistungsvergleichs-Voraussagen haben ergeben, dass
der 50 Füsser, wenn er die 40 Fuß-Renner schlagen will, weniger als 4.500 kg wiegen darf, im
Renntrimm mit 3 Mann Besatzung. Wir wollten sehen, ob das Boot mit 4.000 kg gezeichnet werden
könnte, um ein unter allen Bedingungen schnelleres Boot zu garantieren. Und um sicher zu stellen,
dass der 50er auch wettbewerbsfähig bleibt, falls ein schnellerer 40 Fuß-Trimaran gebaut
werden sollte.
Bei Leichtwind hat der Katamaran wegen
der größeren benetzten Fläche Nachteile im Vergleich mit dem Trimaran. Deshalb
würde das neue Boot mehr Segelfläche als der TEKTRON 50 benötigen um die Tris unter allen
Bedingungen zu schlagen.
Die Auswirkungen des Windes auf den Widerstand
wird mit der Formel beschrieben (siehe auch Ref. 3)
Cdp = Cp x
Ap / SA
Cdtot = Cdp + Cd
Cdp
Widerstandskoeffizient des Teilelementes in Bezug zur Segelfläche
Cp
Widerstandskoeffizient jedes Teilelementes
Ap
Fläche des Elementes
Cdtot Gesamtkoeffizient
des aerodynamischen Widerstandes für Boot mit Rigg
Das zeigt auf, dass eine
Vergrößerung der Segelfläche den Luftwiderstand der Rümpfe verringert. Große
Segelfläche ist auch für die Leichtwindleistung wichtig, außerdem wird ein Renndesign
schneller gekrängt, wodurch sich die benetzte Fläche verringert und damit der Widerstand (Ref. 4).. Deshalb ist es wichtig, bei Regatten die
Segelfläche soweit wie möglich zu vergrößern.
Ich habe berechnet, dass der neue 50
Fuß-Cruiser/ Racer-Katamaran bei einer Verdrängung von 4.000 kg maximal 160 qm
Segelfläche tragen kann. Die maximale Segelfläche wird über die Rigghöhe festgelegt.
Diese ergibt sich aus dem Mastgewicht und dem Segeldruckpunkt (center of effort, C of E). Wenn der
Segeldruckpunkt zu hoch liegt wird das Boot raumschots die Wellen unterschneiden. Das kann über die
Rumpfform aufgefangen werden, wie oben besprochen. Es gibt allerdings Grenzen, in wie weit ein Vorschiff
ausgekragt werden kann ohne zu stampfen oder das Boot langsam zu machen, selbst jenseits von
Extremsituationen.
Konstruktion
Materialien
Ich hatte bereits eine Studie in Prepreg
Carbon für einen 52 Fuß-Kreuzer ausgearbeitet und ich zeichnete einenersten Vorschlag mit
neuem Deckslayout, ohne vorderen Beam, mit verbesserterer Struktur und einem Rumpfprofil in der
Höhe des TEKTRON 50.
Prepregs sind mit Epoxidharz
vorgetränkte Fasern (das können Glas-, Kohle- oder Kevlarfasern sein). Die Gelege müssen
im Kühlschrank gelagert werden und werden in halb-trockenem Zustand in die Form gelegt. Das Teil
wird im Ofen auf 80° C erhitzt, wobei das Harz sich verflüssigt und aushärtet. Dieses
Verfahren bringt ein geringeres Harz zu Faser-Verhältnis als jede andere Bauweise, das Laminat ist
stärker, weil die Harzeigenschaften besser als bei den kalt härtenden Harzen sind.
Das wiederum bedeutet, dass das Boot
leichter gerechnet werden kann, außerdem spart man erheblich Gewicht ein, weil weniger Harz
insgesamt benötigt wird. Als Kernmaterial dient PVC-Schaum oder NOMEX-Honigwaben. Auch Corecell P und Rohacell-Schaum vertragen 80-85°C
Backtemperatur.
Unidirektionale und biaxionale Gelege
werden bei meinen Designs ausschließlich eingesetzt, weil sie das beste
Gewicht-Stärke-Verhältnis garantieren.
click on thumbnail
for larger pictureFigure 5
Fig. 5 zeigt die Eigenschaften von Glas-
und Kohlefasergewebe. (Das Schaubild stammt von Devold AMT AS, www.amt.no). Das Schaubild zeigt wie
Steifigkeit und Zugfestigkeit von der Faserrichtung abhängen. Zum Beispiel ist eine
Unidirektionalfaser 4 x stärker, wenn die Zugkraft in Faserrichtung wirkt, verglichen mit einer
Zugrichtung von 45° zur Faser. Ich habe in den frühen 80ern ein Konzept entwickelt, das ich
integrated
structure ; genannt habe (Ref 5). Das war ein Weg, die strukturellen Elemente
des Bootes so zu mischen und verkleben, dass die Kräfte durch die Fasern von hochbeanspruchten
Bereichen abgeleitet und in die Rümpfe eingeleitet wurden, dass Stresskonzentrationen vermieden
wurden.
