optimale Rumpfform für E-Antrieb

[martin2day]

Hallo zusammen,

ich spiele schon länger mit dem Gedanken mir ein kleines Boot zu bauen.
Maschinen, handwerkliches Geschick und Platz ist vorhanden. Auch bin ich fit was die 3D Planung angeht. Erfahrung mit Booten habe ich im Modellbaubereich.

Ich habe aktuell die Idee im Kopf ein leichtes Boot aus Holz zu bauen was mit einem geräuscharmen E-Antrieb ins Gleiten kommen kann.
Als Antrieb habe ich mir den: ePropulsion Navy 6.0 EVO mit 6,0kW vorgestellt.

Sprich meine erste Aufgabe wäre eine Rumpfform zu entwerfen die mit sehr geringem Energieaufwand ins Gleiten kommt.
Aus des Modellbau weiß ich hier, dass ein gestufter Mono-Rumpf weniger Energie benötigt, als ein ungestufter Rumpf. Und je mehr V-Winkel ich habe, desto mehr Leistung wird benötigt...
Sprich ein gestufter Rumpf mit sehr flachem V sollte in die richtige Richtung gehen.

Wäre den ein gestufter flat bottom Rumpf denkbar?
Kann jemand zu diesem Thema eine Auskunft geben bzw. mit mir zusammen das Thema zunächst durchdenken?

Euch einen schönen Tag
Gruß Martin

[Dicke Lippe]

Oder mit Tragflächen, guck mal bei Faltbootbasteln rein.

[wannabe_wassernomade]

Und welche Rolle spielt es, ob die 6 kW = 8 PS elektrisch oder nach dem Otto-Prinzip generiert werden?

Die Frage ist doch wohl ganz einfach:
Wie können xyz kg Boot + Fahrer (und evtl. Mitfahrer?) + Antrieb + Energievorrat mit 8 PS an der Schraube ins Gleiten gebracht werden?

[volker1165]

Warum bauen, kauf ein 2,8m Schlauchboot

[Oliver74]

Hallo Martin

Zitat von martin2day

Und je mehr V-Winkel ich habe, desto mehr Leistung wird benötigt...
Sprich ein gestufter Rumpf mit sehr flachem V sollte in die richtige Richtung gehen.

Vom Leistungsbedarf her sehe ich das auch so.
Aber wo soll das Gleitboot denn fahren? Ich würde zumindest die Reviergegebenheiten beachten, denn bei einem sehr flachen V ist schon bei wenig Welle Schluss mit lustig (Gleiten)
Falls Du einen ruhigen Binnensee hast, auf dem Du elektrisch gleiten darfst, dann passt das mit dem flachen V.
Ob bei den doch relativ geringen Geschwindigkeiten ein Stufenrumpf wirklich viel bringt? Könnte sein, dass es das nur unnötig komplex macht

Viele Grüße,

Oliver

[Heimfried]

Moin Martin,

ich baue seit mehr als 6 Jahren ein solarelektrisches Boot und habe seitdem nebenbei, aber viele viele Stunden lang, fachlich Relevantes dazu gelesen. Selbstverständlich gehören Aufsätze zur Hydrodynamik von Booten dazu, der Punkt, den du hier ansprichst.

Aus meiner Sicht ist es unverändert (grob gesehen) so: entweder fährst du langsam in Verdrängergeschwindigkeit und kannst 6 oder 8 Stunden fahren, oder du gleitest für 15 oder 25 Minuten (jeweils mit dem dazu passenden Rumpf), dann sind die Batterien platt.

Es geht theoretisch anders, praktisch aber nur dann, wenn du sehr viel Geld dafür auszugeben hast.

Ich habe damit kein Problem, weil ich sowieso nur langsam fahren will. Und ich baue einen Katamaran, der hydrodynamisch günstig läuft. Der Halbrumpf hat ein Längen-Breiten-Verhältnis von 10:1.

Die Motorleistung ist nicht das Problem, das weißt du wahrscheinlich, aber die Akkus bringen hohe Kosten mit sich und viel Gewicht ins Boot.

