Die britische Firma Composite Craft hat bei der Dinghy Show in London ein Ruder vorgestellt, das der Flosse eines Buckelwals nachempfunden ist.
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23 Antworten zu „Technische Entwicklung: Neues Jollen-Ruder mit Buckelwal-Profil“
sagt:
Hallo
Ich wüde gern ein neues Ruder für eine Varianta K4 bauen, da das alte recht „brettmäßig“ daherkommt und ich mir ein Geschwindigkeitsvorteil erhoffe.
In der Varianta klassenvorschift auf Seite 16 sind die Originalmasse zu sehen.
Gibt es ein Profil bei dem ein Vorteil zu erhoffen ist?
sagt:
Unter dem folgenden Link findet sich ein Bericht über ein Yachtruder mit nur 3 Knubbeln 🙂
Der Eigner hatte Probleme mit dem Ausbrechen des Ruders. Die Knubbel sollen bei Krängung verhindern, dass an der Leeseite Luft angesaugt wird. Angeblich „the bumps worked great“.
http://ptsail.org/2011/10/11/whale-fins-and-rudder-designs/
sagt:
Und wie ist es mit einem Teflon-basierten Anstrich?
sagt:
Vielleicht ist es immer eine Frage der Sichtweise;)
Der eine interessiert sich rein für sein Geschäft den Bootsvertrieb,
die anderen faszinieren einfach Strömungseffekte ohne finanzielle Hintergründe.
So viel ich weiß gab es im 505 auch schon Versuche mit CFD optimierten Foils…. 😉
sagt:
@Florian
also wenn du dir moderne 505er Foils anschaust und das vergleichst mit dem was hier
in GER ansonsten so rumsegelt in dne meisten Klassen (und machen dürfen halt auch nix moderenes bauen auf Grund ihrer Klassenregeln).. dann ist das technologisch schon sehr weit vorne
Wir haben CNC gefräste Aluformen und da wird mit Vacuum sehr sehr viel Carbon reingezogen,
denn anders würden so lange schlanke Teile gar nicht halten,
Die Zeiten da was von Hand zu shapen und drumherumlaminieren die sind lange vorbei.
Zudem kann man die 505er Schwerter natürlich anstellen und wir haben mehrere Positionen für die vor-rück Position im Boot und können die Aufhängung auch vertikal umstecken und damit die Fläche verkleinern wie ein Steckschwert und das ganze ganz simpel udn einfach mit einem FastPin und die neuen 2012 Boote haben einfach 2 vertikale Schaächte für die Aufhängung im Kasten – keine Mehrkosten beim Bau und easy Veränderung des Lateralplans. Wir sind halt immer am ball und passen auf das wir dem Rest der Welt in der Klasse immer einen halben Schritt voraus sind.
sagt:
Hallo Holger,
interessant, was Ihr da so macht. Ich segle Einheitsklasse und bin daher sehr eingeschränkt in dem, was ich regelkonfrom machen kann. Hast Du vielleicht einen Tipp, z.B. in puncto Oberflächenbehandlung? Ich habe mal von einer Studie an der Universität Southampton gehört, wonach es Sinn macht, das vordere Drittel des Unterwasserschiffs mit 1000er Körnung zu schleifen, das mittlere Drittel mit 800 und das letzte Drittel mit 600. Hast Du hierzu Infos?
Gruss
Ingo
sagt:
@Ingo: Diese Haifischhaut-Diskussion ist viele Jahrzehnte alt…. was Anschleifen in jedem Fall bewirkt, ist ein schön schmutziges Unterwasserschiff. Der Schmutz wird regelrecht angezogen. Das immerhin ist bei dem ganzen Nano-Kram nicht der Fall.
sagt:
@Christian:
Danke, das ist mir bekannt. Vielleicht sollte ich noch erwähnen, dass ich ein Schiff habe, das im Salzwasser schwimmt und einen (sehr harten) kupferbasierten antifouling-Anstrich hat. Mich würde interessieren, wie man den Widerstand minimiert, z.B. auch in Abhängigkeit der Wassertemperatur oder des Salzgehaltes.
sagt:
@Christian:
„haihaut“ ist aber eine andere Diskussion als „Anschleifen“
@Ingo:
wenn du einen „kupferbasierten antifouling-Anstrich“ hast, stellt sich das Thema „Anschleifen“ für dich ja nicht. Das gilt nur für Rümpfe ohne solche Anstriche. Für dich gilt: vor dem antifouling-Anstrich einen möglichst glatten und fehlerfreien Untergrund schaffen. Wobei es nichts nutz feiner als mit 320er Papier zu schleifen, denn sonst haftet die Farbe nicht ordentlich.
Früher gab es mal Anstriche auf Graphitbasis, die konnte man super mit sehr feiner Körnung anschleifen und hatte trotzdem noch eine guten antifouling-Schutz. Gibt es aber leider nicht mehr.