Computerberechnungen kalkulieren die
Kräfte an jedem Punkt der Struktur sowie die Richtung der Kraft. Die Fasern wurden dann abgestimmt
in Bezug auf Gewicht und Richtung, um die Kräfte aufzunehmen. Das ging soweit, bei
größeren Projekten, dass die Gelege speziell für das Design hergestellt angefertigt
wurden.
click on thumbnail for larger picture52 Hull Laminates FIG 6
Fig. 6 zeigt den Faserauflegeplan am
Beispiel eines 52 Fuß-Cruiser/ Racer-Rumpfes. Die Pfeile auf den verschiedenen Lagen, die
schattiert dargestellt werden, geben den optimalen Faserverlauf entlang den Lastbahnen an, wobei die
Fasergewichte so angepasst werden, dass die Gelegebahnen im Bereich der maximalen Kräfte diese auf
den ganzen Rumpf verteilen, soweit das eben möglich ist. Das vermindert Stresskonzentrationen und
stellt hohe Dauerfestigkeit des Bootes sicher.
Hauptursache für beginnende
Ermüdungserscheinungen in Faser-Harz-Systemen sind Mikrorisse (microcracking). Wenn Microrisse
auftreten beginnt die Harz-Faser-Matrix nach und nach zu versagen. Wir haben Materialtests mit
verschiedenen Epoxidharzsystemen durchgeführt, um festzustellen, ab welcher Belastungshöhe
Mikrorisse auftreten mit dem Ergebnis bis 2:1. Ein gutes Harzsystem erreicht einen Wert von
0,3%.
Einige Stellen am Boot müssen
besonders steif ausgelegt werden. Zum Beispiel müssen die Vorschiffe verstärkt werden um die
Seitenkräfte aufzunehmen, wenn das Boot die Welle herunterfällt und gleichzeitig das Vorstag
vollen Zug ausübt. Die Bewegung des Rumpfes muss soweit begrenzt werden, dass der Rumpf nicht zu
weit auslenkt, und um zu verhindern, dass das Vorstag lose wird. Das erreicht man mit 300 mm breiten
Kohlefaserbändern auf den breitesten Stellen der Rumpfseiten. Die Kohlefaserbänder laufen zu
den Bugen hin aus, sodass die Bänder auch Biegekräfte auf die Rümpfe aufnehmen. Die
maximale Biegung beträgt in diesem Fall 6 mm bei jedem Rumpf.
Um die optimale Bauweise festzulegen,
damit das gewünschte Gewicht auch erreicht wird, habe ich die Oberflächen aller Bestandteile
des Rumpfes ausgemessen, einschließlich dem Rumpfinneren, und hierzu das zusätzliche
Material, für die lokalen Verstärkungen addiert. Ich habe vier unterschiedliche Bauweisen auf
das Verhältnis Kosten versus Gewicht untersucht, jedesmal mit Epoxy Prepreg als Material. (Preise
sind in UK Pfund Sterling angegeben, die Gewichte im Racingtrimm mit 3 Crew).
Materialkosten (UK Pfund) Gewicht (kg)
Glas, alles in Schaum 36000 4200
Glas, Schaum, obere Seiten, Schotten und Decks in NOMEX 41000 4170
Glas, alles NOMEX 48500 4090
Kohlefaser, alles Schaum 46500 4070
Kohlefaser, alles NOMEX 58000 3920
Table 2
Rumpfform
über dem Wasser
Die Hauptursache für hohen Luftwiderstand
war, nachdem nun die Deckskanten ausgerundet waren, darin zu sehen, dass der größte Teil der
Windes, der auf die Seite traf, abfliesen musste, und zwar nicht über das Deck sondern entlang der
Rumpfseite zum Heck hin. Den größten Widerstandsanteil stellt die Windanströmung der
Rumpfseiten dar. Ich folgerte daraus, wenn es mir gelänge, eine Rumpfform zu entwerfen, bei der die
Luft eher über das Deck abströmen würde als entlang der Rumpfseiten, dann ließe
sich der Luftwiderstand deutlich verringern. Der Luftwiderstand kann auch verringert werden, wenn man
die Rumpfhöhe geringer wählt: Die neue Rumpfform ist in Fig. 2 über den Rumpfquerschnitt
der TEKTRON 50 gelegt.
click
on thumbnail for larger pictureFIGURE 7 LIGHTBULB HULL
Fig. 7 stellt dar, wie der Wind
über den neu entworfenen Glühbirnen-Rumpfquerschnitt strömt. Der seitlich wirkende
Windwiderstand sollte bei der neuen Form um 20% reduziert werden. Das vermindert auch den
Gesamtwiderstand und bringt als Ergebnis des neuen Designs 1,2° mehr Höhe am Wind bei gleicher
Geschwindigkeit nach Luv. Daraus ergeben sich 2,2% Gewinn bei der Vmg (velocity made
good).
