Planerende vaartuigen

4:10004.34.61!,:ej

VE:44-.e.11.104.

FQ

Planerende vaartuigen

WAT IS PLANEREN?

1

i

Krachtenddagram

Drukverdeling

2

Ontwkkeling van de scheepsvorm

2

De snelheidsgraad

3

WETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK AAN PLANERENDE

VAARTUIGEN

7

Vlak Water

7

Lengte breedte Verhouding

8

DO vlaktilling

8

AangrijPingspunt resulterende lift

8

De langs8cheepse ligging van het gewiohtszwaartepunt

10

De beladingsgraad

10

De slankheidsgraad

10

De.trim

.

12

De langsscheepse

vorm

van de bOdeM

14

De dWarsscheepse VOrm

Van

de bodem 15

Sprayrails 17

GEDRAG IN ZEEGANG

19

Vertj.cale versnelling a.g.v. de gOlven 19

Snelheidsver1i.es in zeegang 20

Stampen en doMpen in zeegang

20

Stabiliteit en slingeren

71

Koersstabiliteit

??

Sturen

23.

.Roeren 25

Voortstuwing

28

Neveneffecten a.g.v. voortstuwing

30

Beschdkbaarheid voOrtstuWingsmotoren

31

Invloed van het gebruiksdoel op het Ontwerp 31

Constructie 32.

Bepaling van het gewicht

van

het lege, bedrijtsklare schip

35

Veiligheid 35

BIJLAGEN

The Medina project

37

zonder wrijvina

PLANERENDE VAARTUIGEN,.

WILT. IS PLANEREN?

Als een schip stil in het water ligt is het verticale evenwicht

bepaald door het gewicht (massa) van het schip en de hydrostatische

kracht, als gevolg van het verplaatste water.

paat het schip varen, dan ontstaan er bovendien hydrodynamische

krachten op de romp. Bij kleine snelheden zijn deze krachten klein;

de hydrostatische krachten blijven het verticale evenwicht bepalen.

Dit is bij het overgrote deel van de koopvaardijschepen het geval.

We spreken dan van deplacementschepen.

Bij zeer grote snelheden zijn de hydrodynamische krachten

groot.

Als

de romp van het schip zo gevotmd is dat deze krachten een

grote component in verticale richting hebben, dan zal het schip door

deze krachten opgetild worden, zodanig dat het over het water glijdt.

In die toestand wordt het verticale evenwicht voornamelijk bepaald

door de hydrodynamische krachten; de waterverplaatsing is heel klein

geworden: het vaartuig planeert.

Bij tussenliggende snelheden, waarbij er al wel aanzienlijke

hydrodynamische krachten zijn, maar er ook nog een flink deel van

de opdrijvende kracht door de waterverplaatsing geleverd wordt spreken

we van een semi-planerende toestand.

Er zijn schepen, waarvan de maximum snelheid in dit gebied ligt. Dit

noemen

we semi-planerende vaartuigen.

Dit is een type, dat vrij veel voorkomt in gevallen, waar een

deplacementsschip te langzaam vaart (of te groot en te duur zou worden

om deze snelheid te kunnen halen) en een planerend vaartuig

duurder uit zou vallen.

Ala globale grens tussen de typen kan worden aangenomen:

deplacementschepen V/IrE <2,43 (1,34)

semi-planerende schepen 2,43e(

vift

<5,43

(1,34 ; 3,0)

planerende schepen V/Iff> 5,43 (3,0)

(V in kn., L in m.; tussen haakjes geplaatste getallen: V in kn. L in ft.)

Krachtendiagram.

14.fig.1 is

een

Schetatisch beeld gegeven van de optredende

hy-drodynamische kracht bij planeren. Deze ontstaat als het anal

bewegen-de oppervlak aan waterbewegen-deeltjes een naar voren en 464r benebewegen-den gerichte

Snelheid geeft.

fig 1.

..eFf$4S OLADri-lE4

met wrijving

2

-De lift neemt toe met toenemende trimhoek meat ook de weerstand

neemt toe (Do= Lotglt).

Drukverdeling,.' _ _

. De hydrOaynamische kracht is het grootst, Oar waar het

snelheidt-verschil tussen de scheePsbodam en de waterdeeltjes het grootst

is.1

Tit

is min

de.intredende

zijde:

immers,"verder nae.r aChteren hebben;de

waterdeeltjes reeds snelheid gekregen.

-De drukverdeling over de /engte zietc.er dus ongeveer uit als gegeven

in

fig.2.

Hieruit volgt: van 2 boten met gelijke waterlijnoppervakte 0 beeft de breedste

het grootste draagvermogen.

SDPAvzoNz

De eerste raceboten waren daarom plat fig .2

(hydr.dyn.kr.zoveel mogelijk vertikaal)

en breed. Deze werden uitsluitend op vlak water gebruikt. In zeegang waren ze onderhevig aan onacceptabele versnellingskrachten, waartegen noch de opvarenden, noch de konstruktie bestand waren.

Ontwikkeling van de scheepsvorm.

De praktische toepassing van de planerende vaartuigen lag aanvah-kelijk vooral bij de marine. Dear had men behoefte aan kleine, snelle boten met een niet al te groot draagvermogen voor de kustverdediging. Zoals hierboven aangegeven, waren boten, ontwikkeld uit raceboten voor de binnenwateren totaal ongeschikt voor gebruik op zee.

Daarom bouwde men boten, die afgeleid waren van snelvarende rondspant-deplacementsvaartuigen. Ook deze schepen waren allerminst een succes. De voornaamste kwaal was, dat ze bij hoge snelheid sterk achterover

trimden. Dit betekende een grote weerstand, waardoor de maximum te be-reiken snelheid tegenviel. Door de grote trim kwam de boeg ver uit het water, wat bij zeegang tot grote klappen op de golven leidde. Het was praktisch niet mogelijk ze sterk genoeg te konstrueren.

Gedurende de Tweede Weke1door1og deed .Dr. Lindsay Lord eenvoudige model-proeven met planerende oppervlakken van verschillende lengte-breedte-, verhouding. Deze proeven leverden de bevestiging van het feit, dat opl

vlak water de breedste boot de-minste weerstand heeft.

Bij zeegang bleek dit niet het geval: daar vond hij een minimum

weer-stand bij B/L 0,4. (zie fig.3).

Daaruit konkludeerde hij, dat de

toen gebruikte boten te smal waren: Latere ontwikkelingen hebben dit

niet bevestigd. De voornaamste re-denen daarvoor zijn het feit,dat bij hoge snelheid de luchtweerstand van

een brede boot sterk toeneemt, ter-wig de zeegangseigenschappen van de brede boten toch nog veel te

wen-sen overlieten.

Lindsay Lord wees nog op een ander effekt: om goed te planeren moet het bodemoppervlak van de boot

over het deel,dat met het water in aanraking blijft, ongeveer dezelfde

invalshoek hebben. Dit nu was bij de _{fig .3}

PL.v.

2

-3--van de dplacementsschepen afgeleide boten niet het geval: de kiellijn

boog near de spiegel omhoog. Hierdoor was over open gedeelte van de

bo-dam de invalshoek kleiner of zelfs negatief; Het water moest zich naar boven bewegen, waardoor vooral bij het achterschip zuigkrachten optra-den (zie fig.4). Dit had twee

ge-volgen: ten eerste was dit de oor-zaak van de grate trim; ten tweede moest de rest van de bodem eon

lift-kracht opbrengen gelijk aan het scheepsgewicht, vermeerderd met de genoemde zuigkracht. Deze schepen waren soms niet, of pas bij zeer

ho-ge snelheid,tot planeren te krijho-gen. _crtral.

---

- _WE(L Hij konkludeerde, dat voor goed

pla-neren de vertikalen over het deel van het vlak, dat met het Water in aanraking blijft, recht en evenwijdig moeten zijn. Deze vorm noemt men

"monohedron" lein

hoeic)-Immers bij schepen met gelij,-ke V/Iri zijn de golfpatronen

gelijk. Fig.5 geeft een beeld van deze golfpatronen bij ver-schillende

Oppervlaktegolven hebben altijd eon Vast verhouding tussen hun Noortplantingssnelheid en hun

lengte. Als de snelheid wordt gemeten in kn. en de lengte in m, dan is deze verhouding 2,43.

vtAC..4.41 1.0

ol2ECTION5 OF FLOW U/40E0 wARPE0 PLANE

Oak doze gedachte wordt in de mo-dernste scheepsvormen niet meer

abso-luut aangehouden. Voor bepaalde ont- sEcTiew

werpen accepteert men eon geringe tor-sie van het vlak. Dat leidt wel tot grotere weerstand; daartegenover staat

dat eerl_grote vlbktilling midscheeps

-en v(56r de zeegangseig-enschapp-en

ver-beteren; bij de spiegel vermindert men de vlaktilling wanneer dit nodig is in verband met de stabiliteit of om meer

ruimte te hebben voor het onderbrengen van de schroef.

Tegenwoordig hebben zeegaande planerende boten een grote L/B-verhouding en eon grote vlaktilling. Ze hebben eon grotere weerstand dan bredere en plattere boten,die op vlak water varen. Daartegenover staat, dat het redelijke zeeschepen zijn, die ook bij betrekkelijk hoge golfslag een hoge snelheid kunnen volhouden.

De snelheidsgraad.

Bij deplacementsschepen veZ.1.71

r----i

zijn wij

gewend, de relatieve

in.

03

snelheid uit te drukken in het

-4---L---L----

'_--72-:

dimensieloze

(ga

dit na) getal ..

van Froude

v/vgm,

of de niet

.... ....,.

[

dimensieloze verhouding

V/Ia.