[martin2day]

Moin moin,

danke euch für die vielen, schnellen Antworten. Damit habe ich nicht gerechnet

@Dicke Lippe: Die Idee mit den Tragflächen ist toll. Das wäre wohl das Optimum. Ob man so was im Eigenbau stabil hinbekommt?

@wannabe_wassernomade: Vollkommen richtig. Bezin oder Elektro könnte man aus der Frage streichen. Ich wollte damit eigentlich nur sagen, dass ich gerne Elektro einsetzen würde.

@volker1165: Ich möchte bauen, nicht kaufe

@Oliver74: Mir ist vollkommen klar, dass ich nicht alles in einem Boot bekommen kann. Und wenn dann sollte das Boot für kleine Tagesausflüge in ruhigen Gewässern eingesetzt werden. Da sollte das fehlende V kein Thema sein. Koplex ist es aber in der Tat, gerade wenn ich es mit Spanten bauen möchte. Soll bzw. muss ja sehr leicht werden.

@Heimfried: Vielen Dank dir für deine Antwort. Das hört sich sehr spannend an. Mir ist vollkommen klar, dass das Thema E-Antrieb seine Probleme hat. Das kennt man ja auch vom Auto Und das für die Gleitfahrt sehr viel mehr Energie aufzuwenden ist, dass wird man nicht wegdiskutieren können.
Ich hatte vor als Akku LiFePo4 Zellen zu verbauen. Diese habe ich recht erfolgreich auch im Haus verbaut. Die Kosten halten sich "noch" in Grenzen.
Was meinst du mit: Es geht theoretisch auch anders?

Gruß Martin

[Emotion]

Moin Martin,

es gibt mehrere Hersteller die erfolgreich Hydrofoilen

z.b.

https://www.electrive.net/2019/07/16/ueber-dem-wasser/

Vortei ist der deutlich geringere Energieaufwand wenn das Boot auf den Foils ist

[wannabe_wassernomade]

Zitat von martin2day

@Heimfried: ... Was meinst du mit: Es geht theoretisch auch anders?

Was @Heimfried meint weiß ich nicht...

Aber lese Dir doch mal den Thread da durch
https://www.boote-forum.de/showthread.php?t=282437

--> "wenn das Längen-Breiten-Verhältnis eines Bootsrumpfes größer als 8:1 ist, gibt es keine Rumpfgeschwindigkeit mehr."
(im 7. Beitrag)

+ https://www.touchwater-cat.de/praxis...an-segeln.html
"Ist ein Verdränger-Rumpf besonders schlank (wie bei praktisch allen Sportkatamaranen), kann er seine eigene Bugwelle "überwinden" und die theoretische Rumpfgeschwindigkeit überschreiten."

Also mal die Monohullwelt verlassen und einen Kat (mit schmalen Rümpfen!) durchrechnen?

[Heimfried]

Zitat von martin2day

[...]
Was meinst du mit: Es geht theoretisch auch anders?

Damit meine ich lediglich, dass man für zigtausende eine Batteriebank kaufen kann, die, in einen großen Rumpf für zigtausende gesetzt, dir erlaubt, für - was weiß ich - 2 oder sogar 3 Stunden zu gleiten, statt für 15 Minuten. (Wahrscheinlich sind wir da auch bereits in den hunderttausendern.)

Wenn man selbst baut, sucht man sich natürlich die bestmögliche Rumpfform aus, das ist auch sehr wichtig, bietet aber nur einen beschränkten Startvorsprung. Was danach kommt, ist der Kampf mit dem Gewicht bzw. der Verdrängung. Um die mögliche Fahrtdauer zu erhöhen, brauchst du mehr Batteriekapazität, die bringt mehr Gewicht ins Boot, der daraus resultierende höhere Tiefgang fordert schon eine höhere Antriebsleistung für die gleiche Geschwindigkeit. Also ein gewisser Teil (klein ist der nicht) der teuer erworbenen "Plus-Energie" verzehrt sich quasi selbst ohne eine längere Fahrtdauer zu ermöglichen.

(Lithiumbatterien verwende ich auch, aus Sicherheitsgründen LiFePO4.)

[ferenc]

Hi Martin.

