F klasse "Firefly" project

[Jaccomartijn]

Hoi allemaal
Ik ben weer terug van vakantie en heb wat tijd gehad om jullie reacties op mijn plan op me in te laten werken. Er zijn wat dingen die ik niet begrijp en wat redeneringen die ik graag bij jullie toets.

Allereerst natuurlijk enorm tof wat Ard heeft gedaan, het maken van een lijnenplan wat qua esthetiek een prachtig scheepje is! Zeer gewaardeerd, Ard!! Knap ook hoe je in staat bent om lengte en bouwgewicht allemaal door te rekenen, ik ben zeer onder de indruk, oprecht. Ten opzichte van mijn ambitie heb je echter twee voor mij te grote concessies gedaan: de lengte van het scheepje en het inperken van de overhang zowel aan de voor als achterkant. Dat maakt hem minder een j-klasse qua uiterlijk. Ik heb dan liever iets meer diepgang van de romp om meer bouwgewicht te kunnen realiseren, dan meer lengte.

Ik heb het bouwverslag van het klassieke zeilschip van zwrtw gelezen, en zie grote overeenkomsten met wat ik wil, namelijk een scheepje dat nog overdwars in mijn auto te vervoeren is, een lengte van 1,12m (zwrtw heeft een scheepje van 1,15m gebouwd) en eerst maar eens gaan experimenteren. Van wat ik zie in zijn bouwverslag heeft zijn scheepje een prima vrijboord met een behoorlijke kiel, qua gewicht.
Jouw reacties op mijn plan geven weer dat mijn plan te zwaar wordt voor een behoorlijk vrijboord. Dat snap ik gewoon niet als ik dat naast het bouwverslag van zwrtw leg, maar ik ben natuurlijk nog een leek. Daarnaast bedacht ik nog dat wanneer ik in 'mijn' spantenplan de spanten met bijvoorbeeld 1 cm zou verhogen (lengte waterlijn van 80cm en breedte grofweg 20cm), ik een halve kilo meer bouwgewicht zou kunnen veroorzaken, toch? Dat is toch best veel om niet al te veel concessies te doen zoals een carbon mast (ik vind aluminium met verstaging gewoon mooier en passender bij een klassieke boot). Worst case heb ik wat meer diepgang en zeilt mijn scheepje iets minder snel, door die hogere spanten. Of mis ik dan iets essentieels?

Wat ik verder hier op het forum lees is dat ik nog van alles kan tweaken aan loefgierigheid e.d. door te variëren met de afmetingen van de zeilen, met name de fok. Ik weet nog veel te weinig over het bouwen van scheepjes om alles te overzien, maar maak ik nu hele rare redeneringsfouten?

Qua kiel hebben jullie me overtuigd om eerder naar een kiel van een df95 te kijken, met een kielkast die bijvoorbeeld 3D geprint is. Zo'n kiel is gewoon te koop en als ik het goed heb is het gewicht daarvan 2kg. Is dat voldoende om bij iets meer wind te kunnen zeilen dan met een Seawind? De diepgang is ook meer, dus dat zou allemaal moeten helpen.

Ik hoop weer op uitvoerige reacties, ik leer veel hier! Dank daarvoor!

 

[Ard]

Jacco,
In je allereerste post staat een lengte over alles van 1.12 m
En een waterlijnlengte van rond de 0.8 m.

Echter in de folder van Claase Shipyard staat bij een Loa van 35.2 m een waterlijnlengte van 22.23 m.
Neem je de Loa van 35.2 als basis dan is de schaal van jouw project 35.2/1.12 = 31.43
Dat brengt de geschaalde waterlijn naar slechts 0.7 m.

Dus de grote Firefly zou relatief langere overhangen hebben.
Maar de waterlijn inkorten in het Delftship model naar 0.7 m betekent weer inleveren watyerverplaatsing.

