Kolibri_660_002 - ANWB Watersport

anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
Wie is er niet benieuwd naar wat
hij uit zijn eigen zeiljacht kan
halen? En of zijn boot 'op papier'
langzamer of sneller is dan andere
Het vergelijken
in de jachthaven? Om tot een
goede vergelijking te komen is
geen eenvoudige opgave. Ee
van zeilprestaties
proefvaart lijkt de aangewezen
manier, ware het niet dat onder
1
en de vaardigheid van de
werkelijkheid. Vooral het opgegeven gewicht
ligt doorgaans lager dan het werkelijke. Uit de
proefvaarten van jachten uit de Waterkampioen kunnen in ieder geval een aantal werkelijk
gemeten waarden worden gehaald.
bemanning een grote rol spelen.
Verhoudingen
-'s*»
andere de weersomstandigheden
Maar er bestaan ook andere
methoden. Zo kan aan de hand
van een aantal vaste gegevens en
formules een redelijk inzicht
worden gekregen in de zeilprestaties. Wellicht wat meer theoretisch
dan een lekkere vaartocht, maar
De gegevens uit de folders van jachten zijn vaak te
onnauwkeurig om mee te rekenen. ANWB-experts
verrichten daarom zelf metingen aan jachten. Om
de waterlijnlengte te bepalen wordt het jacht recht
langs een steiger gelegd. Met een speciaal
daarvoor ontwikkelde 'meetlat' worden vervolgens
de positie van het voorste en achterste punt van
de waterlijn op de steiger afgetekend. Om
meetfouten te voorkomen wordt dit drie keer
herhaald. (Foto: Leo Schefferl.
daarom niet minder interessant.
De experts die de boottesten voor de Waterkampioen maken, sukkelen al heel lang met
het probleem: hoe vergelijk ik de prestaties
van zeiljachten. Een vaartochtjé van een dag
geeft bepaald geen indruk van de werkelijke
zeileigenschappen. Daarom heet de tweewekelijkse 'test' ook proefvaart, want echte
boottesten zijn het natuurlijk niet. De behoefte aan eenvoudige methoden om de zeileigenschappen van kajuitjachten uit te drukken is
echter groot, bij ons althans. Maar er zijn ongetwijfeld kajuitbootzeilers met . eenzelfde
nieuwsgierigheid.
Op papier
Je kunt jachten heel goed op papier vergelijken. Daarvoor heb je een aantal objectieve parameters nodig, zoals lengte en breedte op de
waterlijn, gewicht onder zeil en maximale zeiloppervlakte aan de wind zodanig in relatie tot
elkaar te brengen, dat zij een beeld geven van
de verschillen en overeenkomsten in zeileigenschappen van die schepen.
Bij het ontwerpen van een schip, dat volgens
het wensenlijstje van de opdrachtgever (werf
8
I WK 16
of particulier) over bepaalde vaareigenschappen moet bezitten, gebruikt een jachtarchitect een aantal ervaringsgegevens. Op basis
van die gegevens - en natuurlijk zijn gevoel
voor mooie lijnen - ontstaan dan vanzelf de
diverse afmetingen, de waterverplaatsing enzovoorts van het jacht. Een jacht krijgt daarmee een bepaald 'karakter'.
Bij de aanschaf van een (nieuw) zeiljacht of
als je je eigen schip wilt vergelijken met andere kun je de omgekeerde weg bewandelen.
Namelijk door op basis van de voornaamste
afmetingen een aantal belangrijke verhoudingen te berekenen. Binnen enge grenzen ontstaat dan een beeld van het karakter van het
schip. Daarmee kun je vaststellen of het jacht
als zwaar of licht, slank of breed, wreed of
rank, over- of ondertuigd en snel of langzaam
beschouwd kan worden. Dit ten opzichte van
een bepaalde of in relatie tot vergelijkbare
schepen.
Het spreekt vanzelf dat hoe nauwkeuriger je
gegevens zijn, hoe beter het beeld is dat je
van een schip krijgt. Veel gegevens op folders
willen echter nog wel eens afwijken van de
De voornaamste maten die steeds terugkeren, zijn de lengte (LWL) en de breedte (BWL)
op de waterlijn, de waterverplaatsing (D, van
deplacement) en het maximale zeiloppervlak
aan de wind (SA, sail area). Die waarden kun
je op elkaar delen, waar dan verhoudingen uit
tevoorschijn komen. Zogenoemde dimensieloze getallen.
Een voorbeeld is de klasssieke, reeds in de vorige eeuw onder scheepsbouwers populaire
verhouding: de wortel uit het zeiloppervlak
gedeeld door de lengte op de waterlijn = 1.