Schaue dir doch so Rümpfe an, wie Wax sie seinerzeit gebaut hat.

Also zwei oder dreikieler, die kamen mit recht wenig Motorleistung gut ins Gleiten.

Auch unter Anglern sind solche Rümpfe heute sehr beliebt und auch wenn sie nicht auf Wellen reagieren, so sind es doch sichere Boote für viele Gelegenheiten.

Wenn es etwas mehr fürs Auge sein soll, dann wäre eine Crackerbox ein interessanter Ansatz. HAt auch keinen so tiefen Kiel und kommt so schneller in Fahrt.

[wannabe_wassernomade]

@martin2day

Magst Du uns verraten, welche Zuladung (eine Twiggy oder zwei Obelixe?) und für wieviele Vollgasminuten oder -Stunden LiFePO4 mit sollen?
Am besten als Gesamtgewicht inkl. Technik in kg!

[ferenc]

@martin2day, lass dich auf die Frage von wannabe_wassernomade ein und du hast eine Diskussion über E-mobilität am Hacken, in dem dir innerhalb kürzester Zeit einige erklären, was alles nicht geht.

Du wirst nicht von jetzt auf gleich fertig werden, so würde ich die Frage nach Details der Antriebstechnik erstmal hinten anstellen. In der Akkutechnik liegt so ein Innovationspotential, das es in 2 Jahren schon ganz anders aussehen kann, als wir heute erahnen.

Toyota hat jüngst eine Reichweite von 1200km und Ladezeit von 10 Min für 2027/28 in Aussicht gestellt, das wäre ein Quantensprung.

Viel SPaß bei deiner Idee.

[wannabe_wassernomade]

Zitat von ferenc

@martin2day, lass dich auf die Frage von wannabe_wassernomade ein und du hast eine Diskussion über E-mobilität am Hacken, in dem dir innerhalb kürzester Zeit einige erklären, was alles nicht geht.

...

Unsinn!

Die 6 kW sind ja gesetzt
+ ich finde LiFePO4 wiegt ... in der Regel knapp 10 kg pro kWh.

--> die Batterien für eine Stunde Hebel auf dem Tisch wiegen 60 kg

Alleine fahren oder mit einer (nicht übergewichtigen) Freundin macht auch schnell mal 60 kg Unterschied ... eine mittlere Wampe haben oder nicht haben entspricht auch ner halben Stunde kürzer oder llänger fahren ...

Wir brauchen aber das GESAMTGEWICHT!

Als "Massenware" mit über 100.000 gefertigten Exemplaren finde ich die Hobie Cat 16 mit
Zuladung: 240 kg / 529 lbs
(und Eigengewicht: 145 kg)

auf Kleinanzeigen:
Hobie 16 Cat - Rümpfe, ... und Trampolin 150 € VB
kompletten HOBIE CAT 16 Rahmenset / Holme / Beams 250 € VB

wenn die 240 kg Zuladung (ok, ohne Mast und Segel wohl 260 kg?) ausreichen, könnte sich der @martin2day also für 400 € die Bauteile für ein bewährtes "Fahrgestell" zusammenkaufen und sich auf den Antrieb (und den Aufbau = das Zusammenbasteln eines für seine nicht-Segel-Zwecke brauchbaren Brückendecks) fokussieren!

[ferenc]

Zitat von wannabe_wassernomade

Unsinn!

Die 6 kW sind ja gesetzt
+ ich finde LiFePO4 wiegt ... in der Regel knapp 10 kg pro kWh.

--> die Batterien für eine Stunde Hebel auf dem Tisch wiegen 60 kg

Alleine fahren oder mit einer (nicht übergewichtigen) Freundin macht auch schnell mal 60 kg Unterschied ... eine mittlere Wampe haben oder nicht haben entspricht auch ner halben Stunde kürzer oder llänger fahren ...

Wir brauchen aber das GESAMTGEWICHT!