LIFT SUCTTW

5T EIZ 1.1 LOOKING FOIZVVARD

fig .4

TI,1613011 I

Vsve Pancras vs.Spred-LeegthRatio.

fig .5

behalve op ondiep water. Als een deplacementvaartuig een snelheid heeft

waarbij = 2,43, dan wekt het een golfsysteem op, waarvan de

golf-lengte gelijk is aan de scheepsgolf-lengte. De waarde V/VL = 2,43 betekent de bovengrens van de normale deplacementsschepen; daarboven begint het gebied van semi-pIaneren (of"high speed displacement").'

Onder V/VE = 1,80 ontwikkelt het schip een golfsysteem, waarbij twee of

meer golven van het opgewekte systeem over de lengte van het ischip^

;mor-komen. De veranderingen van diepgang en trim zijn klein en het benodigde

vermogen is niet groot. Tot een V/VT, = 1,60 bestaat de weerstand

hoofd-zakelijk uit wrijvingsweerstand. De romp loopt taps toe naar de achter-steven en de bodem loopt op naar de waterlijn, om afbreken Van de stroom-lijnen te voorkomen; hierdoor zou de weerstand sterk toenemen.

Boven V/VL = 1,80 wordt de golfweerstand steeds belangrijker. Bij V/V1 =

ca. 2;20 begint deze zeer sterk toe te nemen. Dit komt, doordat de

toegenomen snelheid van de waterdeeltjes langs het ronde achterschip een negatieve druk veroorzaakt. Hoe harder het schip vaart, hoe verder het achterschip naar beneden wordt gezogen; het is alsof het schip zijn eigen boeggolf wil beklimmen. Al gauw is het stadium bereikt, dat een deplace-mentsschip geen grotere snelheid meer kan bereiken, hoeveel vermogen men

ook beschikbaar heeft;(zie fig.6).

Boven V/VE = 2,43 moet daarom een scheepsvorm gekozen worden met _vlakkere

vertikalen, die eindigen op een brede spiegel. Hierdoor wordt de

onder-druk bij het achterschip zoveel mogelijk vermeden.

Bij nog grotere snelheden moeten de vertikalen nog rechter zijn; de

spie-gel wordt nog breder en steekt ook flink cinder water. (het _{kan nog steeds} een rondspantboot zijn). De golfweerstand neemt in :dit gebied relatief

weinig toe, zodat met een groter vermogen hier

wel

een grotere snelheid

kan worden bereikt.

Boven V/111 = 5,43 bevinden we ons in het gebied van het planeren. Hier

is de golfweerstand niet langer belangrijk. De wrijvingsweerstand vomit verreweg het grootste deel van detotale weerstand. Daarom is het van.

groot belang, dat bij deze snelheden het flat oppervlak zO klein mogelijk wordt gehouden.

am

Bij planerende vaartuigen is

de verhouding V/Vt minder goed bruikbaar. Bij toenemende snel-heid komt het schip steeds

ver-der uit het water; de

golfma-kende lengte wordt dus steeds kleiner: Bovendien hangen de opgewekte golven niet in de eerste pleats af van de lengte

van het schip.

Daarom gebruikt men in publica-ties vaak het dimensieloze ge-tal Fv = V/7073.("volume" of

"diplacement" Froude number).

Ook ziet men het niet dimen-sieloze getal V/Ftgals

snel-heidsgraad.

Lindsay Lord gebruikt de

snel-heid/breedte verhouding

vArgE

DItelfocart

Nem him owl)

Figures 7).pical Curves of Drag-Lift Ratio vs. Speed.

F50.. CO BD oeliomeprzoodrior5y1

.5,

IIMIN11111111111111

111=1=111111111

11111111111111111111111111111

1111111111111111111111

111111111111111111M11

11111111PMENIMI

o

UMW

.11111/110111111111111111

1111110/111111111111111

11111=111M111111111

111/M111111111111111111

1111111111111111111111

.12 2 5 S

Drag/Lift Contours for Efficient Planing Hulls as a Function of Volume Froude Number and Slenderness Ratio.

fig.7.fig.8.

. Speed Regimes.

----Fig.8 geeft een beeld van de verhouding weerstand/lift als functie van Fv bij verschillende slankheidsgraden. De krommen geven niet het weerstands-verloop van edn romp, maar zijn,de omhullende van de beste modellen met de betreffende slankheidsgraad.

De krommen sniz'den elkaar alien bij een snelheidsgraad van ongeveer Fv = 3,3.

De slankheidsgraad en dus de lengte heeft dus weinig invloed op de speci-fieke weerstand bij dit getal van Froude.

Bij lagere snelheden hebben slanke schepen veel minder weerstand dan

kor-tere. Uit andere bronnen blijkt, dat semi-planerende in dit gebied nog

een lagere weerstand hebben, dan volledig planerende vaartuigen.

Bij snelheden groter dan Fv = 3,3 is de volledig planerende romp het

bes-te. Dit is ook te zien uit .fig.9, waar de lijn

4

= 3,3 de bovengrens van

de deplacementsschepen aangeeft. Beneden deze grens kan een semi-planerende

romp, afhankelijk van de slaakheidsgraad, minder weerstand hebben dan een volledig planerend schip.

Hoe kortet het

scbip

bij constant gewicht, hoe kleiner de snelheid waarbij

een volledig planerende romp in aanmerking komt. De benedengrens voor

planerende vaartuigen is eveneens in fig.9 aangegeven. In fig.7 is dit op

een andere wijze voorgesteld.

Belangrijk voor goed planeren is, dat de stroming /angs de romp op vaste

punten (lijnen) wordt afgebroken , niet alleen bij de spiegel, maar ook

aan de zijden. Dit is nodig, om onderdruk langs de huid, als gevolg van een negatieve invalShoek te voorkomen. Daarom wordt meestal een knikspant-romp toegepast. Door goed geplaatste sprayrails kan men den goede afbre-king van de stroming bevorderen, 66k bij rondspantboten.

Zoals reeds gezegd moeten de vertikalen in het achterschip recht en

even-wijdig zijn; hiervan mag maar in geringe mate van worden afgeweken.

OD 010 Lo = a to a. KAWS

.6/3,

v2b2 liftcoeff. trimhoek in graden 1/b-verhouding, waarin: 6 111 a PO 111 IM

fig .9

Ranges Application: Displacement-Planing.

007 006

1 = gemiddelde "natte" lengte ft

b - breedte planerend opp.,ft

= snelheidsgraad =

cv

snelheid in ft/sec2

'g.

= versnelling v.d.zWaaie

kracht in ft/sec hoek vlaktilling met hori-zontale Vlak in graden.

Figure !DLitt Coefficient of a Flat Planing Surface;

003 002 00l 0.3 02 '0 0 T'

r

co T10.13120 en .0.0055 km/C.2 ) 20 30 0665 a CL.0.40 01, 02 03- 04 OS

C'

Figure 11 Lift Coefficient of a Deadrise Planing Surface.

80

R.V. 6

24 1

r

3 335 M 12.59 4 5

45$I, i4ss

5 87 it 75.39 004 7.18 13 I ISSO 7 15014 ₁₂₃ 11 85 15 4847 Cv.71 0 003 0. 002 00'

MEM

4

IMMIEr

EMMA

11,4111111

KAMM

- 002- 004 006 010 Ct.° 4.0 =

Wetenschappelijk onderzoek aan planerende vaartuigen.

De kennis over planerende schepen is grotendeels gebaseerd op

modelproeven en ervating met gebouwde

boten;-SavitskY[61 deed proeven met prismatische planerende oppervlakken.

Clement en Blountt43 sleepten een modelfamilie, die bekend is

ge-worden als de "Series 62". Hoewel deze ptoeven dateren van otstreeks

1960, jade weerstand van die modellen ook voor hedendaagse begrippen

heel laag. Wel Iciest men tegenwoordig voor zeegaande boten een wat

gxotere vlaktilling en een wat scherper voorschiP. Daarom hebben

Keuning en Gerritsma de Serie 62 uitgebreid met modellen met een

gro-tere vlaktilling. De lijnen zijn gegeven in fig 12 Gestippeld zijn

de lijnen van de oorspronkelijke serie; getrokken die van Keuning en

Gerritsma.

-h..: - - - -

---!

'

.)

Body plans of the parent model of the Clement series and the present series.

-fig.12 Vlak water.

Al deze sleepproeven zijn uitgevoerd in vlak water. De uitkomsten zijA uitgebreid gepahliceerd en lenen zich goed voor de bepaling van

de weerstand van een ontwerp. Savitskyheeft aan de hand van de

resul-tater: can aantal benaderingsformules opgesteld. De formules voor de

lift-coefficient zijn grafisch voorgesteld in fig.10 en 11.

Uit de proeven blijkt, dat de voornaamste parameters, die het gedrag

van een planerende boot bepalen, zijn:

de lengte-breedte verhouding L /B waarin

L = de geprojekteerde lengte Bvef de kim

Bp = de maximum breedte over de kim

de vlaktillingshoek (.6

het langscheepse zwaartepunt van het planerende

opper-vlak A met lengte Len breedte B.

de langsscheepse ligging van het gewichtszwaartepunt.

de beladingsgraad A

/!6

P V

de slankheidsgraad L /

P

voor het gedrag in zeegang is de traagheidsstraal om een

dwarsscheepse as door het gewichtszwaartepunt van belang.

De eerste drie parameters hebben alleen te maken met de geometrie van het schip, de andere vier geven de invloed van het gewicht en de ge-wichtsverdeling.

De eerste zes parameters bepalen tezamen met de snelheid de trimhoek waaronder de boot zal varen. De trimhoek bepaalt hoofdzakelijk de weerstand van ieder afzonderlijk schip. Daarom is het belangrijk de

trimhoek te kunnen beinvloeden. De kleinste weerstand treedt op bij

een trimhoek van ongeveer

De lengte-breedte verhouding. In fig.13 is de specifieke

weerstand RAN uitgezet tegen L/B bij verschillende dnelheden en

verschillende beladingsgraad. In het snelheidsgebied waar de proeven werden uitgevoerd blijkt duidelijk, dat een hoge

L/B-ver-houding een lage weerstand

bete-kent.

