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Selbstbauer von neuen Booten und solche die es werden wollen.

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  #21  
Alt 20.01.2019, 12:27
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... sind jetzt also doch wieder andere Materialien im Gespräch?

Hier wurde viel auf dem Hebel rumgeritten. Ich greife jetzt mal Gilligan auf:

>In meinen Hohlkiel passen ca. 100L Wasser aber etwa 400Kg Eisen und Blei*.
Da der Kiel etwa 120-130L verdrängt, sind Eisen und/oder Blei der passendere Ballast.
* Eisenkugeln und Blei in kleinen Säcken.<

Ja, und wenn in seinem Hohlkiel nur 100kg Feststoff liegen, so liegen sie im Kiel ganz unten und haben einen erheblich längeren Hebel, zumindest solange das Boot nicht kieloben treibt.

Genauso könnte der von Martin aufgemalte Klappkiel ja ab Drehpunkt 1m lang, aber nur im unteren Drittel oder Viertel richtig schwer sein und oben aus GFK o.Ä.bestehen.

Im Festkiel liegt das Gewicht ja auch nicht obenauf sondern möglichst weit unten, im Falle der Bombe sogar ganz unten und außen.
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  #22  
Alt 20.01.2019, 13:42
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Erste Berechnungen mit einem prismatischen Rumpf scheinen mir zu zeigen, dass der Ballastkiel den Hebelarm verkürzt. Damit hatte ich nicht gerechnet, aber wenn man die Ortskurven des CoB betrachtet, ist es nicht mehr so erstaunlich.

Ich prüfe mal die Werte und stelle sie dann hier zur Diskussion.
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  #23  
Alt 20.01.2019, 17:30
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[alt: Bisher finde ich an meinem Rechenmodell, dass der wassergefüllte Boxkiel den Hebelarm so stark verkürzt, dass das aufrichtende Moment sogar trotz der größeren Masse kleiner ist, als beim gleichen Boot ohne Boxkiel.]

Nach Korrektur des Gewichtsschwerpunkts: der Hebelarm verkürzt sich, aber das aufrichtende Moment ist wegen der um 33% größeren Masse trotzdem größer als beim Boot ohne Boxkiel.

Nun bin ich ja gespannt, ob sich ein Fehler in meinem Modell ergibt, oder ob ein solcher Wasserballastkiel die anfängliche Querstabilität sogar verschlechtert.

Zum Modell: ich berechne ein geometrisches Prisma, das ist ein "Boots"-Körper, dessen Spantquerschnitt an jeder Stelle gleich ist. Der Trimm ist immer Null. Die Länge ist 6000 mm, die Breite 2000 mm, die Verdrängung des Bootes ohne Boxkiel 2500 kg, mit Boxkiel 3333 kg. Um die von Martin benutzten Relationen (600 kg Boot und 200 kg Ballast) aufzunehmen, ist die Masse des Boxkiels 833 kg, ein Drittel der Bootsmasse. Der Kiel ist so dimensioniert (h = 208,7 mm, b = 667 mm, l = 6000 mm), dass er einerseits ein Volumen von 833 dm³ hat, andererseits etwa ein Drittel der Bootsbreite einnimmt. Der Gewichtsschwerpunkt des Bootes ohne Kiel ist mit 900 mm gesetzt, der Schwerpunkt G des Bootes mit BK liegt bei 701 mm. Die Absenkung ergibt sich aus einer Momentenrechnung bei Berücksichtigung von Masse und Schwerpunktslage des Kiels.
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Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 22:06 Uhr) Grund: Edit Rechenfehler/Eingabewert (richtig: 701 statt 760)
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  #24  
Alt 20.01.2019, 18:07
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Wer das probieren möchte:
http://www.bootsphysik.de/bootxpvarbox.php

(Diese Rechenseite ist nur vorübergehend eingerichtet.)

Oben rechts ist der Button "Spantformen wählen/ändern", klicken, bei den Grafiken in der zweiten Reihe links ist das Boot ohne Boxkiel, gleich daneben das mit dem BK. Klicken auf die Grafik öffnet die Berechnung für das Profil.

