stabiliteit niet goed

Hallo allemaal,

Ik ben bijna klaar met een model van een 2.2meter lange cruise schip (Voyager of the Seas, hier om het forum ook te vinden)

Ervaring van vorige cruise schepen die ik bouwde leerde me dat cruise schepen omwille van de hoogte niet erg stabiel zijn. Een vorig model kon ik met een reeks batterijen als ballast nog redelijk goed stabiel houden maar de nieuwe generatie schepen is nog hoger en tijdens een test afgelopen weekend werd ik geconfronteerd met een probleem.


Met alle batterijen en ballast batterijen aan bood ligt hij nu zelf net iets dieper dan ideaal, maar daar kan ik mee leven. Maar als ik hem zijwaarts een duwtje geef ligt hij lang na te wiegelen, meer dan me lief is, maar komta altijd mooi recht.

Als ik hem schuin trek tot de gangboord bijna gelijk komt met het water komt hij keurig recht maar gaat dan erg lang nawiegelen.
Ik denk dat varen bij een beetje wind of een scherpe bocht al zwaar overhellen zal betekenen.

Dit probleem was me eerder al opgevallen,en tijdens een vaartest nog voor alles er op stond heb ik een kiel gemonteerd onder het schip


Met het model nog niet klaar en met kiel was het al ferm overhellen. tijdens een goede windstoot hing hij zo schuin dat de stuurboord schroef al lucht aantrok, ik verschrok me natuurlijk.

Alles is gebaseerd op gewichtsbesparing zeker hoger dan de reddings sloepen. gemaakt van nylon (2mm lichtgewicht) en verwijderd wat kon,

Dus nu vraag ik aan mensen die er verstand / ervaring mee hebben.
Hoe los ik dit op?
Mijn idee nu is om de 12V ballast batterij (20x20cm en 7cm hoog) te vervangen door een kiel.
Nu ligt de batterij plat op de bodem. de bovenrand komt zowat gelijk met de waterspiegel. Dus dacht ik hem te vervangen door een kiel, maar dat is een heel werkje, ziet niet origineel uit en maakt hem weer zwaarder om in het water te leggen, moet ik de transport kist nog groter maken,...
Aangezien de batterij al onder de waterspiegel ligt, heeft dat veel zin er een kiel van te maken, want de eerste kiel was ook niet zo een enorme vooruitgang?


Jan

 

Zomaar idee van een niet-bootsman Jan: slinger-demping inbouwen?

U-vormige slang/buis/tanks, met vernauwing onderin. Viscositeit, water, olie, grenadine?
of
Slinger, massa, magneet, niet-magnetisch metaal (koper, alu) : wervelstroom-rem/demper?
vid]wervelstroom demonstraties

 

Hoe lager het gewicht, hoe beter. Dus het gewicht van de accu naar de kiel verplaatsen zal helpen. Wat je ook kan overwegen is kimkielen, om het slingeren te dempen.

 

Ik had deze angst met mijn model ook ( fairmount alpine BB) heb toen de keuze gemaakt accu cellen te gebruiken 30 mm dia meter tussen de spanten daar waar geen lood accu had kunnen staan die had volgens BB boven de spanten moeten staan.... ik heb er 3x 7,2volt 6,5 amp liggen

Je zou kunnen kijken voor lagere accu's of cellen

 

Je probleem ligt niet in een tekort aan stabiliteit: dat bewijst het feit dat de boot rechtop komt als je hem tot de gangboorden in het water trekt.
Ook bij het echte schip ligt het zwaartepunt namelijk ver boven de waterlijn.
(Overigens: hoe dieper het schip ligt, hoe geringer de zijwaartse verplaatsing van het buoyancy-point bij helling, en dus is te diep liggen slechter voor de stabiliteit dan te hoog liggen).

Je probleem ligt eerder in de demping, en een slingertank zoals Ron aangeeft, maakt het naslingeren een stuk beter (mits "getuned") maar verergert het hellen bij zijwind, dus die kant zou ik niet uit gaan...
Dat zouden overigens behoorlijke tanks moeten zijn, met een redelijk grote cross-over er tussen, ook nog een heel gedoe....