Wichtig ist auch regelmässig (min. wöchentlich) das Unterwasserschiff zu putzen. Im Wasser geht das gut mit einem 15 cm breiten Teppichstreifen dessen Enden mit Tauwerk verlängert ist. Damit lässt sich vor und hinter dem Kiel das Unterwasserschiff putzen.
sagt:
@Söldner:
Danke für die Info. Das, was Du beschreibst,machen wir bereits. Aber wir schleifen den Antifoulinganstrich anschliessend noch bis auf 800 oder 1000. Vor und teilweise während einer Regatta (je nachdem ob die NoR/Segelanweisungen es erlauben) lasse ich das Unterwasserschiff noch jeden Morgen von einem Taucher reinigen. Weshalb glaubst Du, dass das Anschleifen nach dem Aufbringen des Antifoulings kein Thema mehr ist?
sagt:
auf jeden Fall gab es bei der Dinghy Show letztes Wochenende deutlich
wichtigeres und sinnvolleres zu sehen so wie z.B. den ersten Öffentlichkeitsauftritt
mit 2 Booten der GBR-NZL Gemeinschaftskonstruktion AURA für Skiff Women Disziplin……
sagt:
Holgi, du bist doch sonst so geschäftstüchtig… Stell dir vor, dieses Ruder wird das nächste ganz große Ding, alle wollen es haben und du hast den Exklusivvertrieb und bietest Plug&Play-Lösungen…
Aber ok, bei der Aura ist mehr Umsatz zu holen. Davon abgesehen ist sie sicher auch das bessere Produkt.
sagt:
Es gab Zeiten, da war ein Boot, welches gleitet unvorstellbar.
(Es gibt fälle da sind Gleitboote von Regatten ausgeschlossen worden, weil diese Boote gegen die traditionellen Regeln verstoßen hat, (Weil ein kleineres Boot kann nicht schneller sein als ein längeres Boot.) …
Bis vor ein paar Jahrzehnte glaubte niemand an Segelboote auf Hydrofoils. …
…
Mit den Tuberkeln kann der Strömungsabriss beeinflusst werden.
Man weiss aus der Strömungslehre, dass durch die Erzeugung von Turbulenz z.B. durch „Stoplerdrähte“ oder auch Tuberkeln oder auch die „Oberflächekrater“ eines Golfballs einen positiven Aspekt auf Strömungsabrisse haben.
Diese kommen aber beim Segeln nur in Extremsituationen vor.
….
Klar kann man Diskutieren, dass man die Ruderfläche verringert da durch den späteren Ablösepunkt ein größerer Bereich an Ruderwinkel genutzt werden kann. Die Frage hierbei ist nur: „Was für eine Anforderung hat das einzelne Boot an sein Ruder?“
Dieser Effekt muss aber durch die KVs erlaubt sein.
Vielleicht verhindern gerade diese KVs machmal einen gewissen Fortschritt, andere würde das als Wildwuchs bezeichnen;)
Eigentlich bedeutet aber jeder Turbulenzerzeugung auch einen größeren Widerstand des Profils.
Ein weiteres Problem ist der große Geschwindigkeitsbereich bei modernen Designs.
Die CFD-Studie ist für eine Studienarbeit sehr umfangreich und ein schöner Arbeit für sich. Gerade der Einsatz von eines Baseline-Reynoldsstress-Modells finde ich ambitioniert.
Ich finde den Bereich beleben. Carsten mach bitte weiter so!!!
sagt:
Ob das Buckelwalruder in der Praxis, d.h. bsw. bei Krängung etwas bringt, bleibt abzuwarten. Interessant sind die der Natur entnommenen technischen Lösungen allemal. Wulstbug, Winglets, Wavepiercer und andere geschwindigkeitsverbessernde Konstruktionsdetails zeigen dies.
Im Bereich der Yacht- und Jollenruder sollte man daher vielleicht auch einmal über Winglets o.Endplatten nachdenken, die bei den Verkehrsflugzeugen eine Treibstoffersparnis von ca. 3 % bringen sollen. Das von mir getestete Ruder-Leitblech schien zumindest nicht zu bremsen 🙂
sagt:
@Florian, nur eine Korrektur. Turbulenz wird überall genau deshalb erzeugt um den Widerstand zu senken. Ganz plastisches Beispiel hierzu sind die Dellen im Golfball. Durch die Zufuhr von Energie in der Grenzschicht wird die Turbulenzschleppe kleiner und damit auch der Widerstand. Ein glatter Golfball hätte keine stabile Flugkurve und gleichzeitig würde er wesentlich kürzer fliegen.
