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Dogstar 50

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


Tektron50 Sail plan thumbnail.jpg Tektron50 accommodation thumbnail.jpgclick on thumbnail for larger picture

Tektron 50 accommodation and sail plan

Tektron 50 photographs


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)


Spectrum 42 hull thumbnail.jpg click on thumbnail for larger picture

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

Tektron 50 Photo thumbnailclick on thumbnail for larger picture
Tektron 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)

Fig 2
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Figure 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.

 

Fig 3
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Figure 3

Fig 4 thumbnailclick on thumbnail for larger picture

Figure 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.

 

Hydrostatics
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Hydrostatics

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.

 

 

Fig 5 thumbnailclick on thumbnail for larger picture

Figure 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.

 

52 HULL LAMINATES
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52 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.

FIGURE 7 thumbnailclick on thumbnail for larger picture

FIGURE 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.

FIGURE 8
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FIGURE 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.

Figure 9
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FIGURE 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.

Figure 10
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FIGURE 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.)

 

Dogstar50-sail-plan-thumb.jpg thumbnail Dogstar50-deckplan thumbnail Dogstar50-accom&sects thumbnailclick on thumbnail for larger picture

Dogstar 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)