Een oplossing zou kunnen zijn om de kimkielen (fors) te vergroten, en uit te voeren met heel veel kleine gaatjes: ze gaan dan werken zoals de zuiger in een schokbreker.

Als je heel fancy wilt gaan zou je actieve stabilisatoren kunnen proberen, maar dat is kwetsbaar, vergt nauwkeurige inregeling en werkt alleen als het schip vaart loopt. De originele cruiseschepen zijn overigens bij mijn weten vrijwel allemaal actief gestabiliseerd: passagiers willen wel cruisen, maar vooral niet merken dat ze op zee zitten....
Ze blijven dan ook allemaal angstvallig weg uit gebieden met slecht weer.

EDIT: Overigens is dat wel relatief simpel uit te voeren: Twee stabilizer fins die door een servo aangestuurd worden, met een rate gyro zoals ook in heli's gebruikt wordt. De vinnen reageren dan alleen op een rolbeweging, niet op een statische helling, dus ze maken het slingergedrag aanmerkelijk rustiger. Eventueel kun je ze via een Y-kabel (of in de zender) koppelen aan het roer, zodat ze de helling bij een bocht wat tegengaan. Twee vliegen in een klap. Je hebt alleen wel van die uitstekende "waterplantenvangers" aan je model hangen....

Een zo laag mogelijk zwaartepunt helpt overigens altijd, maar doet weinig aan de enorme wind-arm die dit soort schepen nu eenmaal altijd hebben: een zucht wind over de vaar-vijver staat gelijk aan windkracht zus-en-zoveel in het echie....

Groet, Bert

 

hallo jan

je kan de accu door lood plakken vervangen
hoe platter op de bodem hoe stabieler je schip word
die 7 cm als je die kan halveren kom je weer een eind verder wat stabiliteit aan gaat

het slinger probleem kan je oplossen door een actieve slinger demper
en dan kom je bij de duikboten terecht
want zoiets hebben wij dus ook in gebruik
het probleem is dat je geen actieve stabilisatie roeren hebt (een duikboot heeft die altijd)dus moet je het anders oplossen
de regelaar is de LTR3 die eigenlijk het probleem kan oplossen
deze aan een servo gekoppeld die je accu op een slede van links naar rechts kan laten schuiven
VB
twee ronde buisjes met glijlagers waar je accu in/op staat
een servo die een snelle grote slag kan maken om zo de accu naar links of rechts te laten over hellen
de LTR3 komt plat op de bodem van de boot te liggen of eventueel juist boven de waterlijn
de demping is op deze regelaar ook regelbaar gemaakt dus je kan er wat mee spelen
als je een servo tester gebruikt voor de 0 stand dan heb je geen extra kanaal op de zender nodig
heb je nog een kanaal over kan je nog beinvloeden van buiten af via de zender

LTR3 te koop bij norbert bruggen
anders een PB doen en hier komen testen want ik heb er reserve liggen en een test bak ter beschikking
gr raf

 

Jan: Brutus heeft gelijk met zijn kimkielen.

Een andere optie is:
Maakt een "vleugelvin" met onderaan een torpedovormige ballastkiel.
Niet die kiel zoals jij 'm op het plaatje hebt, want die trekt het zwaartepunt nauwelijks omlaag.
Je zult dan een vleugelkiel moeten maken waarvan de "torpedo" zo'n 50 cm onder de waterspiegel hangt.
2 voordelen:
Je zwaartepunt gaat dramatisch omlaag (als je gewicht maar genoeg is) en de "vleugel" van de kiel werkt ook nog eens dempend.

Je kunt die kiel ook afneembaar maken, dan hoeft je transportkist niet groter te worden.

 

De stabiliteit van een duikboot zit heel anders in elkaar qua krachtenspel, als die van een oppervlakteschip (bij een duikboot zit B altijd boven G, bij een oppervlakteschip is dit precies andersom). Ik verwacht eerlijk gezegd dan ook redelijke neveneffecten als je een slingerdemper voor een duikboot wilt toepassen op een oppervlakteschip.
Ik vermoed namelijk dat die duikboot demper werkt via een electronische waterpas, en dat is niet heel erg bruikbaar op een oppervlakteschip. dan is het namelijk eerder een "self-leveling" systeem, en dat heeft een oppervlakteschip al van nature: de romp....