Of anders gezegd: de wortel uit het zeiloppervlak is gelijk aan de waterlijn. In formule:
VSA/LWL = 1. De noemer wordt uitgedrukt
in meters en door wortel te trekken uit de zeiloppervlakte (uitgedrukt in vierkante meters)
in de teller is de uitkomst een onbenoemd
getal.
Deze verhouding is een maat om te bepalen of
een jacht relatief veel of weinig doek'draagt
ten opzichte van zijn waterlijn. De gebruikelijke waarden liggen vandaag de dag tussen de
0,9 en 1,0. Straks komen we hier uitgebreid
op terug. Laten we nu eerst eens bekijken wat
we onder een snel en een langzaam jacht
verstaan.
Wat is snel?
De meeste zeilers kennen de uitdrukking:
'lengte loopt'. Daarmee wordt bedoeld dat
hoe langer de LWL van een schip is, des te
harder hij kan varen. De romp van ieder schip
heeft ook een maximumsnelheid: de rompsnelheid (Vr). De relatie tussen rompsnelheid
en LWL ligt vast in de formule: Vr = 2,43
N/LWL. Waarbij Vr in knopen wordt uitgedrukt
en LWL in meters. Overigens moet hierbij
worden aangetekend, dat deze formule alleen
geldt voor verplaatsingschepen. Dat zijn jachten waarbij de romp door het water voortgestuwd moet worden. Voor planerende en
1990
2
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
semi-planerende jachten, gaat de formule niet
op. Maar die laten we in dit artikel buiten beschouwing.
Naast een maximumsnelheid zal de boot ook
een bepaalde snelheid hebben op het moment
datje een meting doet; bij voorbeeld het vaststellen van de vaart. Dit noemt men de bootsnelheid (Vb). De verhouding tussen de Vr en.
' Vb heet de relatieve vaart. Dat is een maat
voor de weerstand die de romp in het water
ondervindt. Een weerstand die sterk (meer
dan kwadratisch) toeneemt, wanneer de
bootsnelheid (Vb) de rompsnelheid (Vr) nadert. Op het moment dat Vb gelijk is aan Vr is
de relatieve vaart, in het Engels 'speedlength-ratio' (snelheid-lengteverhouding) genoemd, gelijk aan 2,43.
Planerende schepen halen een relatieve vaart
die hier boven ligt. Maar zoals gezegd, daar
zouden we het niet over hebben. Een geballast kajuitzeiljacht komt nooit in plané. Een relatieve vaart van 2,9 is wel het maximaal
haalbare, extreme ontwerpen, uitzonderlijke
weersomstandigheden en het surfen vanaf
golven buiten beschouwing gelaten.
Hoog aan de wind is de relatieve vaart onder
ideale omstandigheden hooguit 2,18, als regel 1,95 a 2,05. We moeten daarbij wel bedenken dat door de overhang(en) de zogeheten effectieve LWL onder zeil groter kan zijn
dan de ontwerp-LWL of de LWL van het schip
als het rechtop in de haven ligt.
Ontwerpers drukken de relatieve vaart graag
uit in een percentage van de maximaal haalbare relatieve vaart (2,43). In plaats van een
relatieve vaart van 2,05 kun je ook spreken
van een bootsnelheid (Vb) gelijk aan 85 %
van Vr. Omdat wij dat duidelijker vinden, zullen we deze manier van uitdrukken hanteren.
Met een 'snel' of 'langzaam' jacht geven we
dan aan of het weinig of juist veel wind nodig
heeft om een bepaalde relatieve vaart te bereiken. Of het bij een gemiddelde windsterkte
bij voorbeeld in staat is om op een aan-dewindse koers een relatieve vaart van 85 % te
realiseren. Snel betekent ook dat bij het invallen van een windvlaag het jacht snel accellereert of aanzet. Bij een langzaam schip duurt
dit toenemen van de Vb wat langer.
Slank of breed?
Laten we onze aandacht nu eens richten op
een
eenvoudige
verhouding,
namelijk
LWL/BWL, de lengte op de waterlijn gedeeld
door de breedte op de waterlijn. Ruwweg bedraagt deze 10 voor een Rijnaak, 6 voor zeeschepen en 3 voor zeiljachten. Nauwkeuriger
beschouwd ligt deze voor het gemiddelde
zeiljacht tussen de 2,8 en 3,2. Een boot met
een LWL/BWL-verhouding kleiner dan 2,8
noemen we breed, is hij groter dan 3,2 dan is
het een slank schip.