Als "Massenware" mit über 100.000 gefertigten Exemplaren finde ich die Hobie Cat 16 mit
Zuladung: 240 kg / 529 lbs
(und Eigengewicht: 145 kg)

auf Kleinanzeigen:
Hobie 16 Cat - Rümpfe, ... und Trampolin 150 € VB
kompletten HOBIE CAT 16 Rahmenset / Holme / Beams 250 € VB

wenn die 240 kg Zuladung (ok, ohne Mast und Segel wohl 260 kg?) ausreichen, könnte sich der @martin2day also für 400 € die Bauteile für ein bewährtes "Fahrgestell" zusammenkaufen und sich auf den Antrieb (und den Aufbau = das Zusammenbasteln eines für seine nicht-Segel-Zwecke brauchbaren Brückendecks) fokussieren!

sag ich doch

Bisher hat er nur gefragt, welche Rumpfform sich anbieten würde. Von einem finanziellen Rahmen war bisher nicht die Rede.

CATL hat eine condensed Battery für 2023 mit 500 Wh/kg angekündigt, eine Natrium Zelle mit 160 Wh/kg die zeitnah auch auf 200 Wh/kg kommen soll und selbst mit LFP Akkus sind, so meine ich, heute 140Wh/kg möglich.

Ich sag ja, warten lohnt sich in der Sache und wenn er selber bauen möchte, dann wird es eh etwas dauern. Viele bauen mehrere Jahre, so sie überhaupt fertig werden.

[zooom]

Nun ja, leicht ist relativ, der e-propulsion navy 6 wiegt 28kg, der LiFePo4 Akku mit ca. 15kWh Kapazität ca. 90kg (ich habe Beides). da wird es schon schwierig mit dem Gleiten werden.

[wannabe_wassernomade]

Zitat von zooom

..., der e-propulsion navy 6 wiegt 28kg, der LiFePo4 Akku mit ca. 15kWh Kapazität ca. 90kg (ich habe Beides). da wird es schon schwierig mit dem Gleiten werden.

Deshalb: WARUM "gleiten"?

Ist nicht ein Kat die sinnvollere Rumpfform, um ein leichtes Boot mittels WENIGER kW durch's Wasser zu schieben?

[martin2day]

Guten Abend,

erneut vielen Dank für die vielen Tipps. Das muss ich erst einmal sortieren
Zunächst die einfachen Sachen. Zuladung wären 2 Personen zusammen 140kg. Ich hätte mir als "erstes" Ziel gesetzt inkl. Personen auf 400kg zu kommen. Ob das realistsich ist wird sich zeigen. Länge hätte ich erst einmal um die 4m angenommen.
So ist auch der Wunsch mit dem Gleiten entstanden... 4m sind maximal 9km/h als Verdränger...

Jetzt habe ich aber schon gelernt, dass ich als CAT, also Längen-Breitenverhältnis größer als 8:1 diesen Wert ohne Gleiten überschreiten kann.

Zumindest hatte ich den CAT mal so gar nicht auf dem Schirm... das werde ich mir mal genauer ansehen. Ich habe ja wie gesagt 3 Modellboote als CAT hier...
Der Hobie 16 sieht interessant aus. Was ich hier noch nicht so ganz verstehe... die Form der Schwimmer ist extrem rund. Sprich der wird nicht gleiten... gut er ist lang und schmal und wird somit schneller als Rumpfgeschwindigkeit werden können. Aber wäre es denoch nicht sinvoller das ganze eher eckig und mit Abrisskante am Heck aufzubauen?

So könnte ich sozusagen zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen.
Mit ganz wenig Leistung langsam fahren... mit gemäßigter Leistung schneller als Rumpfgeschwindigkeit verdrängen und eventuell auch mal mit maximaler Leistung Gleiten....

Gruß Martin

[ferenc]

Zitat von zooom

Nun ja, leicht ist relativ, der e-propulsion navy 6 wiegt 28kg, der LiFePo4 Akku mit ca. 15kWh Kapazität ca. 90kg (ich habe Beides). da wird es schon schwierig mit dem Gleiten werden.

