αριθμητικά δεδομένα ιστιοπλοϊκών σκαφών [Αρχείο] - nautilia.gr

Παναγιώτης

07-02-2010, 01:22

Ας αρχίσουμε από το μήκος (L), αναφέρεται το μήκος ισάλου δηλαδή το μήκος από το σημείο που συναντά η πλώρη τη θάλασσα μέχρι το αντίστοιχο σημέιο της πρύμης, μετριέται συνήθως σε πόδια ένα πόδι είναι 0,3048 m, Προφανώς όσο πιο μεγάλο το μήκος τόσο πιομεγάλο το σκάφος αλλά αυτό φαντάζομαι είναι γνωστό. Από το μήκος μπορούμε να καταλάβουμε τη μέγιστη ταχύτητα που μπορέι να αναπτύξει το σκάφος μια που τα περισσότερα ιστιοπλοϊκά σκάφη είναι σκάφη εκτοπίσματος (κάποια αγωνιστικά μπορούν να πλανάρουν) έτσι η μέγιστη ταχύτητα (V) σε κόμβους που μπορεί να αναπτύξεi ένα σκάφος είναι V=1,34*√L (L σε πόδια).

Το πλάτος (B) μετριέται στην ίσαλο στο μέγιστο σημέιο (σηνύθως στο μέσο του σκάφους).

Εκτόπισμα (D) είναι το βάρος του νερού που εκτοπίζει το σκάφος και σύμφωνα με τον Αρχιμήδη (έγινε που έγινε ρεζίλι ο άνθρωπος να τρέχει γυμνός στους δρόμους όταν το ανακάλυψε ας τον θυμηθούμε) αφού το σκάφος επιπλέει είναι ίδιο με το βάρος του σκάφους. Δηλαδή αν είχαμε ένα κουτί για σκάφος θα είναι D=[LxBxd]x1,025 όπου d το βύθισμα και 1,025 t/m³ το ειδικό βάρος του νερού. Μετριέται σήμερα σε τόνους στα καράβια αλλά στα σκάφη έχει ξεμέινει και μετριέται σε λιμπρες (lb ή pounds) ή σε αγγλικούς τόννους (long tonnes), 1 lb=0,4535924 kg 1long ton=2240 lb=1.016 kg.

Σε επόμενο μήνυμα θα δούμε πως συνδιάζονται μεταξύ τους.

Παναγιώτης

22-02-2010, 21:31

Ας συνεχίσουμε (επιτέλους;))

Ας δούμε πως συνδυάζονται τα διάφορα μεγέθη μεταξύ τους.

Πρώτα πρώτα ο λόγος μήκος προς πλάτος (L/B).
Μας δεείχνει την αποδοτικότητα του σχήματος του σκάφους. Όσο πιο μεγάλος είναι τόσο πιο γρήγορο είναι το σκάφος, βέβαια ένας μικρότερος λόγος δείχνει μεγαλύτερη ευστάθεια και μεγαλύτερη δυσκολία στο κουπαστάρισμα. Βέβαια σε ένα μεγαλύτερο σκάφος είναι πιο εύκολο να βελτιώσει κάποιος την ευστάθεια με μεγαλύτερο έρμα οπότε μπορέι να πετύχει μεγαλύτεο λόγο αν΄τιθετα στα πολύ μικρά σκάφη είναι αναγκαίοι μεγαλύτεροι λόγοι L/B. Γενικά κυμάινεται στα ιστιοπλοϊκά σκάφη μεταξύ 25 και 40 πόδια ο λόγος L/B να είναι μεταξύ 3 και 4.

Ας πάμε στο εκτόπισμα που μόνο του δεν δίνει και πολλά στοιχεία αν το σκάφος είναι "βαρύ" ή "ελαφρύ" αν δεν ξέρουμε για τί σκάφος μιλάμε. Έτσι έχει καθιερωθεί ο συντελεστής D/L. Δεν είναι τόσο απλός όσο φαίνεται με μια πρώτη ματιά μια και μπάινουν μερικού αδιάστατοι συντελεστές, έτσι ο τύπος είναι:

D/L=D/[0,01*L]³

Όπου
D το εκτόπισμα σε αγγλικούς τόνους (long tons, 1 long ton=2.240 lb= 1.016 kg)
L το μήκος ισάλου σε πόδια.

Ένας μεγάλος συντελεστής D/L δείχνει ένα βαρύ σκάφος που θα χρειαστεί δυνατότερο άνεμο για να αναπτύξει ταχύτητα που όμως έχει αρκετή αδράνεια για να αντιμετωπίσει μια φάτσα ή μια στραβοτιμονιά και θα συμπεριφερθέι καλύτερα στο κύμα. Αντίθετα ένας μικρός συντελεστής δείχνει ένα πιο αγωνιστικό σκάφος γρήγορο που χρειάζεται όμως καλούς χειρισμούς στο τιμόνι και τα πανιά.