Door een hogere golf- of vormweerstand, veroorzaakt door zijn rompvorm, zeilt een breed
jacht minder hoog aan de wind dan z'n slanke
broer met eenzelfde LWL. Maar hij kan bij voldoende wind op ruime koersen wel sneller
zijn, al was het maar omdat er wegens zijn
breedte minder snel gereefd hoeft te worden.
Een slank schip heeft, bij een vergelijkbare
kielvorm, een grotere koersvastheid en beweegt zich soepeler in zeegang, maar is daar-
bij ook natter. Een breed schip kan doorgaans
met minder ballast volstaan: hij is vormstabiel. Anders gezegd, een relatief kleine
LWL/BWL duidt op de aanwezigheid van
vormstabiliteit. Dat is weliswaar ook van andere factoren afhankelijk. Met name een
scherpe kim draagt bij aan de vormstabiliteit.
Wreed of rank?
Comfort tijdens het zeilen betekent onder
meer dat het jacht voldoende stabiel moet
zijn. Dat wil zeggen, dat het niet bij het geringste briesje 'op een oor' gaat liggen. Of een
schip daartoe is geneigd, kun je bepalen door
het zeiloppervlak te relateren aan de BWL. De
verhouding VSA/BWL zegt hier iets over.
Ranke schepen, schepen met een kleine aanvangsstabilieit, hebben een VSA/BWL groter
dan 3 en moeten daarom sneller reven dan
een wreed schip met een grote aanvangsstabiliteit.
Een te wreed schip reageert vrij abrupt in sterke windvlagen en dat wordt in de praktijk ook
weer als onaangenaam ervaren. De meeste
toerzeilers zullen de voorkeur geven aan
waarden tussen de 2,4 en 3,0 als uitkomst
van de formule VSA/BWL.
Zwaar of licht?
Het gewicht per meter waterlijn helpt ons om
te bepalen of een schip licht dan wel zwaar is.
Die verhouding is de uitkomst van de waterverplaatsing (D) gedeeld door de lengte op de
waterlijn (LWL), of D/LWL.
Over het algemeen wordt de AngloAmerikaanse berekeningswijze gehanteerd
D/(0,0328 LWL)3, waarin D in kubieke meters
(m3) en LWL in m. Het getal 0,0328 komt
door de omrekening van het Engelse naar het
Europese (metrische) stelsel. Hoe groter de
uitkomst, hoe zwaarder het schip ten opzichte van z'n waterlijn.
Aan de uitkomst moet echter een norm worden verbonden anders zegt die nog niets.
Wellicht aardig om te weten is dat de gemiddelde D/LWL-verhouding van de kajuitzeiljachten die in de afgelopen drie jaar door de
ANWB zijn 'getest' uitkomt op 216.
Inzicht in de relatie tussen gewicht en lengte,
geeft nog geen antwoord op de vraag welk
type boot nou zeewaardiger is: een relatief
zware of juist een lichtgewicht. De praktijk
heeft geleerd, dat in het algemeen een zware,
smalle boot zich in golven soepeler, en daardoor voor de bemanning aangenamer, gedraagt dan een licht en breed schip. De rol- of
slingerbewegingen van de eerste zijn prettiger
dan die van de tweede. Een goed getrainde en
**-
"^
~"
IChorpe Of tante k i m (
4
' *
'if. /
gemotiveerde bemanning op een zeer licht.,'
wedstrijdjacht neemt dit mindere vaarcomfort voor lief, maar voor een gezin met kinderen op een lange oversteek betekent het afzien. Die hebben meer baat bij een degelijke
D/LWL-verhouding van roria de 300. Alhoewel een dergelijk schip misschien wat eerder
buiswater overneemt en ook wat minder snel
zal varen.
Snel of langzaam?
Een ander belangrijke, en voor de hand liggende, verhouding drukt de zeiloppervlakte uit in
de waterverplaatsing. Hij luidt als volgt:
VSA/v'D. Dat levert een maat op voor de hoeveelheid zeiloppervlak per ton scheepsgewicht of per m 3 waterverplaatsing.
Nogmaals, de worteltekens komen er alleen
bij om in de uitkomst een onbenoemd getal te
krijgen. Het belang van deze verhouding, die
ook wel 'zeilcoëfficiënt' wordt genoemd, is
dat hij iets zegt het snelheidspotentieel van de
boot. Het is met andere woorden een maat
voor het snelheids- en acceleratievermogen
van een jacht.