Auch bie den Fußbällen gibt es das Phänomen. Die alten genähten Lederbälle waren nicht wirklich rund und rauher, dabei aber stabiler in der Flugbahn. Die neuen richtig runden Bälle flattern stärker.
sagt:
S. 53:
„Die hier gezeigten Ergebnisse legen die Vermutung nahe, dass es sich bei den Tuberkeln an der Vorderkante der Buckelwalflosse um ein Hochauftriebssystem handelt. Die erzielte Auftriebskraft im 20° Inzidenzfall ist mit großen Verlusten erkauft, das glatte Vergleichsprofil arbeitet bei kleineren Anströmwinkeln deutlich effizienter.“
Ruder haben die meiste Zeit über einen Anstellwinkel von etwa 5-8°.
20° ist ja schon eher ein Ausnahmefall. Z.b. kurz vorm Sonnenschuss.
Deshalb ist das ganze für ein Segelboot wohl ungeeignet und wie der Ketzer schon sagt „alles Werbeblabla“
sagt:
Interessanter Ansatz. Dass die AC-Fritzen sich noch nicht damit beschäftigt haben, heißt nicht, dass dieses Ruder nichts taugen könnte.
Die verlinkte Studie hilft nicht viel weiter bei der Frage, ob solch ein Ruder effizient ist. Sie deutet aber an, dass das Profil erst bei großen Ruderwinkeln positive Effekte zeigt (wenn ich das richtig verstanden habe) „Es wurde ein um 30% schlechteres Auftriebs/Widerstandsverhältnis der mit Tuberkeln besetzten
Flosse gegenüber dem Vergleichsprofil bei 10° Inzidenz ermittelt. Bei 20° Inzidenz wurde ein 24%
besseres A/W-Verhältnis ermittelt.“ Es heit aber auch explizit in der Studie, die Verlässlichkeit der gewonnenen Aussagen sei „stark eingeschränkt“.
Geht also nix übers Ausprobieren, und dafür lob ich mir „Bastelklassen“ wie die IC-Kanus. Wobei auch bei denen Ruderwinkel von 20 Grad allenfalls am Start nötig sind.
sagt:
ich will dich ja nicht enttäuschen. Aber Hydrodynamisch gesehen sind wir langsam. Man braucht das Ruder ja nicht nur auf schnellen Raumschotskursen. Turbulenzanregung zur Vermeidung des Strömungsabrisses ist ja auch nichts Neues. Hier ist es wichtig den Kompromiss zwischen Widerstand und Auftrieb zu finden. Und zwar des Gesamtsystems. Ob so ein Ruderblatt schneller ist ? Ob es empfindlicher ist (ja auf jeden Fall) Ob wir es brauchen? Brauchen in der Einheitsklasse sicher nicht.
sagt:
Guck‘ Dir das Fazit der Studienarbeit an und Du wirst verstehen, warum man das bei solch einer Jolle definitiv nicht braucht.
sagt:
kleiner Tipp, guck dir nicht nur das Fazit sondern auch das methodische herangehen, die gemachten Einschränkungen und die Aussagen zu stationären numerischen Simulationen von vermutlich turbulenten Systemen an. Bringe dann in Ansatz, das einfach eine gegebene Form simuliert wurde und nichts optimiert wurde und auch keine messtechnischer Nachweis der numerischen Simualtion gemacht wurde. Die Aussagen zur Wirkungsweise entsprechen den von mir gemachten Aussagen. Ob es in der realität einen Vorteil gibt weiß ich nicht, hab ich auch nie behauptet. Ich maße mir allerdings auch nicht an, nach anschauen eines Ruderblattes auf dem Foto zu wissen ob es funktioniert.
sagt:
Nochmal bzgl. Posting Nr. 1:
Buckelwal:
v_Reise_Durchschnitt: 2-5 km/h
Schwertwal (glatte Brustflossen):
v_Reise_Durchschnitt: 10 km/h
Da braucht es also nicht mal eine von vielen Ungewissheiten behaftete numerische Berechnung um die Behauptungen des Herstellers als Werbeblabla zu entlarven.
Vielleicht sind Orcas aber auch evolutionär nicht so clever, das kann ich nicht beurteilen. 😉
sagt:
Alles nur Werbeblabla, Buckelwale sind jetzt nicht gerade die Schnellschwimmer unter den Walen. Das entsprechende Ruder würde zu einem lahmen Schlepper passen, der langsam fahrend mit großen Ruderwinkeln unterwegs ist und klar kommen muß. Bei Delphinen (=schnell) kommt sowas nicht vor.
sagt:
https://www.youtube.com/watch?v=fhfIpUgxgm8&t=21s
40t Buckelwal springt vollständig aus dem Wasser
Sorry, Buckelwale können schneller als 30 km/h schwimmen. Sonst hätten sie ja auch gar nicht genug kinetische Energie, um aus dem Wasser zu springen.