Enfin, ik heb het Delftship model een tikkie veranderd waarbij gestreefd is naar een volume onderwater , de waterverplaatsing, 2.5 dm3.
Dit is bereikt door de breedte iets op te blazen en de panten in het van de boot iets te verdiepen, zijn dan iets V-vormig.
De waterlijn is op 0.8 m gehouden.
Let wel dat door vin en bulb ook nog volume aangedragen wordt dus kom je waarschijnlijk op een gewicht van 2.7 dm.

 

[Ard]

Nog ontwikkelingen?

 

[Jaccomartijn]

Hallo Ard,
Ik ben zeer verheugd met al je hulp, en ben tegelijkertijd ook wel geschrokken van je laatste bericht waarin je schrijft dat de waterverplaatsing 2,7kg zou moeten zijn. Als de bulb daarvan 0,65% moet zijn, dan mag de rest minder dan een kilo zijn, inclusief tuig. Voor een onervaren bouwer lijkt me dat wat te ambitieus.
Ik ben dus nagegaan bij mezelf wat ik nou eigenlijk wil bereiken, en dat is een klassiek schip boven water en een modern schip onderwater. Firefly (de echte) benadert - zoals je zelf al eerder schreef - ongeveer wat er theoretisch mogelijk is, qua lage waterverplaatsing en is daarmee een ambitieus uitgangspunt geweest, vermoed ik.

Ik ben gaan zoeken en ben bij de NVM gestuit op een spantenplan van "Sturmvogel" en heb deze tekening gekocht. Die is gisteren binnengekomen (zie foto). De lol van deze tekening is dat het géén s-spant is, maar wel de klassieke lijn heeft boven de waterlijn. Ik denk dat ik de kiel van deze boot redelijk ongestraft kan vervangen ván een doorlopende plaat metaal met lood ertegenaan aan beide kanten (zoals op tekening) náár een bulbkiel zoals ik al van plan was à la Firefly. Met een kielkast uiteraard, dat heb ik van jullie geleerd.

Als ik deze tekening precies zou volgen, dan is de lengte 125 cm en de waterverplaatsing 4,3 dm3. Volgens de tekening moet het lood 2,3 kg bedragen bij een vrij beperkte diepgang van de kiel, dus zou de rest 2 kg kunnen wegen. Procentueel gezien is de verhouding ballast/totaal gewicht dan weliswaar minder dan de 65% die ik van jullie heb geleerd, maar dit plan is allicht wat vergevingsgezinder vwb bouwgewicht waar ik binnen moet blijven dan Firefly als uitgangspunt.
Ik heb op een Duits forum zelfs een draadje gevonden gisteren waarin iemand verslag doet van de bouw van precies deze boot (zie foto) van dezelfde tekeningen, met wéér een andere kiel. Hij heeft de romp gebouwd in net iets onder 1 kg en heeft er uiteindelijk een kiel van 3,3 kg onder gehangen. Dat is verhoudingsgewijs juist weer veel, dus ik heb dan speling, is mijn redenatie, zolang de romp plus tuig ongeveer op 1,5 kg uitkomt gaat het goed. Het feit dat 'mijn' kiel dieper gaat zijn dan deze tekening bevordert de stabiliteit dan alleen maar, toch? Of maak ik hier een inschattingsfout?

Lang verhaal kort: ik wil mijn project haalbaarder en dus laagdrempeliger maken, zodat de kans van slagen groter is. Het is tenslotte mijn eerste RC bootje. Of zie ik weer van alles over het hoofd?

Is er trouwens een vuistregel/formule wat er gebeurt met de waterverplaatsing als ik zo'n ontwerp een klein beetje inkort naar 115 cm? Ik moet nog steeds mijn achterbak meten...