Veel zeil per ton gewicht maakt een jacht snel
bij weinig wind, maar er zal ook eerder gereefd moeten worden. Een kleine uitkomst
duidt op een langzaam schip dat in een vlaag
matig zal aanzetten en veel wind nodig heeft
om tot een normale relatieve vaart te komen.
Bij het overgrote deel van de kajuitzeiljachten
blijkt de zeilcoëfficiënt tussen de 4,2 en 5,0 te
liggen. Het gemiddelde van de door' de ANWB
'geteste' jachten bedraagt 4,7 met als uitschieters 3,8 (de Gebra 35) en 5,5 (de X
119). De waarde 3,8 duidt - en niet meer
dan dat - op een langzaam en die van 5,5 op
een relatief zeer snel jacht. Je kunt je afvragen
waar dat laatste jacht z'n snelheidspotentieel
aan dankt: veel doek of weinig gewicht?
Zeilprestatie-matrix
Het antwoord op die vraag kan worden gevonden door gebruik te maken van een diagram in matrixvorm, waarin de invloed van de
parameters: LWL, SA en D in drie verhoudingen wordt gepresenteerd. Dit diagram noemen we een zeilprestatie-matrix. Figuur 2
geeft er een voorbeeld van.
Hoe maken we zo'n matrix? In het begin hebben we gesteld dat we vrij zijn bij de keuze
van de verhoudingen, zolang de uitkomst
maar een onbenoemd getal oplevert. Van deze vrijheid maken we gebruik door een omgekeerde waarde voor de D/LWL-verhouding te
introduceren, namelijk LWL/\/D. De uitkomst
is natuurlijk nog steeds representatief voor de
* - «-* %~ * '^
vnto)Mffi
,
~~ -
'
^
-
i
. grotere vormstabiliteit
dan het klassieke schip
WK 16
3
1990
I
9
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters
Aan de hand van de matrix durven we best
een conclusie te trekken over de leefbaarheid
aan boord, soms wel zeecorhfort genoemd.
Kijk maar eens naar het linker gedeelte van de
matrix waar enkele voorbeelden van (zeer)
zware boten te vinden zijn. Zo heeft de Wanderer III met een LWL~van "circa negen meter
in de jaren vijftig met een tweekoppige bemanning een aantal zeer succesvolle wereldomzeilingen volbracht. De Jonathan kennen
we uit de verhalen van Mark en Jolanthe in de
Waterkampioen. De Jantine is het nieuwste
schip van Dick Koopmans, waarmee hij eerst
tweemaal een transatlantische oversteek
heeft gemaakt en thans bezig is aan een
'rondje Zuidamerika'. De conclusie dringt zich
op dat kennelijk voor veilige en relatief aangename oversteken, jachten een D/LWL van
minstens 300 moeten bezitten. Marchaj komt
op basis van zijn onderzoeken tot eenzelfde
conclusie. Om een indruk te geven van een
gemiddelde hebben we punt A in de matrix
gezet. Dat is het gemiddelde van 27 door de
ANWB in het verleden 'geteste' jachten.
Wat hebben we nu ontdekt? Op de eerste
plaats dat verhoudingen van parameters onderling een aardige indruk geven van bepaalde 'karaktertrekjes' van een zeiljacht.
Op de tweede plaats dat drie belangrijke verhoudingen, te weten VSA/LWL, LWL/^D en
V S A / N ^ D , uitgedrukt in een zeilprestatiematrix, een onderlinge vergelijking van kajuitzeiljachten mogelijk maakt.
Ook is komen vast te staan dat - volgens de
huidige opvattingen - comfort, veiligheid en
handelbaarheid maar te verkrijgen zijn ten
koste van snelheid.
:-
3-4 Beaufort, zijnde 5 a 6 m/s) met eenzelfde
relatieve vaart kan zeilen als de Friendship 22.
Op grond van zijn langere LWL, waardoor een
hogere Vr, kan 'hij in absolute zin natuurlijk
sneller zeilen.
De matrix komt echter het beste tot z'n recht
bij een vergelijking van jachten met ongeveer
een gelijke LWL. Neem bij voorbeeld de
X-119 en de Banner 41 Sport. Beide hebben,
gezien de nagenoeg gelijke SA/D-verhouding,
hetzelfde snelheidspotentieel. De X-119
dankt die in de eerste plaats aan z'n lichte gewicht en niet zozeer aan een groot zeiloppervlak. De Banner kan net zo snel varen, omdat
deze een iets groter zeiloppervlak ten opzichte van de LWL bezit ter compensatie voor zijn
grótere gewicht.