Ας τα βάλουμε σε ένα παράδειγμα ας δούμε τι συντελεστή έχει ένα κρουαζιεράδικο σκάφος. Διάλεξα από τη σελίδα της Beneteau (ήταν από τις λίγες που είχαν πλήρη τεχνικά χαρακτηριστικά στη σελίδα) το Oceanis 46:

D=10.565 kg= 10,399 long tons
L=12,2m=40,03 ft
D/L=10,399/(0,01*40,03)³=162,16

Ας δύμε ένα καθαρόαιμο αγωνιστικό σκάφος το Volvo open 70 που τρέχει στο Volvo Ocean Race (http://www.volvooceanrace.com/):
D=30.870 lb= 13,781 long tons
L=70,5 ft (Loa αλλά ας το δεχτούμε σαν Lwl χωρίς μεγάλο σφάλμα)
D/L=13,781/(0,01*70,5)³=39 (!!!) γενικά κάτω από 100 D/L δειχνει αγωνιστικό σκάφος.

Όποιος έχει κάνει κουβέντα για να συγκρίνει αυτοκίνητα σίγουρα θα έχει μιλήσει για ιπποδύναμη και σίγουρα καθένας ξέρει ότι 500 ίπποι είναι λίγοι για μια νατλίκα αλλά πολλοί για ένα οικογενειακό αυτοκίνητο. Στο ιστιοφόρο σκάφος η μηχανή είναι τα πανιά του και η αντίστοιχη ιπποδύναμη είναι η επιφάνεια των πανιών.
Η επιφάνεια ιστιοφορίας (SA, από το Sail Area) κατά κανόνα υπολογίζεται συμβατικά από τη σχέση
SA=1/2*J*I+1/2*E*P
Όπου :
J η οριζόντια απόσταση από την άκρη του πρότονου στο σκάφος μέχρι τη βάση του άλμπουρου
Ι η κατακόρυφη απόσταση από τη βάση του καταρτιού μέχρι το σημέιο που φτάνει ο πρότονος στο άλμπουρο.
Ε η βάση της μαΐστρας
Ρ το ύψος από ο σημείο που πιάνει η μάτσα στο άλμπουρο μέχρι το σημείο που φτάνει η τζούντα (η κορυφή)της μαΐστρας.
Από ότι βλέπουμε στον συμβατικό υπολογισμό του SA δεν λαμβάνουμε υπόψη την αλληλοκάλυψη μαιστρας - τζένοας και το σχ΄μα του αετού της μαΐστρας μια και τη δεχόμαστε τρίγωνη. Πολλοί κατασκευαστές σκαφών δίνουν την επιφάνεια της πραγματικής ιστιοφορίας του σκάφους (δίνουν επιφάνεια τζένοας και μαΐστρας) αλλά λόγω των διαφορετικών σχημάτων μπορέι να δώσει παραπλανητικά και σίγουρα δεν μπορέι να βοηθήσει στη σύγκριση διαφορετικών σκαφών.

Και πως θα ξέρουμε αν το σκαφος είναι αργό ή γρήγορο; Μα συνδυάζοντας την ιστιοφορία με το εκτόπισμα στο συντελεστή επιφάνειας ιστιοφορίας προς εκτόπισμα (SA/D). Ο συνελεστής υπολογίζεται:

SA/D=SA/(D/64)^(2/3) (παρανομαστής υψωμένος σε δύναμη 2/3 ή 0,6666)

Όπου
D εκτόπισμα σε lb
SA επιφάνεια ιστιοφορίας σε τετραγωνικά πόδια.

Γενικά τα κρουαζιεράδικα σκάφη έχουν ένα συντελεστή SA/D από 15 μέχρι 20. Και δείχνουν ότι μπορέι να μην έχουν μεγάλες ταχύτητες αλλάέχοπυν πιο άνετο ταξίδι. Αντίθετα τα αγωνιστικά σκάφη έχουν συντελεστή SA/D πάνω από 20 ίσως και πάνω από 30.

Για να δούμε τα σκάφη του προηγούμενου παραδέιγματος:

Ocenis 46:
I=16,43m=53,9 ft
J=5,00 m=16,4 ft
P=15,27m=50,1 ft
E=5,30 m=17,4 ft
SA=1/2*J*I+1/2*E*P=(1/2)*16,4*53,9+(1/2)*17,4*50,1=877,85 ft²
D=10.565 kg=23.292 lb

SA/D=SA/(D/64)^(2/3)=877,85/(23.292/64)^(2/3)=17,22

Για το Volvo open 70:
I=25,5m=83,7 ft
J=9,5 m=31,2 ft
P=29,0 m=95,1 ft
E=8,50 m=27,9 ft
SA=1/2*J*I+1/2*E*P=(1/2)*31,2*83,7+(1/2)*27,9*95,1=2.632,37 ft²
D=30.870 lb
SA/D=SA/(D/64)^(2/3)=2.632,37/(30.870/64)^(2/3)=42,80 (έτσι εξηγείται πως ένα τέτοιο έφτασε μέση ημερήσια ταχύτητα 25 κόμβους, αλλά άντε να το χειριστείς)
78458