Vooral in het lage snelheidsgebied

1 ,0< 2`,7 < 2,5 hebben de modellen

met een lage L/B-verhouding een uit-gesproken "hump" in de weerstands-kromme, grotendeels als gevolg van

een excessieve trimhoek. (fig.14).

Bij hogere F, heeft de

L/B-verhou-ding nauwelijks invloed op de weer-stand. Verwacht mag worden, dat bij

grotere snelheden, dan waarbij de proeven werden gedaan, modellen met

een lage L/B-verhouding de kleinste weerstand hebben.

De vlaktilling.

De Series 62 hebben een vlak-tilling van 12,5°; de mgdellen van Keuning en Gerritsma 25°. Duidelijk blijkt, dat op vlak water een grote-re vlaktilling grotegrote-re weerstand be=

tekent.

Dit effekt is het grootst bij eon kleine L/B-verhouding. Bij L/B = 2

is de toename ongeveer 20%; bij L/B = 7 is dit slechts 3 á 4%.

De toename van de weerstand

is

onaf-hankelijk van dI6ladingsgraad ApAi%

Als conclusie kan worden gezegd,,

dat voor zeegaande boten met

eengro-te L/B-verhouding, door toepassen van

een grote vlaktilling de zeegangsei-genschappen aanzienlijk kunnen ver-beteren, tegen een bescheiden toena-me van de weerstand op vlak water.

Aangrijpingspunt resulterende lift. De langsscheepse ligging van het "centre of pressure" is

belang-.rijk, omdat deze een grote invloed

heeft op de trim. Savitsky heeft de plaats van deresultante vastge-legd in eon semi-empirische verge-hiking (zie fig.15).

8

-V

Figure 13. Res stance/weight ratio at 5 different speed coef-ficients versus length to beam ratio and loading coefficient.

0.30

0.3

0.1

0

Model 186-I tirn 190-I Ap/sP"- 8.5

,o Model 186 - II t/m 190-11 Ap/Vm= = Model 186-111 t/m 190-Ill Ap/Vm= 5.5 x = Model 186- V t/rn 190-1V Ap/V".= 4.0

MIN=

MINrial.111N=NIIMININIONOMINIMINNIINN

3T1

Miii.411M1111111.

= NM= =MIN MIN NO MI=

NiN EN mime

mal.ammonsimammissiligmailimmai

marquele

=I II NM

ON 301)=11LIIII IIIMNIMIIMMIMNINIIN NMI

monomossommomommmaimomm

_{..ruiwinamowiimmogn}

orrigi...tusoassmazt_wia=rM

oat ummailia. :.--,-orisaul moui

m7onionousemesm

idfirmammar

=INA NO MIN MN NNENINlifile:

M IMMO" INIIMMIS=1112

IIIMMINIMINN= UNLar-41ININIUMINNIIMILlh...""MMIn1=2111671" MINIMUM= NNMMISINNMMICMNIIIMNNIIII==''- AMIE INONENNMIIMM

NEINNINIMINN========

MINNONINIZESMEIM=1171.111

o

---IIIIIMIIINEMMIM S1_

EN=

=MIME=

MI I= EINEM 11011111111110

MEM

;ME

M1111===

ININNINENIM NOM INMENENEMENNIN=MN

NEM=

111=1111111111111

=mina

=1111111INEMIIIMINEMEMIIIIMINIMill itaxamomonsimmalausammumemannisim_{EINIMINIMENEMONMINIMMININ} NOLAN NENI/IINIINIONENNIMMINNMINEMEN MM. NM NININI NIIMMINIMMIMONINCIMMINNINC== NNW= IMMIIIMMEMEMIMENIINEIMMIIIIMPRIMPIREMINTIPM 3 4 F,

Figure Drag/Lift Ratio and Angle of Attack Verna Froude Number for Five Models of Series 62.

AL ..v. 8

-.

7

0 1

EMI

4

lirgligill

1 la lor boat 00, 000 Lb

aaa

I Apl att of Standard 117.0;

cod

LCZ of Tem CondltIod: III IP% Ap LO

E 0.80 I. cbt

a

0.60

a 040

020

Center of Pressure of Planing Surfaces. ' -v

Hieruit blijkt, dat het "centre of pressure" (c.o.p.) zich verplaatst van

33% van de "natte lengte" v66r de spiegel bij lage snelheden, tot 75% bij

hoge snelheid. Voor snelheden beneden Cv = 1 lijkt deze formule niet

realis-tisch. Het is immers niet aannemelijk dat bij een sneheid V = 0 het c.o.p.

van een prismatisch planerend oppervlak op 33% van de nitte lengte v66r de

spiegel zou liggen. (door voorover trimmen).

De positie van het c.o.p. is natuurliA Van grote invloed op de trim', en

daarmede op de weerstand van de boot. De positie van het c.o.p. ( als.per-centage van Lm) blijkt onafhankelijk van de trimhoek.

In werkelijkheid is deze afhankelijkheid er wel degelijk. Bij toenemende

snelhe.Ld verandert de trimhoek en neamt de "natte lengte" af.

Daardoor treden er aanzienlijke verschuivingen in de ligging van het c.o.p.

op.

Bij bepaalde snelheden kunnen verschijnselen van instabiliteit optreden.

Bij die snelheid verschuift het c.o.p. bij een kleine trimvergroting zo

ver naar achteren, dat het ver achter het gewichtszwaartepunt komt te hg-gen. Net gevolg is een koplastig moment, waardoor de trimhoek vermindert. Hierdoor neemt de natte lengte toe, waardoor het c.o.p. weer v66r het ge-wichtszwaartepunt komt te liggen. De trimhoek neemt dan weer toe en de

klappende stampbeweging herhaalt zich. Dit verschijnsel staat bekend als

"Porpoising".

Porpoising is natuurlijk niet acceptabtl voor een zeegaande planerende boot.

Men:

ken

het tegengaan door verschuiving van het gewichtszwaartepunt; dit

kan gebeuren door ballast te verplaatsen

in

langescheepse righting, of

brandstof over te pompen. Ook brengt men wel trimvlakken-aan het achter-schip aan om de kritieke triMhoek te veranderen.

Voor de Series 62 heeft men het begin van het instabiele gebied bepaald

(zie fig.16).

PL.V S

C E0.75 - P I . 5.21 Cv2

/

A9+2.39

Pill

" .

Il

#

0

0

°Illi I I I IIIII I I I I I 1I I I I I I I I I I I I

I°""'-000.°111.1°

0-147

4r. 2'111.1 LEVEL WATER A=Lm/b p

-4

OF NORMAL N Nz RESULTANT BOTTOM PRESSURES

J11111111 111111111 111111111 111111111111111111111111.11.111

tilt

III

Ill

11111W

-De langsscheense ligging van het gewichtszwaartenunt.

De ligging van het gewichts-zwaartepunt heeft belangrijke invloed op de weerstand. Dit

is begrijpelijk, omdat het go- Loo

wichtszwaartepunt samen met 0 80

het c.o.p. de trim bepaalt. 0 60

Zoals reeds gezegd heeft de

trim een zeer direkte invloed 040

op de weerstand.

Omdat het c.o.p. in het

ont-werpstadium niet gemakkelijk

lwr

te bepalen is, wordt de plaats ₀₁₀

van het gewichtszwaartepunt _o.De

gewoonlijk gerelateerd aan het

0.06 zwaartepunt van het planerende

oppervlak A .(zie blz.7) 0.04

In het algemeen heeft een boot

de minste weerstand, als het go- 0.02

wichtszwaartepunt 4 - 8% L

ach-ter het zwaartepunt van A Pligt.

Bij zeer grote snelheden an G 0.011

nog lets verder naar achteren.

fig,16. liggen

- 10 .7_

020

2

Bij een kleine L/B-Arerhouding en een hoge beladingsgraad is de inVloed van een onjuiste ligging van G op de weerstand het grootst.

De beladingsgraad.

De specifieke weerstand neemt toe bij hogere belading, due bij kleinere

waarde van A /11i4. De invloedis het duidelijkst bij:lage sneiheden en

bij

boten mé een kleine L/B-verhouding. Te zwaar beladen boten moeten met een grote trim varen ot Voldoende lift op te wekken. Dit betekent eon

grote weerstand. Ben beladingsgraod kleiner dan 4,0 is zeer ongunstig

voor de weerstand.

Streeft men

1.v.m

de weerstand naar een lage belading, due een grote

waarde van A Aq%, dan is daaraan'een di.ideijke beperking. Zeer lichte boten hebbenPbij hoge snelneid de neiging om nit het water te springen.

Ale de luchtweerstand de boot om 46n van de rotatieassen draait, komt As boo0n een verkeerde stand op het water terug. Bij raceboten zijn

hier-door in het verleden ernstige ongelukken voorgekomen. Op zee moet zo'n

luchtsprong helemaal worden voorkomen.

Lindsay Lord heeft kromten gegeven voor de aanbeirolen, de maximum en di

minimum belading voor planerende boten,zie fig.16a.

De slankheidsgraad.

De verhouding L/iiheift ongeveer dezelfde invloed ale de L/B-verhouding: bij een kleine L/v6treden bij lage snelheden grote trimhowken op,

die:gepaard

gaan met een grote

"hump"

in de weerStandSkrOmme; bij grote L/47$

is de hump grotendeels verdwenen en is-de weerstand vooral in het lage

snelheidsgebied kleiner.

/0

&tries 62 - .. . . ... eptien of 1PerFe161ag . .-,.... . . _{Model Symbol} o Wats.: 4666, e D6662166.12.66 ... _{4662L 1 0}

'DueSymbols Indicate Inception Of gerpatineg 44161 0

0266symbols. Indicate alibis maddens 46691 0

. .. -_.CcP"i

.