Een dergelijke vergelijking gaat ook op voor de
Dehler 36, de Dynamic 37 en de J-35, die alle
drie een nagenoeg gelijke LWL hebben. De
Dehler dankt z'n 'hoge' plaats in de matrix
aan een groot zeiloppervlak bij windkracht
3-4 Beaufort. Bij meer wind zal de J-35 de andere twee voor kunnen blijven.
Deze voorbeelden geven aan hoe je de matrix
moet hanteren om, binnen bepaalde grenzen,
de oorzaken te vinden van het snelheidspotentieel van de kajuitzeiljachten. Binnen bepaalde grenzen, omdat een en ander natuurlijk
van nog meer factoren afhangt, zoals het type tuig, de rompvorm en de bekwaamheid
van de bemanning.
waterverplaatsing per meter waterlijn, doch
omgekeerd. Kleine getallen duiden nu zware
schepen aan en grote getallen lichte schepen.
De gevonden waarden zijn uitgezet op de horizontale as van figuur 2, met daaronder de
overeenkomstige waarden van de eerder
besproken D/LWL-verhouding. De verticale
as geeft de waarden aan van de eerst besproken verhouding VSA/LWL.
Uitgaande van het gegeven dat %/SA/LWL x
LWL/v'D = VSA/^D, kunnen we bij iedere
gekozen waarde van de zeilcoëfficiënt een bijbehorende lijn in de matrix tekenen. Daarmee
is de derde verhouding ook 'zichtbaar' gemaakt en is de matrix klaar voor gebruik.
Aan de hand van een Pion zullen we de proef
op de som nemen. Uit de hoofdgegevens
blijkt, dat LWL/^D gelijk is aan 4,68. Voor
VSA/LWL vinden we 0,97. Het snijpunt van
een denkbeeldige horizontale lijn vanuit punt
0,97 op de verticale as en van een verticale
lijn uit 4,68 op de horizontale as, geeft de positie van de Pion in onze matrix aan. Op deze
wijze kunnen we verschillende jachten in dezelfde matrix bij elkaar brengen. Zelfs extreem verschillende - zoals de bekende Flyer
van Connie van Rietschoten, de Kolibri 620,
een Loper en een America's Cupper.
De zware jachten komen in het linker en.de
lichte in het rechter gedeelte van de matrix terecht. Boten met veel zeil in de bovenste en
die met weinig zeil in de onderste helft van de
matrix. De snelle jachten bevinden zich dan
rechtsboven en de langzame linksonder.
In één oogopslag is nu te zien welke jachten
een hoog snelheidspotentieel bezitten] Daarbij hoort de kanttekening dat het hier uitsluitend gaat om snelheden in verhouding tot
LWL.
Om nauwkeurig met de zeilprestatie-matrix te
kunnen werken moeten een aantal parameters, namelijk LWL, SA en D, precies bekend
zijn. Deze klakkeloos uit de folder van de leverancier overnemen is, zo zeiden we al, niet
verstandig. Het scheelt al een heleboel als de
boot gemeten is. Een wedstrijdmeting, bij
voorbeeld voor de IMS, levert exacte gegevens op.
De positie van de Pion in de matrix geeft aan
dat het schip bij een gemiddelde wind (dus
Tekst: Jan Slijper en Eelco Piena.
VSA
LWL
1,10
ZEILPRESTATIE-MATRIX
4,2
\
5,0
4,6
5,4
v
_ VSA
i'D
\
Dehler 36
w
-
*
Flyer
3,8
Jantine'
k
\
T
Gebra 35
\
V
\
Pion
X
T
\
T
Jonathan
\
T
T
J-35
<
X-119
A
Contest 4 3 , ,
T
'
:
A
\
V
Banner 41S
A
\
Victoire 933
I
Wanderer III'
1,00
" »v
\ ^ Dynamic C 7 V
D
A
Figuur 2 . De
zeilprestatie-matrix,
waarin een aantal belangrijke verhoudingen
van zeiljachten in één
figuur zijn
ondergebracht. Het
geeft een indicatie van
het onderlinge
snelheidspotentieel
maar ook van het
zeecomfort van die
jachten.
-
^
0,90
-
Loper ^ v
f
Stars & Stripe s ' 8 7
LWL
H'D
X'
•r
3,8
4,2
4,6
T
' ^
Ko ibri 620
"t
ZEER ZWAAR |
450 400
1
•
!
—
5,4
5,0
5,8
i
i
0,80
i
6,2
I ZEER LICHT"
350
300
250
200
150
D/(0,0328 LWL)3
10 I WK 16 1990
4
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
anwb.nl/watersport, de site voor watersporters

Download Report