Sowiso denk ik dat een heen en weer bonkende accu hele rare effecten gaat hebben, nog afgezien van wat voor servo je nodig hebt om continue een gewicht van meerdere kilo's over zeg, 15 cm heen en weer te rossen....

Zoals ik eerder al zei, je stabiliteit is voldoende, maar de demping niet.
Actief is een rate-gyro afdoende (mits afgestemd), passief is een anti-slingertank iets wat redelijk werkt maar ongunstig is voor zijwind, en anders kimkielen of wat Roel opmerkte: een grote vleugelkiel.

Maar alle "systemen" behalve de ballast verschuiving, hebben baat bij een vaartlopend schip. Maar dat is in het echt ook zo....

Groet, Bert

 

Afneembare vleugelkiel heeft geen voorwaartse vaart nodig, dat is gewoon een enorme plank die in het water steekt en door de weerstand met het water de slingering dempt. Het gewicht onderin helpt dan weer bij de stabiliteit.

 

Jan, in bijlage de hyperlink naar een artikel over vleugelkielen zoals toegepast in zeilschepen van Conyplex, de Contest.
Er staat een detailfoto van het principe. De afmetingen zul je zelf moeten bepalen.
Gr. Joop

https://www.google.be/url?sa=t&rct=...=2C5ZpKaGG31vemcCp7Jetw&bvm=bv.57155469,d.Yms

 

Teveel stabiliteit en korte slingertijd...

http://traktoria.org/files/stability/stabiliteit_samenvatting.pdf

 

Was mijn tweede gedachte achteraf, toen ik vanmiddag met de pikheet op de brug naar buiten stond te kijken (we varen momenteel in ballast boven de Doggersbank....):

Heftig (en lang na-)slingeren is eerder een teken van teveel stabiliteit....

@ Setsunakaede: Een vleugelkiel wordt qua demping ongeveer 3 x zo effectief als het schip vaartloopt. Bij stilliggend schip is het in principe een overtrokken vleugel, dat levert wel wat weerstand maar geen echte stabilisatie op: bij slingering stroomt het water haaks aan. Als het schip vaart, zal het water ten gevolge van de slingering met een (kleine) invalshoek de vleugel treffen en wordt een veelvoud aan "lift" opgewekt.
Het zelfde geldt overigens ook voor gewone kimkielen: Zelfs die relatief kleine "latjes" die er bij echte schepen zitten, halveren bij vaartlopend schip de rolbeweging t.o.v. stilliggend schip met diezelfde latjes....

Groet, Bert

 

Niet dat ik hier veel kaas van heb gegeten.. Maar ik dacht eigelijk metteen aan een (mechanische) gyroscoop..
Vooral omdat 1/1 schepen van deze soort dat ook vaak hebben..

 

Je bedoelt een gyroscoop die puur op zijn mechanische tolwerking het schip rechtop houdt? Buiten dat je dan een heel grote tol nodig hebt met de bijbehorende gierende geluiden uit het model, schijnt dat niet zo heel goed te werken....

Er zijn wel schepen waarop dat geprobeerd is maar bij mijn weten is directe stabilisering door grote gyroscopen in het schip te plaatsen al heel lang geleden weer gelaten voor wat het was, want het waren loodzware machines die een hoop energie verbruikten en die enorme krachten op de scheepsconstructie loslieten....

Vleugelsabilisatoren werken inderdaad wel met gyroscoopjes als "gevoelig element" maar dat zijn maar kleine tolletjes: Die waar ik mee gevaren heb was een tolletje van 5 cm doorsnee en anderhalve cm dik. Dat was een systeem uit 1978, ongetwijfeld dat dat bij moderne schepen vervangen is door electronica (piezo elementen).