-Qs b

25MIEttglitialli

edte vl k t.r.iv.g erioRtng . pt.

- C A . lig notable Region

e

Stable Region

mil

..-... 1 . 4 Fv 5 6 8

STANDARD LOADING

fOR t3OTTOA45 OF .95 ASPECT RATIO

ASPECT RATIO

WATER PLANE SI-IAPE AT REST

Loading of Planes

MAXIMUM LOADING

FOR esoTTOms OF .35 A9PeCT RATIO

MINIMUM LOADINO

FOR 130TTOM5 OF .35 ASPECT RATIO

uit Lindsay Lord:"Naval Architecture of Planing Hulls"

fig. 1 6a.

, 1 \,,)

\

I II

II , II.. , 0.610 .. ,...

cali

Ia... ...

,

RI ti 11 41 MB ,.... 10 1.1 11 :0 16

I

I

N

Ty 40 se /4 II

i

114.4

k..

IT ii. r

iiiiinii

. A 1.__ III

,,.

:

III IIII

t'.. a 7

NI

e t I.t___A.

.

441/ 1 4 Ir si .vo 1--11 011 r

1

I, It :Re. .gt 0 i 3

'Ariz/

17,1 . 7 14. 3 111 160 Z- 41111

1

1.4

. AI, . . .-47 . t.

11

401 01, --.5o:

NV

No 44,

s4.41' ill

I.

liff a

WamillItiliiiii

,A INS

Ili

11 tH ITO TO 114 1941 Me ilia P OOOOO 60. TOOT or 30 1110 }..

1\1 II

O ' Op MwOTO 1 /Woo 1 1.4 1140 . ROI 10 is 7.. 4!. Ifi, I"'

I

I

Li. _1,f0 , if. 14 ".1.

rail

,./..

i

234, -..1.0?

IF

..

1146 : . lope ..' .0 0111

,

..'..!

III

,. _...L.!

\

s

r.

.

ill 490 4 Os

A

GI

,

-__IT_ BSC :! 3 ...4- %. -a

ill

ir

4 At_ s _a____m2.4

.

---lit

3 -.7. _a s 4 4:-_

4..iii

411

.r4

.

- Z 4' -. e v.

...41

_...1.1.____41? ie !....4 ..° .1 ik .. 4r _....j. .t ...,..1,

--....411

'....',!...

-le 110 A

_Illealit'FA

A -**-q:iiiam 441.11 1111211.115 to . 110 .4. ... .64 P Sumo, 19181

so. 'root of BOTTOM

It itto 1610

ar MIMI ON v.

Lk

::

LA 111101131311ELI CO

114

111/1

li

illio

111

Igo pe 111

go

CI=

11131 INLIEEL,LLZIPIC2211, IIIII

1E1

11.

:111111111/M110221.

61..

iiroul

4 lq -WOO

:al

ON J . ___I ._ 4 t____LL

.

a

al

, . 4 _.te

....le

D'In

WU

A

4

I4 Lb ..* A v ,,,, "It

.

.aill

MIN

1111111

ISM

1111

111111!

11* 1100064

vAillie

Nil

et

.

4% q

VA!'-

A

....

...." .... .* "Ci. 13 4 V R l' I.

MI

Ai

AIIII

PA

..

.

...

..

..

... lig

POrm04 POI SC Puppy

12

-De trim.

Uit het voorgaande blijkt, dat de op

pag.7 genoamde parameters voornamelijk _.20 door verandering van de trimhoek de

specifieke weerstand beInvloeden. In fig.17 is het verband tussen

trim-hoek en weerstand gegeven.

De hydrodynamische weerstand bestaat uit een drukweerstand, ale gevolg van de

loodrecht op het vlak uitgeoefende hy-drodynamische kracht (zie fig.1), en

wrijvingsweerstand gericht langs het vlak. Beide componenten zijn in fig.17 0

weergegeven.

Het is duidelijk, dat bij gelijke lift de drukweerstand zal toenemen bij gro-tere trimhoek (D = L1.tgt, zie pag.2). Bij kleine trimhoek - en daardoor groot

nat oppervlak - bestaat de weerstand

hoofdzakelijk uit wrijvingsweerstand.

Bij toenemende trimhoek neemt de wrij-vingsweerstand, en daarmee de totale

weerstand af; De totale weerstand is- a 2.0 4.0 64

het kleinst bij een trimhoek van ca: 40 Trip Angle. cls9

,Deze karakteristiek is voordelig voor _{Figure.17. Variation of Drag-Lift Ratio for Prismatic}

boten, die met weinig trim varen: wor- _{Planing SOrfaam.}

den zij te twaar beladen, dan zal au-tomatisch de- trimhoek groter worden;-

---hierdoor vermindert de (spegifieke!) Weerstand..

Bij trimhoeken groter dan 4 _{bestaat de weerstand hoofdZakelijk uit}

drukweer-stand.

Duidelijk is, dat het voordelig is de trim niet groter te laten zijn dan ca. 40 Het heeft dus zin, door het langssceeps verschuiven van gewichten, de optima-le trimhoek zo dicht mogelijk te benaderen. Tegelijkertijd is het van belang

het nat oppervlak zo klein mogelijk te waken.

Bij zeegang betekent een trimhoek van 4 , dat de boeg te veel boven water

komt, waardoor de versnellingskrachten ale gevolg van het klappen op de

golven te groot worden. Men zal, door verschuiven van gewichten, of het verstellen van speciale trimvlakken,een kleinere trimhoek kiezen; op vlak water laat men de boot weer op een grotere trim varen.00k bij het varen in

meelopende golven is een grotere trimhoek gewenst.

In fig.17 is nogmaals de invloed van de vlaktilling gegeven: een grote

vlak-tilling betekent een grotere weerstand in vlak _water.

Zeer snelle schepen hebben de neiging om met een geringe trim te varen: door

de grate hydrodynamische kracht wordt de boot ver uit het water getild; _de

"natte lengte" wordt daardoor klein en het c.o.p. verschuift ver naar

achte-ren. Hierdoor ontstaat een koplastig moment, _{waardoor de boot een}

evenwichts-toestand bereikt met een kleinere trim.

Behalve de genoemde parameters zal ook de richting van de stuwkracht invloed

hebben op de uiteindelijke trim. Een _{Z-drive ].evert een grater trimmend}

mo-ment, dan eon normale schroefas onder _{15 helling. Bij deze laatste uitvoering}

levert de schroef oak nog een

_component,

_{die helpt de boot uit het water tel}

tillen. Een "surface-piercing propellertgeeft _{weer een ander effekt,, dan de}

de genoemde uitvoeringen.

jairgt

Lift Area At t

Low Sp

highjiP

fig.18.

Chine Flat

Behalve door het verschuiven van gewichten of het aanbreagan van trim..

vlakken ken men de trim ook beInvloeden via de positie van het c.o.p.

Zoalareedegeze8d,rieefthetc.o.p.da neiging om zich bij toenemende snelheid naar achteren to verplaatben.

In fig. 18 is een rompvorm getekend, wearbij dit niet het geval is:

bij lage snelheid is de diepgang groot; het horizontale stuk van de bodem

komt bij het achterschip te water. Hierdoor ligt het c.o.p. vrij ver naar

achtereh.

Bij boge snelheid wordt de boot uit het water getild; het horizontale stuk van de bodem komt nu boven water en het c.o.p. zou daardoor naar voren verschuiven. Omdat tegelijkertijd de natte lengte afneemt is het resultaat

dat het c.o.p. zowel bij lage als bij hoge snelheid ongeveer op dezelfde plaats ligt. De trimhoek zal bij deze scheepsvorm dus over het gehele snelheidsgebied ongeveer gelijk zijn.

RIAALIEL

g RA-04NEL

Minieuel Chang

Wetted Aria Raduction

-

14-De langsscheeOge

Vorm'*an

de bodem:

Er Zijn drie hodfdvormen te onderscheiten:

recht,(fstraightl fig..194).

*;Atiol, ("hook", fig.190.

bol, ("rocker" fig.190,

Bij de rechte vorm hebben 411e punten van het vlakIdeZelfte inValahoeki De drUkverdeling verandert niet sterk bij toename *an de snelheid. Deze Drm is-goed Over het hele snelheidsbereik (mOnohedron).

Bij de holle vorm is de drukverdeling meer gelijkmatig over de lengte verdeeld; het c.o.p. ligt in verhouding achterlijker, waardoor de trim kleiner wordt. Dit is gunstig voor het planeren bij kleine snelheden; er is een grote lift, bij een kleine geinduceerde weerstand.

Deze vorm is ongeschikt vvor het varen met grote snelheid: bij het uit het water komen wordt de natte lengte kleiner, waardoor de invloed van de grote invalshoeken bij het achterschip steeds groter wordt. Er ont-staat een moment, dat de boeg naar beneden duwt; de natte lengte, en daarmee het nat oppervlak en de wrijvingsweerstand nemen toe. Dit ge-heel kan gepaard gaan met laterale onbalans, waardoor het schip niet Meer koersstabiel is.

De bolle vorm heeft een piekvormige drukverdeling; de bijdrage van het achterschip aan de lift is gering. Bij vergroting van de snelheid (en de daarbij behorende kleinere trimhoek) kan de invalshoek bij het achter-schip negatief worden. Er treedt daar zuiging op. De totale lift is dear-door klein en de geinduceerde weerstand groot.

Deze vorm wordt wel toegepast op zeer snelle schepen, die de neiging heb-ben met een te kleine trimhoek te varen; door de zuiging aan het achter-schip wordt de trimhoek vergroot. Ook komt deze vorm voor bij zeer snelle

lichte schepen; door de zuiging aan het achterschip wordt de neiging om

gevaarlijke luchtsprongen te maken verminderd. De bolle vorm is erg gevoelig voor "porpoising".

fig. 19a..