Als nächstes überarbeitete ich
das Boot mit dem Ziel, soviel Fläche einzusparen wie nur möglich ohne zuviel an Innenraum
aufzugeben. Das bedeutete schlankere Rümpfe mit weniger Freibord und dazu jedes Teil aus dem Boot
zu entfernen, das rausgenommen werden konnte ohne die Struktur zu schwächen. Für diese
abgespeckte Version ergaben sich an Kosten und Gewicht:
| Materialkosten (UK Pfund) | Gewicht (kg) | |
| Alles in Carbon, alles NOMEX, Prepreg | 45200 | 3540 |
Table 3
Das Schaubild Fig. 8 beweist, dass der neue
Rumpf unsere Anforderungen unter Berücksichtigung des Gewichtes erfüllt, und dass er billiger
kommen würde als das Vorbild, das zudem in „schlechterer“ Technik gebaut ist,
nämlich Schaum, Glas und Kohlefaser in konventioneller Vakuum-Technik mit Epoxidharz. Die neue
Rumpfform spart signifikant Gewicht ein, weil nicht nur die reduzierte Rumpffläche Gewicht spart,
sondern auch die Schotten weniger Fläche haben. Das ergibt nochmals geringere Kosten und
Gewicht.
click on thumbnail for larger pictureFIGURE 8 GRAPH
Rigg
Das Rigg bildet ein Kohlefasermast mit kurzer
Profiltiefe mit zwei Salingen, die mittels Diamonds verspannt sind. Die Fock, auf 6° geschotet, ist
nicht selbstwendend, weil eine geringe Überlappung nötig ist um einen optimalen
Düseneffekt zu erreichen. Bei einem Boot mit solch geringen Schotwinkeln würde ein
Flügelmast mit großer Profiltiefe beim Drehen an der Profilvorderseite den Schlitz zwischen
Fock und Großsegel schließen.
Indem man das Mastprofil geringer
wählt und ihn hinter der Mittellinie dreht, hält man den Schlitz offen und gewinnt
zusätzliche Segelpower am Wind. Das Rigg ist sehr lang, weshalb ein Kohlefasermast die leichteste
Option darstellt, das Stampfen zu reduzieren. Das gesamte stehende Gut ist, mit Ausnahme der Diamonds
und des Vorstags, aus synthetischer Faser anstatt Edelstahl um Gewicht zu sparen. Die Diamonds sind aus
Edelstahl-Rod wegen der minimalen Dehnung und dem geringsten Luftwiderstand.
Das Vorstag ist an einem einzelnen
Bugspriet befestigt. Die Striker-Drähte ziehen leicht nach hinten um den Hebelarm an den
Rümpfen zu reduzieren, die die Vorstagslasten mit aufnehmen. Bei voller Vorstagspannung werden die
Rümpfe ganz leicht nach innen gezogen, um 4.000 kg Vorstagslast aufzunehmen, die man braucht, um
das Großsegelliek so dicht zu holen, dass das Vorstag nicht durchhängt.
Eine leichte Genua wird am Ende des
Bugspriets bis etwa 15 kn scheinbarem Wind gefahren. Die Struktur, die nötig ist um diesen
Bugspriet zu halten wiegt ungefähr soviel, wie der vorderste profilierte Beam, den ich vorher
verwendet hatte. Verzicht auf diesen Beam bringt verringerten Luftwiderstand, Verlagerung von Gewicht
nach hinten und weniger Widerstand, falls der Bug unterschneiden sollte.
Das Großsegel hat high aspekt
ratio und einen ausgestellten Segelkopf (square top). Dieser Schnitt hat sich als der
leistungsfähigste herausgestellt, vorausgesetzt, dass das Liek dicht geholt und die Power am
Segekopf genutzt werden kann. Der Großschotzug wird etwa 4.000 kg betragen um dieses
Großsegel in Schwung zu bringen. Die reine Kohlefaserstruktur muss die Steifigkeit und Stärke
bringen um diese gewaltigen Kräfte aufzunehmen. Backstagen bringen die Endspannung auf das Vorstag
und ziehen Durchhänger heraus, wenn sich die Rümpfe unter Last leicht nach innen biegen
sollten.