 

[Ard]

Leuk bootje.
Maar meet eerst je auto eens goed op.
Kan de boot er diagonaal in?
Of kan er een stoel ingeklapt worden?
Kijk daar eens goed naar.Want hoe wilde je deze boot inkorten : stukje spiegel en voorsteven eraf, of in zijn geheel terugschalen naar 1.15 meter?
Dat wordt er niet mooier op en daarnaast verlies je bij terugschalen van de lengte 8% waterverplaatsing en kom je uit op pakweg 3.9 kg.Niet doen, ook omdat de verhoudingen dan niet meer kloppen.
Ard

 

[Ard]

Verder vind ik de spanten erg dicht op elkaar staan.Dit is zo te zien een vrij oude bouwtekening en men lette blijkbaar toen niet zo op het gewicht.
Je zou gerust een spant kunnen overslaan zodat de spantafstand ca 10 cm wordt.
Bestudeer maar eens goed de bouwverslagen van de Enterprise, IOM Malta, Imoca Hugo Boss, Ellipsis, de Goth van Frank Russell , de Minki etc.
En met uiteraard de projecten van Phielp erbij word je hier een scala van bouwmethode aangeboden waar je vast iets mee kan doen .
Een goede beslissing is om die lap van een kiel te vervangen door een vin met bulb in combinatie met een vrijhangend roertje, een zgn spaderoer.
Succes

 

[Jaccomartijn]

Goedemiddag allemaal, ik ben er inmiddels wel uit dat ik accepteer dat ik de mast moet verwijderen als ik mijn te bouwen 'Beau' moet vervoeren, dan past het allemaal prima in de auto.
Beau wordt 1,27m lang, dan voldoet-ie kennelijk aan de regels van de 'vintage marblehead'. Dat vind ik op zich niet zo belangrijk, maar de Duitse bootbouwer die deze boot al een keer gebouwd heeft, heeft de tekeningen al in Delftship gezet en om die reden voor opschaling van 1,25 naar 1,27 gekozen. Hij heeft ook een CNC bestand voor alle spanten al, dus dat geeft me een behoorlijk vliegende start.
Ik zal inderdaad vermoedelijk het aantal spanten reduceren, dat is een goede tip.

Ik ben nu aan het nadenken geslagen over een kielkast en ik speel met de gedachte om die 3D te laten printen. Bijgaand een schetsje van hoe ik daar nu over nadenk. Het vlak met romeinse II komt gelijk te liggen met het balsahout van de romp. Dat vlak is feitelijk dus een stukje van de onderkant van de boot zonder balsa eroverheen, maar waarover wèl glasweefsel en epoxy komt, waardoor je uiteindelijk geen onderscheid ziet.
Het vlak met romeinse I wordt wèl bekleed met balsa. Het verschil in dikte tussen beiden is dan 3mm, de dikte van het balsa.

Tot slot: tegen het vlak met romeinse III komt (zowel aan voorkant als achterkant) een verticale rib in het midden van een spant.
De vin van de kiel steek je vanaf de onderkant erin en ik overweeg om nog een gat te maken voor de mast, van bovenaf. Echter: ik zie best veel boten waarbij het mogelijk is om de mast wat meer naar voren of naar achteren te plaatsen voor 'finetuning'. Dan staat er bijvoorbeeld een kammetje op het dek waar je op verschillende plaatsen de mast kan plaatsen. Dat vind ik niet zo mooi overigens.

Twee vragen:
1) is het kunnen verplaatsen van de mast zinvol? Dat betekent ook dat de mast niet in de romp wordt gestoken, maar erbovenop blijft staan. Of kan ik door desnoods te spelen met de afmetingen van de zeilen dezelfde finetuning bereiken?

2) Graag jullie feedback op het idee van een 3D geprinte mastvoet. Het leek mij dat ik 'm op deze manier zo waterdicht mogelijk kan krijgen, en op een manier waarmee er flink wat kracht op kan komen. Ik zou er zelfs nog voor kunnen kiezen om - ten behoeve van het gewicht - hier en daar nog een gat aan te brengen op plekken waar geen materiaal nodig is.