De dwarsscheepse vOrm van de bodeM1

De keute van de spa4tYotO 1.0belangrijk. In fig:20a is de.

drukverdeling tip de bodet aangegeven bij eon rechtespahtvorth. Omdat de hoek tussen het,apanen de horizontaal konStant is, is de lift L,

als

vertikale ontbondene:tan de dilikkracht:F gelijktatig Over de breedte:van het.spant_Ve;ideeld., De-"nattewaterlijn (stagnatielijn) is reCht

en

de

verdeling van de lift over de'lehgte'is oak gelijklatig. .

Bij de holle (004Caye),spantvOrm-is de sitUatie anders Oe verder naar

'buiten-, hoe kleiner de hoektUSSen het epenven'de horizontaal en hoe groter de lift. Bij tOename van de snelheid zal de boot uit het water

immen;

daarbij treedt een snelle Vermindering op van het opperVlak,

dat de meest efficiente lift leVert. Dit

ken

aanleiding geven tot

pot-poising". De

staghatielijn

is conceal.; de liftVerdeling over de lengte

fig.19b. fig. 19c 15 -Pressure istributi n Meaninciden V PL.)/ Ir

*STRAIGHT"

F _{Normal Force on Bottom}

L

Dynamic Lift

A

_{Lateral Force}

fig.20a.

fig.20b.

geeft een meer achterlijke ligging van het c.o.p. Dit resulteert in een kleinere trim, met een inefficiente umalle waterlijn en een groot

natop-pervlak. Bovendien is de concave vorm, door de kleine hoek van het spirit

bij de kim, gevoelig voor stampen in zeegang.

(fig

.20b)

De bolle (convexe) spantvorm heeft de nadelen van de concave spantvorM

niet. Hier is het verlies aan liftotparvlak bij vergroting van de

snel-heid gering (zie fig.20c). Dit is tevens het minst effectieve opt.ervlak.

Het resultaat is, dat de boot goed uit het Water komt; het c.o.p. 1igt1 in verhouding vender naar voren; de boot vaart met een goede trim en een .klein nat oppervlak. Convexe'spanten gadragen zich soepel in zeegang.

vim

(V in kn, L in ft.) 43

_vim

(V in kn, L in m.) 5,43 vlaktilling in ° 16 *CONVEX A r s ur

istribution

17

-fig.20c.

De inVloed van de vlaktifling op de weerstand.in vlak water is

in

het

voorgaande behandeld. Zoals reeds geZegd kiest men voot Zeegaande boteh

voor.een flinke vlaktilling, omdat

vootal

V-VOrmige spanteh in het

voor-schip

minder gevoelig zijn vook dtampen.

Dervershellingekrachten

zijn

kleiner, het comfort Voor de opvarenden grOter. Door de geringere

stamp-bewegingen-zal de boot in Staat zijn ook bij enige-zeegang (bij echte

ruwe,zee is,planeren Onmogelijk) een hoge snelheid vol te

houden.-Hoe groter de snelheid, hoe ongemakkelijker de bewegingen van een

pla-nerende boot in zeegang; het is daarom te begrijpen, dat voor grotere

snelheden het voorschip steeds scherper gemaakt wordt en dat daarmede

ook de vlaktilling toeneemt.

Een richtlijn voor de vlaktilling als funktie van V/VI is gegeven in

de volgende tabel:

Blj het kiezen van de vlaktilling moet men ook op de stabiliteit letten.

Hoe groter de vlaktilling hoe kleiner de vormstabiliteit (kleinere KB

en smallere waterlijn bij gelijk deplacement). Net is voorgekomen, dat

boten met grote vlaktilling en geringe stabiliteit een helling kregen,

en op 66n van de vlakhelften gingen planeren. Dit is natuurlijk een

onplezierig en gevaarlijk gebeuren.

Stagnation

his

Sprayrails:

De functie van sprayrails is:

- afbreken van de stroming en daarmee voorkomen van onderdruk (pag.5). - vergroten van de druk onder de bodem en daardoor verkleining

van het nat oppervlak.

PL.V.

3,5 4 4,5 15 6 7

-6,33.7,24 8,159,06 10,87 12,68:14,49

In fig.20 is to zien, dat de stroming onder V-vormige bodems diagonaal

verloopt . De sprayrails rechten deze stroming en geven tevens een

buiging naar beneden. De druk onder het vlak wordt groter en het nat,

oPpervlak kleiner.

In fig. 21 is het verschil in nat oppervlalc te zien bij een boot met en

den zonder sprityrails Merk op, dat het c .0.P. van de boot met

spray-rails achterlijker ligt ;

deze boot zal dus met een kleinere trimhoek,

va-ren! In fig.21 is ook de drukverdeling t .p.v. de sprayrails aangegevezi.

De druk is het grootst aan de binnenzijde van de sprayrails ,

en' lea& aan

de buit enzij de .

De sprayrails hebben ook invloed op de slinger- en gierbewegingen. De

druk op de onderkant van de sprayrail dempt de slingerbeweging; de di-uk

op de zijkanten gaan de gierbeweging tegen.

Le .a ding Edge

Figure 2.t. Deep V Section With Sprat? Strips.

+ - Ifjbc

fig.21 .

18

-,'Actual Wetted Bottom_

.Wetted Bottom Without Rail.

Figure 21 Reeds-mended Chine Shape. (Please note that in

the fortbod:, this is sirtuall a round boat).

tc.sCe. - 157c

I __...

Atjw...

:... _

.4 4

414/.01

41111111111MEMPY

gmlowardrad

k"k_1111111111/297A"

,iw

-Ftgureat4. Body Plan foe Modern Double-Chine Pinning

H

-

19,, fig.25. MiMiaLINE Lines of "Korner-. - - WATERLINE 2 - WATERUPE 1

fig.22 geeft het spantenraam van een planerend vaartuig uit de vijftiger

Jaren (deep-V-monohedron). Dit

type

was het eerste, dat werkelijk snelheid

kon behouden bij zeegang. De paralelle ontwikkeling van rondspantboten met een grotere snelheid en knikspantontwerpen met betere zee-eigenschappen leidde tot een eindvorm, die voor beide typen niet veel verschilden.

Bij veel knikspantboten verdwijnt de knik in het voorschip. Een voorbeeld

van zo.:n schip toont fig.23; hierbij zijn twee "sprayrails" integraal in de

rompvorm opgenomen. Dit ontwerp stamt nit de zestiger jaren.

fig.24 is een voorbeeld van een

dubbel-knikspantontwerp

van. omstreeks 1980.

Bij hoge snelheden komt de onderste kniklijn grotendeels boven water. Er ontstaat dan een effektief planerend oppervlak met een grote L/B-verhouding en de bijbehorende geringe weerstand over een groot snelheidsbereik.

De grotere breedte boven water waarborgt een goede stabiliteit.

Volgens Savitsky is het een misverstand, dat knikspantboten beter zouden voldoen dan rondspantboten of omgekeerd. Dergelijke konklusies zijn het gevolg van de vergelijking van een uitstekende boot van het ene type, met

een slecht voorbeeld van het andere.

In werkelijkheid liggen de presiatiei'van-beide typen, beide

geoptimali-seerd voor dezelfde omstandigheden, zeer

dicht

bij elkaar.

fig.25 toont het spantenraam van de "Koller" een reddingboot van.de K.N.Z.H.R.M. Deze rondspantboot behoort niet tot de echte planerende vaartuigen, maar valt in de categorie "high-speed-displacement"

Dit schip stond bekend als een goed zeeschip en is in staat een relatief

hoge snelheid in zeegang te behouden.

Gedrag in zeegang.

Vertikale versnelling-als gevolg van de golven.

Deze versnellingen zijn niet lineair afhankelijk van de golfhoogte. De

lineaire

superpositiemethode,die

ontwikkeld is voor deplacementschepen

gaat dus voor planerende schepen niet op. Daarom is men aangewezen op de resultaten van modelproeven in onregelmatige golven.

Savitsky Wheeft uit zulke modelproeven een benaderingsformule voor de ver-snelling van het gewichtszwaartepunt bepaald. Deze luidt:

RCG= 0,0104(HO + 0,084)r/4 (1,666

41/30)(V/VL)2(11/10)/S1

waarin:CG=

gemiddelde vertikale versnelling van het gewichtszwaartepunt.

Hmo= significante golfhoogte.

r

= evenwichtstrimhoek in graden.

= vlaktilling in graden.

V = snelheid in kn.

L = lengte geladen lastlijn in ft.

b = breedte in ft. =

A/20

fo

= dichtheid water in

lbs/P0

deplacement in lt.

-

20-De gemiddelde 1/11 hoogste versnelling verhoudt zich tot de gemiddelde

versnelling

R1/N R (1 -elog N)

Hieruit volgt, dat de 1/5 hoogste en de 1/10 hoogste versnelling respek-tievelijk 2,1 en 3,3 maal de gemiddelde versnelling zijn.

Voor bet toepassingsgebied van deze formules, zie[7]. _

Uit deze formules kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

Ala elle andere condities gelijk zijn geldt:

De versnellingen zijn recht evenredig met de trimhoek. Zij kunnen dus gemakkelijk verminderd worden door de trimhoek te verkleihen.

(bijv. door verplaatsen van ballast).

De versnellingen zijn omgekeerd evenredig met de vlaktilling:'een flinke vermeerdering van de vlaktilling betekent een grote reduktie

van de versnellingeh.

Aangezien C, omgekeerd evenredig is met b3 en in de formule ook L/b

voorkomt, blijkt, dat de versnellingen evenredig zijn met b2.

eon 10% reductie in breedte betekent dus ongeveer 20% reductie van de versnellingen: voor goed gedrag in zeegang moet een planerehde

boot smal zijnI

Dit is ook den van de redenen voor het toepassen van de dubbele knik

bij de boot uit fig.24.