Wenn man sich die Daten für das Aluboot anschaut, geht das schon, allerdings ist das Boot in dem Video wohl länger als 12 Füße https://www.greenboatsolutions.de/sh...on-navy-60-evo

[martin2day]

Was mir gerade noch durch den Kopf geht... 400kg für alles wären 400Liter Wasser die verdrängt werden müssten... sprich 400.000cm3...
Wenn ich bei einem Cat mal davon ausgehe, dass ich die Kuven 4m lang machen und 40cm breit... dann entsprechen diese 400.000cm3
-->25 cm Tiefgang... da ich aber zwei Kuven habe 12,5cm Teifgang...
Das hört sich zunächst mal "vernünftig" an.

Gruß Martin

[ferenc]

Zitat von martin2day

Was mir gerade noch durch den Kopf geht... 400kg für alles wären 400Liter Wasser die verdrängt werden müssten... sprich 400.000cm3...
Wenn ich bei einem Cat mal davon ausgehe, dass ich die Kuven 4m lang machen und 40cm breit... dann entsprechen diese 400.000cm3
-->25 cm Tiefgang... da ich aber zwei Kuven habe 12,5cm Teifgang...
Das hört sich zunächst mal "vernünftig" an.

Gruß Martin

Schau dir diesen Beitrag an, diese Boote gehen mit geringer Motorisierung wirklich flott. Das Boot in dem Strang war meins und fuhr mit 2 Personen und 15 PS locker 40 km/h.

https://www.anglerboard.de/threads/h...stellt.316316/

[Dicke Lippe]

Ok, Hydrofils funktionieren auch im Selbstbau, sind aber sonst eher lästige Anhängsel, selbst wenn sie klappbar ausgeführt werden.

Zitat von martin2day

...
Der Hobie 16 sieht interessant aus. Was ich hier noch nicht so ganz verstehe... die Form der Schwimmer ist extrem rund. Sprich der wird nicht gleiten... gut er ist lang und schmal und wird somit schneller als Rumpfgeschwindigkeit werden können. Aber wäre es denoch nicht sinvoller das ganze eher eckig und mit Abrisskante am Heck aufzubauen?

So könnte ich sozusagen zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen.
Mit ganz wenig Leistung langsam fahren... mit gemäßigter Leistung schneller als Rumpfgeschwindigkeit verdrängen und eventuell auch mal mit maximaler Leistung Gleiten....

Gruß Martin

Na ja, da hast du nicht ganz unrecht, vergleich mal Konzept, Rumpfform, Leistungsbedarf und Geschwindigkeit bei diesem Boot ...
(Ja, biilig sind´s nicht, aber gebraucht auch nicht billiger, da kaum zu bekommen.)

https://www.grabner.com/shop/produkte/schlauchboote/motorboote/speed

Jedenfalls liesse sich diese Rumpfform auch starr konstruieren, und schon bist du wieder im Selbstbau.

[wannabe_wassernomade]

Zitat von martin2day

... Aber wäre es denoch nicht sinvoller das ganze eher eckig und mit Abrisskante am Heck aufzubauen?

So könnte ich ... eventuell auch mal mit maximaler Leistung Gleiten....

Du solltest nur VORHER wissen, wieviel Leistung Du dafür brauchst ;)

"Normale" Motorbootfahrer nehmen, wenn das Boot nicht richtig ins Gleiten kommt, dann einfach einen stärkeren Motor... und wenn damit die Reichweite nicht mehr genügt, einen größeren Tank oder einen Kanister mit...
Bei Dir sind die 6 kW = 8 PS hingegen fix?!

Und als SEGELkatamaran sind die Rümpfe evtl. so konstruiert, dass die Leistung stufenlos variiert werden kann - nach Petrus Laune - und das Boot IMMER gut läuft!

[haru]

Hallo,

schau Dir mal als Ideengrundlage den Trika 540 von http://www.metzboats.de/htm/designs/...0/trika540.htm oder den W17 an. Bei einer möglichst geringe Gesamtlänge kann man auf einem breiten Dollbord oder einem Netz sitzen und den Mittelteil schmal halten (bei 4m kommen bei 8:1 maxmial 50cm raus).

[Dicke Lippe]

Grabner hat auch Katamarane, auch dies laufen mit 5Ps rund 25 Km/h. (als Anhalt, Maße/Gewicht/Form)