 

[Ard]

Beter is om die vinkast door te laten lopen tot aan het dek
Als de boot helt oefent de vinkiel een zgn koppel of moment op de boot uit.
Als je die vinkast niet afsteunt op het dek gaat dat kastje 'jutteren' aan de bodem en op den duur scheurtjes en lekkage.Die schuine knietjes helpen echt niet en zijn zgn harde punten op je balsahuid die daar gaat kraken.Dus gewoon een kastje van bodem tot dek.Dat koppel wat ik noemde wordt dan omgezet in een horizontale kracht in het dek en in de bodem.
Het mooiste is als je zo'n doorgestoken kastje vastmaakt over een compleet spant.

Met een mastsleuf of mastvoet kan je optimale positie van je boot bepalen.
Loeft ze op dan verplaats je de mast naar voren etc.
Da's goedkoper dan experimenteren met diverse zeilsetjes
Met een mastsleuf/koker kanj je ongestaagd zeilen met een carbonmast.
Met een mastvoet op dek heb je verstaging nodig.De wandspanners vragen weer om puttings die behoorlijk diep in de boot vastgemaakt moeten worden Een oogje op het dek is onvoldoende,, die knallen er zo uit.
Zo, weer voldoende om over na te denken...

 

[Jaccomartijn]

Heerlijk Ard, zo'n snelle hulplijn. Dankjewel!

Dat koppel of moment had ik zelf ook bedacht. Dat is ook de reden dat ik op vlak III (zowel aan voor als achterkant van de kielkast) de spanten wil bevestigen. Als ik het spant voor en na de kielkast voorzie van een verticale rib in het midden (zie foto, maar dan ietsje bredere rib), dan kan ik dat moment opheffen was mijn gedachte. Ik dacht dat een (doorgaans dun uitgevoerd) dek minder kracht kon opvangen dan twee spanten samen? Of maak ik hier een denkfout?
Ik heb best al wat bouwverslagen doorgespit, maar ik heb nog niet goed kunnen ontdekken hoe ik met een 'traditionele' vinkast de aansluiting tussen vinkast en balsahout zó maak, dat er geen kans is op lekkage langs die verbinding. Daar zit eigenlijk mijn voornaamste zorg.

Voor wat betreft de positie van de mast en de afmetingen van de zeilen: gewapend met het recent gekochte boek 'ontwerp en bouw van zeilende schaalmodellen' van Theo van Harpen denk ik te leren dat goede berekeningen zeiloppervlakken, positie van de mast e.d. al behoorlijk kan voorspellen of een bootje rechtdoor vaart of oploeft/afvalt. Of is de praktijk wat weerbarstiger?

 

[Ard]

Jacco,
Hierbij 2 foto's genomen tijdens de bouw van mijn "Minki', die duidelijk laten zien hoe vinkast en mastsleuf in de constructie zijn opgenomen cq ingebed staan tussen de spanten. Andere modelbouwers bouwen de vinkast later in, na voltooiing van de huid.Er zijn dus vele wegen.
Ik geef toe het aantal spanten elders is misschien iets 'over de top' en sommige modelbouwers durven spanten helemaal weg te laten .
In een nieuwe boot zou ik ook het aantal spanten durven te verminderen .
Aan de andere kant zijn deze spanten gemaakt van een laminaat bestaande uit 2 lagen carbondoek op een 3 mm balsakern op elkaar gelijmd in een vacuumzak.Het resultaat is een ontzettend stijf en sterk spant. van nauwelijks 5 gram.
Maar voor Marbleheads is iedere gram er 1 teveel heb ik geleerd en begrepen.
Dus, neem je tijd om een goede lichte , maar wel sterke constructie te bedenken.
Ik zou de vinkast onderin van een kraag voorzien waar je de huid op/tegen aanplakt.

Ik zet de doorgestoken mast vast met wiggetjes.Bij wedstrijdboten is dat vaak een horizontale stelschroef.
Ard

 

[Jaccomartijn]

Hoi Ard, ik had inderdaad al zorgvuldig het bouwverslag van Minki doorgelezen en de foto's aandachtig bestudeerd. Deze foto's helpen nog extra, dat helpt dus waarvoor dank!