Het is duidelijk, dat elle genoemde maatregelen om de versnellingen te verminderen leidtntot een romp met een grote hydrodynamische weerstand en geringe accommodatieruimte. Voor elke boot moet dus een gOed coMpromis

ge-zocht worden.

Snelheidsverlies in zeegang.:

Uit modelproeven blijkt, dat het procentuele snelheidsverlies in zeegeng maar weinig afhankelijk is van de snelheid.

Voor boten met een grote L/3-verhouding en een normale vlaktilling blijkt het snelheidsverlies vooral bepaald to worden door de significante golf-hoogte in relatie tot de scheepsgrootte, zoals uitgedrukt in de coefficient

H.4/7)1 Net snelheidsverlies neemt toe bij kleinere vlaktilling

en/of'klei-nere trimhoek - vooral als hierbij de boeg flink in het water komt. Een indruk van het snelheidsverlies geeft fig.27.

Stampen en dompen in zeegang:

De stamp- en dompbewegingen zijn ge-woonlijk maximaal in het snelheids-gebied van de deplacementsschepen, als de ontmoetingsperiode met de gol-ven gelijk is aan de eigen stamp- en/

of dompperiode.

Tij dens het planeren zijn de

bewegin-gen in wezen onafhankelijk van de snelheid, en ongeveer de helft van die In het lage snelheidsgebied. Voor

boten met een hoge L/H blijken de

be-wegingen acceptabel.

NoWn.a.4,

t.0 2., 31.5 h.co

_

Figuni7. Speed Lou la a Seaway for Typical High LB

Plaiting HullIIIConstant Prewar).

PL. IV. 20

.10 .GB

- 21

Stabiliteit en slingeren:

Bij

deplacementsnelheden

is de

stabiliteit_overeenkomstig

normale

koop-vaardijschepen. Omdat het lichte schepen betreft do-respon6 op golven

vrij groot en kunnen bij lage snelheden grote slingerhoeken optreden.

Met succes worden vin-stabilisers toegepast; hiermee kunnen de

slinger-hoeken tot ongeveer de helft teruggebracht worden. De vinnen betekenen extra weerstand; door de vinnen bij hoge snelheid in te treiken hebben

zij geen invloed op de weerstand bij hoge snelheden.

Lindsay Lord merkte op, dat de helling van een motortorpedoboot na het

afschieten van een van de twee torpedo's bij hoge snelheid, aanzienlijk

kleiner was, dan bij dezelfde beladingstoestand, stil liggend.

Door de hydrodynamische krachten neemt de dmarsstabiliteit dus toe!

Om de stabiliteit voor berekening toegankelijk te maken bepaalde hij langs

empirische weg een virtueel waterlijnoppervlak, als funktie van het aan-wezige waterlijnoppervlak en de vorm van de bodem (zie fig.28 en 29). Voor monohedrons bepaalt hij ook direkt de dynamische positie van het aanvangsmetacenter uit:

BMe -(I/V)x,

waarbij x volgt uit fig.30.

Let op! Bij de langsstabiliteit is de situatie juist andersom!

Door de kortere en scherpere waterlijn neemt de langsstabiliteit planeren af. Dit is gunstig voor de zeegangseigenschappen; immers hoe

kleiner GM hoe minder neiging het schip heeft zich in de golven te boren.

Duidelijk

Is

daaruit af te leiden,waarom boten met een of meer steps in

de bodem (goed voor een klein nat oppervlak in vlak water) onbruikbaar zijn in zeegang: zij hebben een heel groot langstraagheidsmoment van de waterlijn. (go ook na, wat er gebeurt, als een step aan gen zijde door

een golf afgeblind wordt!).

To pope.. lopPli OP &&&&& Pou oyusolc loPOPpillpit .MULTIPT otaTja

OODIOTILS wrr Talla 100

2.

62 U I 60 au a. E0 W Z100 1 CL 00 Ii-60 0

₀

20 7 V 9

6 I61 4

3 STAT IONS fig.28.

FOR DYNAMIC MOMENTS

OULD ay &&&&& puselLmAliCL

WM OUIJA LOW I 9

6--

81 A

WATER PLANE SWOPE AT REST

wATER PLANE AREA OP DYNAMIC MOMENTs

(Monoheilron) fig.29.

EFFECTIVE _WATER-PLANE CHANGE

uit: Lindsay Lord,

fiNaval Architecture of planing hulls': .

iiiii00141POW74111

MilrilIMIIIIIIIIMMI

tidlrAtill11111

ritirAMINIMO

_dz..,

IPA

MO

,

MIA

MN

UM

LIME

1,

1

,

11.:

\

,

,

v

L.

t..

. ...

R.14 2/

IA

13S

LIS

-

22

-RA

SPEED - OSSIA RSTIO

fig.30.

Koersstabiliteit;

Hoewel er wel proeven zijn ultgevoerd,is er nog gAen betrouwbate _methode

om de koersstabiliteit en de manoevreereigenschappen van planerende boten

te voorspellen.

Het komt voor dat deze boten bij lage shelheden, als de boeg nog niet uit het water is getild, koersonstabiel zijn; bij planereh zijn ze over het algemeen koersstabiel, omdat dan het lateraaipUnt (aangrijpingspunt van

de resultante van de horizontale krachten) verder naar achteren ligt.

Is een boot bij planeren koersonstabiel,-dan _{is dit gemakkelijk te}

verhel-pen door het vergroten van het schegoppervlak.

Bij zeer. hoge snelheden wordt de _{trimhoek kleiner en kan het}

voorkomen, dat de boeg weer te water komt;

bij,uitgesproken convexe boegspanten kunnen grote onderdrukken ontstaan, die tot plotselinge helling of koersafwijking

aanleiding kunnen geven. Door het aanbrengen van langsscheepse _sprayrails

is dit mogelijk te verhelpen.

Gewezen moet nog worden op een gevaarlijke vort van koersonstabiliteit, die voorkomt bij het varen in meelopende golven. In fig.32a is te zien, dat

bij het inhalen van een golfrug het lateraalpunt (c.l.r.) _{ver naar voren}

verplaatst. De weerstand neemt toe; samen met de achterlijker _aangrijpende

massakrachten vortt de weerstand een moment, dat een kleine afwijking _van

de rechte koers groter maakt. De kans op dwarszee slaan of zelfs kapseiien

is reel aanwezig. Deze neiging _{kan warden}

_tegengegaan,

door het

lateraal-punt zover mogelijk near achteren te brengen. Niettemin blijft _dWarszee's

slaan een limiterende factor _{voor de snelheid in zeegang.}

-Gorrter

PODft

ato

i/3 It

Pl. Aria 15 Owl I Inteepl.ni an.

les Ohms

- _{Effect of Activated Roll-Fin}

Stabilization. fig. 31.

Pi.V: 22

i 1 1 INCREA5E OF BM

Illir

pp/

1l4 MOROREDEON-14ULL5 rAlic 11M, RAMP

---

TOL POettS SHowla M

tr.tiatl..bil '

AI

V r.l' .7. Illirr. a , .. ,r 4., i. 1-Q 41

riA421

Anill

A0,4010r

DIRECTICeNALLY UNSTABLE ,e DIRECTIONALLY STABLE III Atue!._ 23 -C.LR fig.32a. Tarim Lever fig.32b. Ri Alin Lever

Rompen, waarbij sterke zuiging aan het achterschip optreedt, zijn vaak niet erg koersstabiel. Dit verschijnsel is nauwelijks te verhelpen.

Sturen:

Voor schepen, die met grote snelheden kunnen varen is een goede bestuur-baarheid van groot belang i.v.m. het voorkomen van aanvaringen.

Er is keuze uit twee mogelijkheden

door de stuwkracht zijdelings te richten (Z-drive, waterjet)

door de stuwkracht zijdelings af te buigen (roeren).

Beide systemen worden toegepast.

c4

Bij Oet veranderen van koers.zal den van de kimmen ils intredende zijde gaan fungeren ale gevolg van de dwarsscheepse snelheidskomponent. De druk aan die zijde wordt daardoor hoger. Hierdoor ontstaat een moment, de de boot een naar het middelpunt van de draaicirkel gerichte helling

wil geven.

-Ben dergelijk binnenwaarts gericht moment wordt geleverd door de roer-kracht, tezamen met de laterale weerstand die de boot tijdens het

draai--en ondervindt (zie fig.33).

Bij een juist ontwerp zullen deze twee momenten samen groter moeten zijn dan het centrifugale moment, gevormd door de massakracht in het

gewichts-zwaartepunt en de laterale weerstand.

In dat geval zal de boot een veilige binnenwaarts gerichte helling

aan-nemen.

In fig.34a is aangegeven, dat onder het achterschip ook negatieve druk-ken kunnen voorkomen, die de naar

binnen gerichte momenten vergroten.

Bij extreme ondtrdrukken kunnen deze momenten zo groot worden, dat grote binnenWaartse hellingen kun-nen optreden en zelfs gevaar voor

kapseizen kan bestaan.

Fig.34b laat een drukverdeling zien

DIRECTION OF FORCES_ IN TURNING

U=MLY UMULULT

- ;emu k or,

cwoculAFT

,NOrithi6 LEFT-- RIJODIM Ahip 714g ReSin.TANT

jjapiwts gfisE EFf acT or TD4f ITARDowap 04114 t

fig.33.

fig.34b.

die meer gelijkmatig over de breedte is verdeeld, waarbij deze effecten niet voorkomen. Een betrekkelijk breed achterschip is aante bevelen. Dit voorkomt het achterovertrimmen als gevolg van de centrifugaalkracht, die

de boot in de dwarsscheeps opgewekte"boeg"-golf wil drukken. Dit zou extra

weerstand en this snelheidsverlies veroorzaken.

Sons is het beter in het achterschip geen scherpe kim te maken. Deze

heeft de neiging zich"in te graven" in de dwarsscheepse

golf.(fig.34a.)