Der Button "Hebelarmkurve" muss mehrfach geklickt werden, aber immer erst die Antwort des Servers abwarten. Das gleiche gilt für den Button "Ortskurven M B", der unten zu sehen ist. Es werden dann die Grafiken für die Ortskurven des Auftriebsschwerpunktes errechnet (die metazentrische Evolute spielt hier keine Rolle); außerdem die Hebelarmkurve: hier ist wichtig, dass das System den Maßstab für den GZ-Wert selbständig wählt, was in diesem Fall dazu führt, dass er für beide Rümpfe unterschiedlich ausfällt. Der GZ-Wert für den Boxkiel bleibt unter 240 mm und wird so dargestellt, dass 240 mm die obere Diagrammgrenze bildet. Das Boot ohne Kiel überschreitet aber ein GZ von 240 mm, deshalb wird der Maßstab so verkleinert, dass die obere Grenze bei 360 mm liegt.
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  #25  
Alt 20.01.2019, 18:23
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Jetzt die Hebelarmkurven.
Erst das Boot ohne Boxkiel: das Hebelarm-Maximum liegt bei 29° und beträgt 253 mm. Bei etwa 64° kentert das Boot.

Dann das Boot mit Boxkiel: hier liegt das GZ-Maximum bei 43° und das Boot kentert erst bei 80°, hat also einen erheblich größeren Stabilitätsumfang. Aber der maximale Hebelarm beträgt nur 204 mm. Hebelarm mal Verdrängung mal Erdbeschleunigung ergibt aufrichtendes Moment:
0,204 m * 3333kg * 9,81 m/s² = 6670 Nm

Für das Boot ohne Boxkiel:
0,253 m * 2500kg * 9,81 m/s² = 6205 Nm
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Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 21:42 Uhr) Grund: Folgefehler korrigiert
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  #26  
Alt 20.01.2019, 18:39
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Gibt es hier einen Denkfehler oder einen Rechenfehler? Ich freue mich über entsprechende Hinweise.

Edit: ja, Rechenfehler korrigiert

Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 21:37 Uhr) Grund: ursprüngliche Aussage wegen Rechenfehlers korrigiert
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  #27  
Alt 20.01.2019, 18:39
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... und wenn ich es recht verstehe ist ein mit Wasser gefüllter Boxkiel nicht vorhanden solange er unter Wasser ist?
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  #28  
Alt 20.01.2019, 19:04
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Jetzt habe ich den Boxkiel mit massivem Blei gefüllt und entsprechend der Bleidichte schmaler ausgeführt. Die Höhe des Boxkiels habe ich zu Vergleichszwecken bei 209 mm gelassen, damit der Schwerpunkt des Bleikiels mit dem des wassergefüllten Boxkiels übereinstimmt.

Die Ergebnisse zeigen sehr große Differenzen, wie zu erwarten, zugunsten des Bleiskiels.
Das Maximum des aufrichtenden Moments (35° Krängung) liegt bei
0,311 m * 3333kg * 9,81 m/s² = 10170 Nm.
Der Stabilitätsumfang geht bis 82°.
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Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 21:46 Uhr) Grund: Edit geringfügege Änderungen bei den Zahlen
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  #29  
Alt 20.01.2019, 19:07
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Zitat:
Zitat von baffe Beitrag anzeigen
... und wenn ich es recht verstehe ist ein mit Wasser gefüllter Boxkiel nicht vorhanden solange er unter Wasser ist?
Die Verhältnisse sind komplexer, wie die Rechnerei zeigt. Aber als Faustregel kann man das wohl so sagen.
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  #30  
Alt 20.01.2019, 19:09
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... und wenn 1/3 des Bleis als Bombe 50cm unter dem Rumpfboden hängt?

Martin will ja Gewicht sparen
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  #31  
Alt 20.01.2019, 19:24
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Zitat:
Zitat von baffe Beitrag anzeigen
[...]
Martin will ja Gewicht sparen
Ja, aber vermutlich will er auch keine zusätzlichen Hindernisse beim Slipen und Trailern.

Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 21:47 Uhr)
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  #32  
Alt 20.01.2019, 20:17
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Zitat:
Zitat von baffe Beitrag anzeigen
... und wenn 1/3 des Bleis als Bombe 50cm unter dem Rumpfboden hängt?
Ich habe es doch mal gerechnet.

Besser als der Wasserballastkiel, aber schlechter als der kurze Bleikiel.
Max GZ bei 33°
M = 0,298 m * 2778 kg * 9,81 m/s² = 8121 Nm

Man kann nicht sehen, wo das Blei sitzt, weil die Programmlogik eine eindeutige Zuordnung der Rumpfunterkante zur y-Koordinate verlangt. Bei einer Bombe unten an einem schlanken Kiel würden aber neben der Kielfinne drei Werte existieren: Bombe unten, Bombe oben und Rumpfhaut unten. Das Verdrängungsvolumen ist demgemäß etwas zu groß geraten, aber eine Kielfinne muss ja aus Festigkeitsgründen auch ein wenig Stärke aufweisen. Insofern dürfte der Fehler gering sein. Der Teilschwerpunkt Blei habe ich aber 500 mm unter dem Rumpf gelegt. Aber ein Drittel der Bleimasse bringt halt trotzdem nicht sehr viel.
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Geändert von Heimfried (20.01.2019 um 21:59 Uhr)
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  #33  
Alt 21.01.2019, 06:22
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Standard bitte KEIN solider Ballast!