Ik kan van de Duitse man die 'mijn' boot al een keer gebouwd heeft de CNC bestanden krijgen voor de spanten, dat helpt. Hij raadt mij echter af om de doorlopende kiel te vervangen door een vinkiel omdat 'een smalle kiel niet past bij een breed zeilplan'. Hij adviseert dus om òf toch te kiezen voor een doorlopende kiel (wat ik liever niet wil) òf het zeilplan aan te passen naar een smaller zeilplan. Ik neem aan dat hij bedoelt een hogere mast en met kortere onderlijken van grootzeil en fok. Is dat inderdaad noodzakelijk? Als ik kijk naar mijn oorspronkelijke voorbeeld 'Firefly', dan zie ik niet per se een smal zeilplan, terwijl dit schip wel ook is uitgerust met een vinkiel

Verder vroeg ik me af of er (reken)regels zijn voor de plaats van het spaderoer ten opzichte van zwaartepunt boot en/of het zeilpunt behorend bij het zeilplan. En zijn er (reken)regels voor de afmetingen van een spaderoer? Ik denk nu zelf aan een vin van een DF95 (40 cm lang) uitgerust met een bulb van het juiste gewicht dat ik bepaal zodra de romp ver klaar is en ook een spaderoer van dezelfde DF95. Of is óók dit te makkelijk gedacht?

 

[Jaccomartijn]

PS: dankzij jullie input heb ik inmiddels geleerd dat het idee van mijn kielkast zinloos zou zijn, dus ik kom iedere keer in ieder geval een stapje verder

 

[pompebled]

Hallo Jacco,

Heb je ook een link naar het bouwverslag van de Duitse bootjebouwer? Het zou wel interessant zijn om dat eens te lezen.
Wat betreft het zeilplan aanpassen aan de kielvorm; als degene die dit adviseert meer dan een 50-100 meter boven de zeespiegel woont, dan zou ik er niet teveel aandacht aan besteden.
De gemiddelde 'Hochgebirgesegler' heeft in mijn ervaring vaak geen idee hoe de tuigage er bij moet staan, anders dan op de foto's van de bouwbeschrijving...

Op de foto mijn 12M boot Australia II, vergeleken met het 1:1 origineel.

Zoals je ziet heeft het origineel een vleugelkiel, wat op dat formaat prima werkt. De eerste versie van mijn boot had ook een vleugelkiel, maar bleek een typisch lichtweer model te zijn, ballast te dicht bij de romp, dus erg tuitelig.
De volgende versies kregen een vinkiel, zoals de mijne. Toegegeven een erg lelijke bulb, maar de Chinezen weten niet beter... Het zeilgedrag is een stuk beter en het windbereik veel groter, ik zeil er mee in 4Bft, met uitschieters 5Bft. De beperkende factor is het feit, dat de rompvorm méér wind niet in snelheid kan omzetten en de neus naar beneden drukt, stuur je niet weg, dan staat de boot op een gegeven moment tot aan de mast in het water, het roer komt los en je bent onbestuurbaar, het lijkt net een fouragerende eend.

De vinkiel steekt, inclusief 2200 gr bulb, 29 cm onder de romp uit. De romp is een meter lang, de mast 125 cm en de giek 47,5 cm.
Het geheel heeft dus een relatief laag zeilplan, vergeleken met mijn SeaWind met zijn mast van 147 cm en een giek van 35 cm, de kiel steekt ongeveer even diep, maar door de rompvorm is de waterlijn in rust bijna 20 cm langer dan de 12M, maar die krijgt onder helling meer waterlijn.

Naar mijn mening slaat het kiel / tuigplan relatie verhaal nergens op, misschien bij 1:1 boten, maar in het formaat waar wij ons mee bezig houden, is het vooral een kwestie van wat in de praktijk werkt.