Door een afgeronde kim toe tepassen glijdt de boot gemakkelijker tegen

de opgewekte golf op.

Vertrimmen en daarmee onder water drukken.van het achterschip kan oak worden'veroorzaakt door een onjuiste stand van de roerkoning. Deze be-hoort loodrecht te staan op de "natte" waterlijn-bij voile snelheid. Staat hij loodrecht op de ontwerpwaterlijn, dan zal er bij vertrimmen .een vertikale komponent van de roerkracht ontstaan, die het achterschip

omlaag drukt.

25

I:1

AVERAGE EED REDUCTION . grj TURNS AFTE,R WeTuRW--fig.35. le 15LAM !ea_ P151 fig.37. I / I / t I 1 i 1 i 1 1

ti-- FINAL DIAMETER : Os

1 0 I 1.Z. / > I o 0 4

/

lACTICAL DIAMETER fig.36.

Fig.35 geeft een indruk van het snelheidsverlies dat volgens Lord optreedt

bij het Maken van een draaicirkel. Opmerkelijk is, dat bij een draaicirkel

met een diameter

van den

scheepslengte, de snelheid zou toeneMen.lo'n korte

draaici,rkel teeft echter geen ptaktische betekenis; een goede planerende

.boot heefteen kleintte draaicitkel met een diameter van Ca. 2/ scheepslengte

voor langzame, tot. lOscheepslengten bUheel snelle schepen. Roeren:.

Bii tOepasSing van roerenis het van belang eeh rOer toe te pasSen, dat een

grote stuutkracht geeft, bij een minimale weerstand: Yoe:a' een effektieve

roerwetking dienen ze daarOM altijd achter de schroef geplaatst te worden.

DubbelschroeVers worden due

meea-tal

Uitgevoerd met twee roeren.

Een indruk van het benodigde

roer-oppervlak geeft fig.37.

De grafiek geldt voor het totaalop-pervlak van balansroeren, die direkt achter de schroef zijn geplaatst.

Voor roeren achter een scheg kan

het oppervlak 20% kleiner genomen

worden.

Bij het bepalen van de roerafmetin-gen is er voorkeur voor een hoge

as-pektverhouding: zo'n roer heeft wei-nig weerstand en geeft een groot

binnenwaarts hellend moment.

Balansroeren worden veel toegepast. Ze hebben een sioomlijnvormige door-ankle. Bij grote snelheden en gevaar

PL.V. 25

' 99

"

43s 4. -

L111 II

It JI

A%icrae.

RUDDER AREA

sl.,,,

ft.! of WORKtkle SuRFACt r 1 -' ' ms,

IN

II 11111 if MI

REINIMUMIN

INHAM

."

NAIINIIIIHMIMI

,,1111/11IFIVAREWAYAI

7

,

0

'Mite.

,

e- .

\

0 I %

PERCIN1 OP STR.M614TAWAY SPUD

go S. _{PATH SWEPT BY LEADING CHINE}

0 2 2 0

sik

waarin F.= roerkracht

in2 N A= roeroppervlak in m # = snelheid in kn

c = coefficient uit tabel

-

26

-F =

V2

fig.39.

vocr cavitatie worden ook wigvormige doorsneden toegepast (fig.38): Het ba-lansgedeelte is bij een wigvormiglroer

HULKINS BALANCED RUDDER

groter dan bij stroomlijnvormige

door-WEDGE-SPADE TYPE sneden, omdat het aangrijpingspunt _van

de resulterende roerkracht verder naar

fig 3P achteren ligt. ( bij wigvormig roar ca.

22% van de roerlengte uit de voorkant

van het roer; bij een stroomlijnvormig roer is dit maar ca.10%). Ten opzichte van een roer met scheg hebben

ba-lansroeren drie nadelen:

er is een aparte steun voor de schroefas nodig; dit _betekent

extra weerstand. Bij een roer met scheg kan _{de as in de scheg}

gesteund worden.

bij grote roerhoeken is een balansroer geen ideale

stroomgelei-der; afbreken van de stroming treedt bij kleinere _{hoek op,dan}

bij een roer met scheg.

hij achteruitvaren is het balansroer ook minder _effektief.

Daar staat echter tegenover, dat een balansroer goedkoop is in vergelijking met een roer met scheg. Een zeer efficient roer is getekend in fig 39

Uiteraard is dit duur om te maken. Daarom worden deze _{foeren ook we].}

half-/wog 'uitgevoerd: het deel onder de schroefas wordt _{weggelaten. Dan is de}

vorm van de scheg eenvoudiger, maar om dezelfde roerkracht _{te krijgen,}

most eon langer, minder efficient (kleinere aspektverhouding) roer worden

aangebracht.

De roerkracht kan worden berekend aan de _{and van de volgende empirische}

formule:

tabel voor c

SECTION 'AA' RUDDER _{5TRLIT FAIRED}

for RIGHT HAND SCREW

N.V. 26

-aspekt - V-ih

lin

erhouding 20 30_ 40

1,0 51,8

48,9

46,5

1,5

64,7

60,9

58,5

2,0

75,3 71,9 68,6

-

27-De maximum roerkracht treedt op bij eon roerhoek van 300tot 32°;

daarbo-ven treedt loslating van de stroming op. Tibor het bepalen van het

roar-moment moet men er

rekening

mee houdeR, dat de resultante van de

roer-krachten zich bij eon roerhoek van 30 near achteren verplaatst., Deze

ligt den

op

35% van de roerlengte achter de voorzijde van het roer bij

eon balansroer en op 40% van de roerlengte bij eon

wigvormig

roer.

Om een goede

stuurwerking

to krijgen moet het roer zo ver mogelijk van

het lateraalpunt worden aangebracht, due in het algemeen zo achterlijk

mogelijk. Roeren moeten good tegen de romp aansluiten om drukverlies

door een tipwervel te voorkomen. Achter de spiegel aangebrachte roeren

gijn am die reden minder effektief.

Bij het toepassen van twee roeren bij dubbelschroevers moet het

stuur-mechanisme zo zijn uitgevoerd, dat het- roer, dat de binnenbocht moet maken

de grootste roerhoek heeft; dit roer volgt immers de kleinste

draaicir-kel; dit is to bereiken, door de twee heimstokken niet evenwijdig te

plaatsen (zie fig 40) Ben eenvoudig systeem, waarbij de krachten of)

ie-der roer altijd gelijk zullen zijn geeft fig.41.

5ETTING OF TWiN RUDDERS fig.4°.

p:FFERewriAL_IIE no FOC. ETT:NO OF TM!: Z.i,PEZ5

Roerkoningen worden vaak uit pijp geMaakt, vanwege de gewichtsbesparing.

Afhankelijk van het roertype moot de roerkoning niet alleen op wringing,

maar ook op buiging en afschuiving worden bekekend.

-

2E3-Voortstuwing:

De ontwikkeling van planerende vaartuigen is in belangrijke mate

afhan-kelijk

van het beschikbaar komen van energiebronnen, die een steeds

gro-ter vermogen per kg-massa konden leveren.

Tegenwoordig worden twee typen vermogensopwekkers gebruikt:

de suiger-verbrandingsmotor (met drakvulling)

de gasturbine.

De eerste soort wordt het meest toegepast, meestal in de vorm van een

turbo-dieselmotor, met een hoog maximaal toerental.

Deze hebben over het gehele toerenbereik een laag brandstofverbruik; de gebruikte dieselolie is goedkoop. Ze.zijn goed bestand tegen de zoute

maritieme atmosfeer.

Ale nadelen van de dieselmotor gelden het betrekkelijk grote gewicht en het regelmatig noodzakelijke onderhoud. Voor vermogens boven de 4000 KW

zijn geen sneilopende lichtgewicht-motoren te krijgen.

Gasturbines zijn veel lichter in gewicht en vergen minder onderhoud dan een vergelijkbare dieselmotor. Ze hebben echter een hoog brandstofverbruik. Hierdoor wordt vooral op de langere trajekten het voordeel van het kleine gewicht geheel te niet gedaan door de grote hoeveelheid brandstof, die moet worden meegenomen. Het brandstofverbruik is vooral hoog buiten de ontwerpcondities van de turbine, dus bij het vareh met lage snelheid.

Gasturbines produceren bovendien veel lawaai. Ze zijn tot grote vertho-gens beschikbaar.

De keuze tussen dieselmotor of gasturbine hangt geheel af van het beno-digde vermogen, de lengte van het te varen trajekt en de vraag of steeds

op voile snelheid zal worden gevaren.

Soms past men een kombinatie van beide soorten toe; op een patrouilleboot

met drie schroeven werd de middenschroef aangedreven door een gastu.fbine,

en de twee buitenschroeven door dieselmotoren. Een patrouilleboot vaart slechts een betrekkelijk klein deel van de tijd op topsnelheid. Voor de lage snelheden zijn de twee dieselmotoren voldoende. Alleen tijdens het varen op maximum snelheid wordt de gasturbine bijgeschakeld; in dat ge-val is een tijdelijk hoog brandstofverbruik niet zo'n bezwaar.

Ale voortstuwers komen in aanmerking:

de schhepsschroef

de waterjet

De waterjet bestaat uit een krachtige waterpomp, waarvan de rotor is,

aangebracht in een langsscheeps kanaal; het water wordt aan de voorzijde

van het kanaal, dat sChuin in de scheepsbodem uitmondt,aangezogen en

met kracht aan de achterzijde uitgestoten. Meestal heeft dit uitstoten juist boven de waterspiegel pleats. Aan de achterzijde van het kanaal bevindt zich een kleppenstelsel, waarmee de waterstraal zijwaarts

ge-richt of omgekeerdt.kan worden. Op deze wijze kan men -met de boot manCe-.

vreren. De toepassing van de waterjet is hoofdzakelijk beperkt tot sche-pen met geringe%diepgang, waarbij schroeven beschadigd zouden kunnen worden bij aan de grond lopen (readingboten)

Scheepsschroeven worden algemeen toegepast. Het gevaar voor cavitatie-erosie bepaalt het type schroef, dat wordt toegepast.