Hi Leute,
jetzt bin ich ja echt gerührt, wie professionell ihr das angeht!
Ist das ne Freeware? Spart viel manuelles rechnen!!

Aber nochmals: Eine Stabilisierung über Masse war eben nicht meine Intention. Wasser isr als einziges Medium zwangsläufig verfügbar und einfach in großen Massen in geometrisch verzwickte Hohlräume einzubringen.

Die Höhe spielt bei Treilerbooten auch 'ne Rolle. Mehr als 30cm wollte ich eigentlich nicht unter dem Rumpfboden aufbauen. Muss zur Arbeit, heute Abend schau' ich mir die Berechnung mal genauer an...

lg Martin
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  #34  
Alt 21.01.2019, 07:41
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Captain
 
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Standard Tankreinigung

Moin Martin,

ich gebe zu, dass es sehr reizvoll ist, ein auf den ersten Blick sehr flexibles System umzusetzen. Unter dem Gesichtspunkt der erforderlichen "Tankreinigung" würde ich mich sofort und dauerhaft von dieser Variante verabschieden.

Falls Du Einblicke in die Arbeit der Tankreiniger brauchst, schau doch mal, ob Du eine Firma in Deiner Nähe findest.

Ich rate aufgrund meiner Erfahrungen mit der jährlichen Reinigung des Dampfkessels meines MARTIN, in den ich nur aufbereitetes Wasser fülle, von derartiger Praxis ab.

Grüße Dietrich
__________________
Feinblechner können machen aus feinen Blechen feine Sachen.
------------
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  #35  
Alt 21.01.2019, 07:49
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Moin,

vielleicht gar kein Kiel?
Rumpfform viereckig, wie die niederländischen Plattboden, da reichen Seitenschwerter. Wenn man da einen Wasserballast einbringt und es mit der Besegelung nicht übertreibt dann hat man, zumindest für wellenarme Binnengewässer eine geruhsam segelnde aber stabile Sache.
Grundfläche 6x2,5m abzüglich der Bugschräge wären rund 12m². Da lässt sich einiges unterbringen.
Keine komplizierte Trailer Konstruktion notwendig, leicht zu slippen, wenig Tiefgang, (wenn die SW oben sind) und einfach zu bauen, keine gebogenen Teile nötig.

Naja,....und sehr individuell, wahrscheinlich nicht elegant aber selten.

Schönen Montag
Willy
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  #36  
Alt 21.01.2019, 15:17
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Hallo

Ich weiss nicht ob es hilft, aber es gab da mal einen Motorsegler MacGregor 26, soll jetzt Tattoo heissen. Es handelt sich dabei um einen Trailerbaren Motorsegler mit Wasserbalst.
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  #37  
Alt 21.01.2019, 17:54
Giligan Giligan ist offline
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Der ist aber fast 8m lang und wiegt 2T.

Willy
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  #38  
Alt 21.01.2019, 18:52
baffe baffe ist offline
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...ausserdem ist mein Festkielboot zwar trailerbar aber beim Slippen hab ich doch meine Bedenken daß das Teil noch nicht aufschwimmt obwohl ich im Zugfahrzeug schon nasse Knie habe...
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  #39  
Alt 27.01.2019, 06:48
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bei.beckers bei.beckers ist offline
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Standard Das Schlusswort

Hi,

habt erst mal Dank für's Mitspielen, besonders die "Rechner" unter Euch!
Und ja: die Idee macht nur als flachbauende Lösung für den Trailer Sinn und alle anderen Medien wie Wasser sind schlicht nicht handhabbar.

Ich fasse nochmals zusammen:

Ein Wasserballast macht kleine Boote deutlich ruhiger und etwas stabiler. Aber eben nur etwas. Grund ist der sehr geringe Hebelarm, der verbietet, die Masse weiter unten zu platzieren, d.h. den Hebelarm zu verstärken. Wasser dient also primär der Vergrößerung des Tiefgangs und damit der Formstabilität, erst beim Auftauchen wirkt er wie ein Bleiballast über Masse. Dadurch sind die Möglichkeiten begrenzt.

Nun ja, auch eine doofe Erkenntnis ist eine

Danke, Euer Martin
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  #40  
Alt 31.01.2019, 00:45
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Duke70 Duke70 ist offline
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887 Danke in 338 Beiträgen
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Moin,

welcher Vorgang ist nochmal mit dem Bild oben rechts beschrieben....?


LG
Duke
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