Groet, Bert

 

Ik bedoelde inderdaad mechanisch, in de vorm van een 'tol'.. Ter info daarover:
Wet van behoud van impulsmoment - Wikipedia

Futaba heeft er, voor het digitale tijdperk ook 1 op de markt gehad:
http://manuals.hobbico.com/fut/g133-g133bb-g153-g153bb-manual.pdf

Middels the Discovery channel weet ik dat dit nog steeds in grote ocean-liners gebruikt wordt.. Maar vast niet in alle inderdaad.. Het voordeel van deze 'oplossing' is dat het ook werkt wanneer het schip stil ligt.

mvg
Roeland

 

De Futaba die je aanhaalt, is geen gyro die mechanisch (door de richtingsstabiliteit van de tol-as) stabiliseert: De tol is vrij beweeglijk opgehangen, en aan het tolhuis zit een magneetje wat boven een Hall-sensor hangt. De precessie van de tol beweegt het magneetje boven de Hallsensor heen en weer, en dat wordt gebruikt om een servo aan te sturen, en die zou dan weer tegen de ongewenste beweging in moeten sturen. Dat stabiliseert het geheel weer... Dat is wat ik bedoelde in post 5 met stabilizer-fins die door een rate gyro en servo('s) aangestuurd worden.

Dat is in het klein ook wat bij mijn weten in schepen gebruikt wordt, want van de gyroscopen zoals jij ze bedoelt, heb ik alleen ooit heel oude foto's gezien in de vakliteratuur, maar nooit iets moderns.

En neem vrij van mij aan: wat Discovery laat zien over schepen, moet je met een flinkekorrel zout nemen (een van de schepen waar ik op gevaren heb, TI Europe, kwam nog wel eens voorbij in zo'n "wedstrijdje" over welk schip nu het indrukwekkendst zou moeten zijn....)

Dat zulke grote tollen ook werken als het schip stilligt zegt niks: zeeschepen hebben maar héél weinig aan stabilisatie als ze stilliggen, want dan liggen ze voor de kant (of in geval van cruiseliners, toch minstens in een beschutte baai, anders kan er niet getenderd worden....) en als je al ten anker gaat in slecht weer, is het slingeren erg beperkt omdat het anker de kop meestal wel op de golven houdt.

Ondertussen zou ik willen dat wij hier iets van dien aard hebben, het weer verslechtert en we maken halen van 30 graden of meer. Nu 8 Bft, en er gaat nog tot dik 10~11 aankomen in het komende etmaal.... Pfffft!!

Groet, Bert

 

hallo

ik heb een boot waar G op B zit wat dus wil zeggen in alle omstandigheden onstabiel
mits twee schuin geplaatste BTS toch stabiel mee te varen zolang ik zelf wil
systeem afzetten en je word knetter van het knuppelen"gekombineerde duik en rol roeren "
maar inderdaad is en blijft het bij een duikboot anders dan bij een oppervlakte schip
en het systeem met actieve roeren werkt alleen maar als het schip vaart
en om een accu te verschuiven heb je echt niet veel kracht nodig want dat heb ik 30 jaar geleden reeds bedacht en uitgeprobeerd
alleen was het toen in de lengte richting om de boot horizontaal te houden als hij stil lag
gewoon een pendel in een olie badje met wat ldr's en wat 4011 ic's en dergelijke
groot printje wat veel plaats in nam maar werken deed het wel

succes verder met het stabiliseren

gr raf

 

Een langsscheepse trim is heel wat anders: daar hoeft het niet zo hard te bewegen, en kun je inderdaad met minder kracht toe. Verder is de situatie redelijk statisch: zodra de boot horizontaal ligt, staat de regelkring min of meer stil.
Maar een boot tegen slingeren te stabiliseren door een (waarschijnlijk toch wel fors) gewicht heen en weer te bewegen, dan vergt het continue versnellen en afremmen van die massa nogal wat kracht.

Een duikboot onder water met B op G is wel te doen, maar ja, een duikboot heeft onder water ook geen waterlijn, en zodra hij dat wel heeft, gaat onmiddellijk B ook ergens anders liggen, en afhankelijk van waar de duiktank zit, G ook....

Groet, Bert

 

Volgens mij is er een lage aanvangsstabiliteit; dan gaat het helemaal niet over een fors gewicht!

Ik denk dat slingerkielen (in de kimmen) meer dan genoeg oplossen.

 

De Conte di Savoia uit 1932

Zie de external links hier
wikipedia...Anti-rolling_gyro

Is demping door middel van wervelstroom-remmen wel eens in modellen gebruikt?
Meer
eddy current effect demo videos