Tot een snelheid van ongeveer 35 kn kunnan over het algemeen

nele vaste schroeven worden toegepast. De shhroeven kunnen worden

ont-worpen met behulp van de schroefdiagrammen van standaardseries; in

Ame-rika gebruikt men voor planerende boten vaak de diagrammen van Gawn-Burrill.

Wschroeven van Gawn-Burill hebben elliptische bladen; de bladdoorsneden

hebben een vlakke drukzijde en cirkelboogvormige zuigzijde. Het rendement

van deze schroeven is goed, maar daalt aanzienlijk op het moment, dat

cavitatie optreedt. Boven een snelheid van 30 kn kan men cavitatie

ver-wachten.

Daarom past men tussen 30 en 40 kn vaak NewtonRader sehroeven DA toe.

Dit zijn geheel caviterende schroeven. Voor de bladdoorsneden zie fig.42.

In dit snelheidsgebied is het rendement groter dan van de Gawn-Burrill

schroeven. Over het algemeen kan met een hogere schroefbelasting en dus

met een kleinere diameter en een hoger toerental met de Newton-Rader schroef

een goed rendement worden bereikt. De rendementsvermindering door de

klei-nere diameter wordt goed gemaakt door de verminderde weerstand door

kor-tere asuithouders. Bovendien is er een gewichtsvermindering door de

kleine-re schroef, kortekleine-re uithouders en een kleinekleine-re overbrengingsverhouding in

de vertragingskast. De meeste Newton-Rader schroeven zijn vervaardigd van

hoogwaardig nikkel-aluminium-brons met een hoge weerstand tegen

cavitatie-erosie. Voor de ontwerpmethode om de juiste Newton-Rader schroef te kiezen

zie

adl.

Boven snelheden van 40 kn past men supercaviterende schroeven toe. Deze

hebben bladen met een gebogen wigvormige doorsnede; de intredende zijde

van het profiel is scherp. zie fig.43.

De schroeven zijn vaak gemon-teerd op een schroefas, die tot 150 ken hellen. Ook de inboard-outboard-drive met een horizon-tale as komt veel voor, evenals natuurlijk de

buitenboordmoto-ren op kleine schepen. De stand

van de as. heeft invloed op de

trim, maar ook op het rendement

van de schroef.(zie

Di

en ).

De laatste tijd worden "opper-vlaktebropellers" toegepast. Dit zijn schroeven,.waarvan de naaf gelijk ligt met de onderzijde

van de spiegel; de schroeven zijn

due maar half ondergedompeld. Het blijkt, dat bij snelheden boven 30 kn met deze schroeven

een snelheidswinst van 10 a. 15%

kan worden behaald in vergelijking met eon normale schroef. Deze

snelheidswinst is hoofdzakelijk eon

gevolg van de vermindeting van de weerstand door het vervallen

van de uitwendige schroefas en de

schroefuithouders.

mat

L.E.

Figure 92. Blade Sections for Nen ton-Rader Full)

Cavitated Propeller.

ft

.50 E

Supercavitating Propeller.

In sommige gevallen worden "contra-rotating propellers aangebracht. Dit

zijn twee tegengesteld draaiende schroeven, die achter elkaar op den as

gemonteerd. Het ontwerp en de toerentallen van beide schroeven zijn

verschillend, om een optimaal rendement te kunnen bereiken. De twee

schroe-ven hebben altijd een verschillend aantal bladen.

- 30

Neveheffekten ale gevolg van de vportstuwing:

Net installeren van een groot vermogen in een relatief lichte boot been invloed op de gedragingen van schepen met een oneven aantal schroeven. Bekend is de voortdurende stuurkorrektie, die nodig is op een enkelschroer

ver, afhankelijk van de draairichting van de schroef.

Er treedt echter nog een ander effekt op.

Net motorkoppel van een enkelschoever zal in evenwicht gehouden worden door.een stabiliteitskoppel; een lichte boot zal een kleine helling aan-nemen. Door de bekende helling-gier-koppeling van de scheepsbewegingen

zal dit ook aanleiding geven tot een stuurkorrektie. Alternatief kan aan

66n zijde van de spiegel een klein trimvlak worden aangebracht.

Bdj zeer snelle, lichte schepen met snellopende motoren kunnen de

scheeps-bewegingen merkbaar beinvloed worden door het "gyroscoop-effekt". Uit de mechanics is bekend, dat als men de richting van de draaiingsas van een gyrotol wil veranderen, er krachten optreden, loodrecht op het vlak, waarin men de draaiingsas van stand wil veranderen.

Bekijken we een gyrotol, die gelagerd is in de punten A en B. De tol heeft

een massatraagheidsmoment I en draait met een hoeksnelheidul rechtsom.(fig.44

Veranderen we de stand van de draaiingsas met een hoeksnelheidS1, dan

oefe-nen de lagers op de as een kracht R uit, waarbij geldt: R = In/l.

Is de gyrotol een motor of gasturbine van een boot, die een stuurboord bocht maakt, dan oefenen de lagers op het schip een kracht uit, tegen-gesteld aan R. Er ontstaat dus een koplastig moment.

Bij een bocht naar bakboord zal de boot juist achterover trimmen. Bij een linksdraaiende motor is het effekt tegengesteld.

Omgekeerd treden er om dezelfda reden bij stampen in zeegang hinderlijke

stuureffekten op (fig.45).

Ga na, dat bij een dubbelschroefinstallatie met tegengesteld draaiende

motoren bovengenoemde verschijnselen niet optreden, omdat de optredende

momenten elkaar opheffen.

In de oorlog is een eerie motortorpedoboten in de V.S. uitgerust met trie rechtsdraaiende motoren; dit was gemakkeljk i.v.m. reparatie en vervanging. Deze schepen bleken in zeegang onbestuurbaar.

PZ.V 30

Beschikbaarheid voortstuwingsmotoren:

Het planerende vaartuig is heden ten dage een veel voorkomend type; vooral pleziervaartuigen worden in grote aantallen afgeleverd. Toch

zijn deze aantallen nog te kleih bm er speciale motoren voor te ont-wikkelen. Met uitzondering van de zeer kleine vermogens (denk aan de

buitenboordmotoren) is men daarom aangewezen op gemariniseerde versies van bestaande tractie- of stationaire motoren. De vermogens.van auto-motoren zijn voor scheepsgebruik bescheiden.

Hieruit volgt, dat de grotere jachten en gebruiksvaartuigen vaak wor-den ontworpen uitgaande van verkrijgbare motoren. De hoofdafmetingen

en/of de maximaal te behalen snelheid kunnen daardoor warden beinvloed.

Gasturbines zijn wel in grote vermogens te krijgen, doch voor de meeste commerciele toepassingeh zijn ze te duur, vooral door het hoge

brandstof-verbruik.

Invloed van het gebruiksdoel op het ontwerp:

In het voorgaande is de invloed van de hoofdafmetingen op de prestatieS

van planerende vaartuigen behandeld. Een schip is altijd een compromis tussen tegenstrijdige eisen. Deze eisen kunnen zodanig zijn, dat de op-timale verhoudingen niet kunnen warden toegepast.

Een goed voorbeeld zijn plezierjachten. Bij kleine open bootjes zou er

een groot gebrek aan stabiliteit zijn, als ze werden ontworpen met een

grate L/B-verhouding. Zij zijn daarom veel breder. In deze categorie

zijn zeer afwijkende scheepsvormen ontwikkeld am voldoende stabiliteit

te combineren met goede vaareigenschappen; voorbeelden zijn rompen met

een omgekeerde V-bodem en vaartuigen, die aan dek vrijwel rechthoekig

zijn en voorzien zijn van een lenge lepelboeg.

Omdat deze boten in beschut vaarwater Vaien, en dan nog vooral met mooi weer warden daarmee concessies gedaan aan het gedrag in golven.

Ook bij weekend-kruisers is de L/B-verhouding veel kleiner, dan

overeen-komt met optimale planeereigenschappen in golven. De breedte is groot om een redelijke accommodatie te kunnen realiseren; om stahoogte te

krij-gen zijn deze boten oak vrij hoog. Het daarmee gepaard gaande hoge

ge-wichtszwaartepunt noodzaakt op zich ook al een grote breedte te kiezen. Oak hier geldt, dat alleen bij betrekkelijk mooi weer gevaren wordt. Pas bij de grate jachten, met bescheiden bovenbouw, zal de stabiliteit niet mLatgevend zijn voor de hoofdafmetingen.

Zeegaande wedstrijdboten hebben meestal een diepe V-bodem met konstante vlaktilling. Voor deze schepen telt alleen de maximum snelheid. Zo'n boot is slank, om de snelheid bij zeegang te kunnen handhaven. Uit fig.8 blijkt, dat bij een geringere slankheid bij hoge snelheid een kleinere weerstand optreedt. Hier moet dus oak een compromis worden gevonden;

dit compromis ligt over het algemeen daar, waar het uithoudingsvermogen van de bemanning nog juist voldoende is bij de optredende grote

versnel-lingen. Uiteraard moeten ook boot en uitrusting zonder averij zo'n wed-strijd kunnen doorstaan. Een zorgvuldige konstruktie en elastische op-stelling van elle vitale apparatuur is hiervoor een voorwaarde.

De meeste planerende gebruiksvaartuigen, zoals bemanning-afhaalboten voor offshoreplatforms (Golf van Mexico!), snelle visboten, loodsboten ,en brandweerboten kunnen volgens optimale verhoudingen ontworpen

wor-den. Het zijn meestal knikspantboten met een ontwikkelbaar huidopper-vlak en een gemiddelde huidopper-vlaktilling. Deze huidopper-vlaktilling verloopt wat