Dat gezegd hebbende; een langkieler draait lang niet zo snel als mijn 12M, iets waar ik bij onderlinge wedstrijdjes dankbaar gebruik van maak...

Groeten, Jan.

 

[Ard]

Wat het roertje betreft.Er zijn geen rekenregels.Gewoon een roertje van pakweg 12-15 cm hoog en ca 4 cm breed..
Geef de doorsnede wel een vleugelvorm met de maximum dikte op ca 30-40 % van de breedte.Plaats ook de roeras (scheepsbouwers noemen dat roerkoning, tis maar dat je dat nu ook weet...) op ca 1/3 van de breedte en je zult tzt zien dat je bootje bijna haaks door de bocht vliegt.
Plaats de roerkoning aan het eind van de ontwerp waterlijn.

Het roertje op de fotos heb ik uit 2 lagen opgebouwd en het asje er tussen gelijmd en daarna in de vorm gevijld zoals je aan de fineerlijnen kunt zien.
Later heb ik die roertjes uit 2 lagen balsa gemaakt en overtrokken met glasmat/epoxy.
Ook hier zijn er vele wegen om een roertje te maken...

 

[Jaccomartijn]

Hoi Jan,
Dankjewel voor je uitvoerige reactie! Ik moest wel even gniffelen om je "fouragerende eend" maar ik snap gelijk wat je bedoelt. Vingers aan de knoppen en op tijd wegsturen dus.

Je bericht sterkt me om mijn plan gewoon door te zetten. Wel goed opletten op zwaartepunt, zeilpunt e.d. Het zeilplan heb ik als afbeelding bijgevoegd, zoals deze bedoeld is voor een lange kiel: mast van 158cm boven het dek en een giek van 60 (!) cm op een boot van 125cm. In totaal 0,6m2 zeil. Da's flink forser dan een seawind, die ik toevallig ook heb. Staat tegenover dat de ballast van de boot die ik wil gaan bouwen ongeveer even veel zou moeten kunnen worden als het gewicht van de seawind in totaal, inclusief ballast.

Overigens is mijn nieuwe Duitse 'vriend' niet de eerste de beste, heb ik het idee. Hij heeft flink wat bootjes gebouwd en adviseert ook anderen op dat Duitse forum. Je moet weliswaar een account hebben (inclusief een goedkeuringsprocedure) op het forum, maar dit is zijn bouwverslag: https://forum.rc-modellbau-schiffe....nklasse-d-sturmvogel-n-artur-tiller/&pageNo=1
Ik denk dat hij voornamelijk van wat klassiekere boten houdt met lange kielen en me wil behoeden vanuit zijn eigen perspectief. Ik merk aan alles in mijn communicatie met hem dat hij alleen maar wil helpen (en waarschuwen).

Groet, Jacco

EDIT: zeilplan alsnog toegevoegd

 

[Jaccomartijn]

En ook jij (weer) bedankt, Ard! Ik word hier snel wijzer. Even als check nog: je schrijft dat de roerkoning aan het einde van de ontwerpwaterlijn moet komen. Dat voelt een beetje onlogisch. Ik had verwacht dat het einde van het roer zou moeten samenvallen met het einde van de waterlijn. Is hier een reden voor? Of is de stelregel gewoon "zover mogelijk naar achteren"?
De vleugelvorm snap ik. Is er ook een reden voor de ronding die je aan de onderkant hebt aangebracht? Is dat eveneens voor aerodynamica (of hoe dat heet in water). Veel 1:1 boten hebben gewoon een rechthoekig roer, vandaar

EDIT: het valt me op dat jouw roer van Minki behoorlijk aan de maat is. En als ik het zeilfilmpje van Minki bekijk in je bouwverslag, dan heeft-ie toch nog wat moeite met overstag gaan. Heeft dat meer met het zeilplan te maken of speelt de afmeting van het roer daar ook een rol in?

Groet!