Unterwasser-Profile
Bei diesem Design sind zwei Schwerter
nötig, da das Boot mit nahezu aus dem Wasser gelifteten Luvschwimmer gesegelt werden soll. Man kann
bei Regatten auch nicht auf das eine Grad mehr an Höhe verzichten, das man bei nur einem Schwert
verlieren würde. Für den Fahrtensegler ist das natürlich belanglos. Die Schwerter sind
lang und asymmetrisch, wobei nur das Leeschwert immer verwendet wird.
Navigation
Ein nettes Feature sind die Deckshäuser
auf jeder Seite, die als Navigationsplätze dienen. Eine moderne Rennyacht ist nicht mehr denkbar
ohne Computer und fortgeschrittene Navigationsinstrumente, die die Bootsleistung anzeigen und jederzeit
Entscheidungen ermöglichen, die auf vom Computer bereitgestellten Polardiagrammen beruhen. Das
heißt, der Navigator muss geschützt arbeiten und jederzeit mit dem Steuermann kommunizieren
können. Bei diesem Design sind die Navigationsplätze gespiegelt angeordnet. Der Navigator
sitzt unter dem gleichen Dach wie der Steuermann, nur 1,20 m von diesem entfernt. In den
Deckshäusern beindet sich auch der dadurch geschützte Niedergang in die
Rümpfe.
Inneneinrichtung
Der Backbordrumpf dient hauptsächlich als
Schlafkammer mit drei Doppelkabinen in Komfortmaßen, WC und Dusche. Der Steuerbordrumpf hat einen
großen Salon achtern und mittschiffs die Kombüse. Im Vorderschiff befindet sich eine
Staukammer für Segel mit großer Decksluke. Hilfsantrieb ist in Form von zwei 15
PS-Außenbordern vorhanden, die an einziehbaren Schlitten an der Vorderseite des achteren Beams
gefahren werden. Bei Rennen wird auf einen Außenborder verzichtet.
Risse
Fig. 9 zeigt den Decksplan der DOGSTAR 50 und
eine aktuelle Vorderansicht aus 30° Blickwinkel. Die dem Wind dargebotene Fläche beträgt
22,87 qm. Der Widerstandskoeffizient beträgt 0,726, der des TEKTRON 50 dagegen
0,908.
click on thumbnail for larger pictureFIGURE 9
Zusammenfassung
Als Ergebnis der ganzen Verbesserungen ergibt
sich ein Entwurf, der deutlich schneller als die TEKTRON 50 segeln wird und die derzeitigen 40
Fuß-Renntrimarane in England schlagen sollte. Das Schiff bietet vernünftigen Innenraum und
kann zum Fahrtensegeln genauso gut wie bei Rennen eingesetzt werden.
click on thumbnail for larger pictureFIGURE 10
Fig. 10 zeigt das berechnete
Auftrieb-zu-Widerstandverhältnis der DOGSTAR 50 hart am Wind. Sie wird schneller und höher am
Wind segeln als die TEKTRON 50. Der Wendewinkel am Wind wird reduziert von 88° bei 12,5 kn auf
82° bei 13,2 kn, was eine Verbesserung der Vmg von 10% bedeutet. Bei Raumgängen wird es eine
Steigerung um 12% im Vergleich mit der TEKTRON geben.
Ich glaube, dass dies ein
ausgezeichnetes Beispiel für die Designidee „Form folgt der Funktion“ abgibt. Als
Funktion war gefordert, Luftwiderstand und Gewicht zu reduzieren, die Form entstand als Ergebnis des
Reduzierens, und dann entdeckten wir noch, dass es billiger wird,
das schnellere Boot in der neuesten Technik zu bauen.
Dreizehn Jahre sind seit dem Entwurf der
TEKTRON 50 vergangen, vieles hat sich verändert. Stärkere und dabei leichtere Materialien sind
verfügbar geworden. Bautechniken sind fortgeschritten und Segelrisse wurden entwickelt mit einem
besseren Verständnis der Vor- und Nachteile von Flügelmasten.
Das sind bedeutende Errungenschaften,
die neue Sichtweisen im Entwurf, hinzu gewonnene Erfahrung und technische Fortschritte beim Material
widerspiegeln. Ich bin gespannt, ob es in den nächsten dreizehn Jahren genauso rasant weitergehen
wird.
Quellen (Ref.)
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pictureDogstar 50 study plans
1. The Tektron 50. J. Shuttleworth Multihull International Feb, 1988
2.
Aero-Hydrodynamics of Sailing. C.A. Marchaj Adlard Coles Ltd. U.K. 1979.
3. Sailing Theory and Practice. C.A. Marchaj
Adlard Coles Ltd. U.K. 1964.
4. Reflections on the Design of Brittany Ferries
G.B. J. Shuttleworth. Multihull International, 169, Feb 1982. (33-36)
5. Multihull
Design Considerations for Seaworthiness. J. Shuttleworth. Multihulls Jan/Feb 1988. (35-4)