Tips en weetjes, zelf een kiel maken

[Phielp]

Onder het bouwverslag van de RG65 van fineer ben ik door Hay uitgenodigd is wat te keuvelen over de simpele middelen voor de gewone modelbouwer om een adequate kiel te maken.

Waarom zelf een kiel maken en niet kopen ? Omdat ik modelbouwer ben. Ik beschouw de kiel als integraal onderdeel van de RG65’ s die ik bedenk en bouw. Ander zeil, andere romp dus andere kiel. Ongeveer de helft van het nat oppervlak van een RG65 is kiel. 30 á 40 % van het frontaal oppervlak is kiel. Ik weet van de achterliggende theorie, maar vind het leuk te kijken wat nu de bepalende factor is om tot een goede kiel te komen passend bij het zeilplan en rompvorm. Er zijn heel wat variabelen (lengte dikte gewicht profiel), die voor een RG65, eigenlijk vast liggen, maar waar ik aan wil rommelen. Dan moet je in staat zijn zelf kielen te produceren van verschillende dikte, lengte, en vorm en oppervlak.

Ik geef een voorbeeld. Ik bouw een wave piercing RG65, waarvan het drijfpunt als hij duikt naar achteren schuift ipv naar voren zoals bij een normale RG65 met dikke uitlopende punt. Dan moet dus het kielgewicht naar achteren verplaatst. Oeps de snelheid is er helmaal uit, omdat door de ongelijke gewichtsverdeling het gewicht heen en weer flappert onder de boot. Dus monteer ik de dikke torsie vrije aluminium kiel van de Dragonforce, met het gewicht 1,5 cm naar achteren en plotseling heb je een best snel bootje.

 

[Phielp]

Ik heb in het verleden enkele kielen gemaakt van carbon plaat met balsa kern, aluminium kern en vierkante carbon staaf. Dat gaat best goed, maar je heb weinig controle over het profiel, en het bewerken van de carbon plaat is niet goed voor mijn gereedschap en handen. Ik heb sandwich constructies gemaakt van hout en carbon plaat en die in profiel geschuurd met een mal in Naaca profiel. Niet vrij van torsie, en hout blijft werken, dus afhankelijk van temperatuur en vochtigheid soms recht, soms krom. Wel mooi, maar niet ideaal. Ik heb van polyester een afdruk gemaakt van de aluminimum kiel van de DragonForce en daarin laagje dun glasweefsel, laagje dik glasweefsel en twee laagjes carbon weefsel recht en schuin. Alle weefsel voorgeweekt in epoxy, vervolgens volgieten en geperste met de aluminium kiel. Op maat knippen en aan elkaar lijmen met een carbon staaf 3mm in het midden. Vrij bewerkelijk, maar levert prima resultaat.

Nu ben ik bezig om te kijken of ik de mal met een 3D printer kan maken. Dan heb ik zelf volledige controle over het profiel en de vorm. Ik ben begonnen met wat roertjes. Op thingiverse is de Manta beschikbaar van Andreas Hoffmann als 3D print file. Daarbij zit een gietvorm voor het roer( links en rechts). Tevens het roer geprint van de website https://3dprintedradioyachts.com/building-3d-printed-rg65/ "General Rudder design Bill Hagerup and Selwyn Holland" download. Eens kijken hoe stevig die wordt, en of ik die glad genoeg kan schuren om een polyester mal van te maken, of stevig genoeg om te bekleden met glasvezel/carbon matjes. Of gewoon als roer gebruiken natuurlijk. Op de foto wat probeersels, vlnr de manta roermal, epoxy roer uit de mal, (met belletjes, mag niet Fohnen bij PLA) General rudder design in PLA met mat epoxy, zelfde in rood PETG, met dun matje epoxy.

 

[Phielp]

In dit topic kunnen we natuurlijk fijn filosoferen over de beste kiel, maar het gaat voornamelijk over het in elkaar knutselen van een kiel naar eigen inzicht voor de simpele modelbouwer zoals ik. Ik ben wat aan het experimenteren en wil graag ervaringen horen van modelbouwers die dit eerder hebben gedaan, die weten hoe het moet of modelbouwers met creatieve gedachten en praktische tips.

Ondertussen ga ik dus wat eigen kielen ontwerpen, leren hoe mijn droom vorm te geven in Blender en te realiseren met een 3D printer. Dat moet lukken voor dat ik ben ingeënt en weer fijn mag buitenspelen.

 

[Hay]

helder verhaal. Ik wil er in de nabije toekomst ook wat meer mee gaan experimenteren. Ik heb nu voor mijn IOM een plat carbon laminaat gemaakt onder vacuum, en dat over een 4 mm carbon profiel gebogen (enkel beneden en dubbel boven, ivm de toenemende breedte van de kiel naar boven toe). een in de vorm geschuurde balsa strip aan de voor- en achterkant en flexibel multiplex er omheen om het in de vorm te buigen. na uitharden de multiplex er af, en een keurige vin, die in mijn ogen stijf genoeg is. Alles kan nog een stuk beter, dus ik ga nog even door met experimenteren.
In mijn ogen is het oppervlak van zo'n vin erg groot, en ook de projectie. Op de diepgang wil je eigenlijk niet beknibbelen, zeker niet bij een IOM. ik heb dus een smallere en dunnere vin gemaakt. ben benieuwd of het iets uit maakt. we zullen zien. Dat is ook het leuke van zelf knutselen; als het toch niks blijkt te zijn, ben je er in ieder geval ff leuk me bezig geweest .
Wat ik ook een vreemde gedachte vind, is dat we een superlichte vin in een loden bulb steken. in mijn ogen kan het stuk dat in de bulb gaat beter 'loodzwaar' zijn. Dan kun je de bulb iets kleiner maken. Ik heb dus voor mijn IOM de onderste 4 cm met lood gevuld. Het gaat natuurlijk over niks, want 40g lood is maar 1,5% van het gewicht van de bulb, maar ach, toch weer leuk gefröbeld.

 

[wim bakker]

Leuk dat je schrijft dat een kleinere bulb met lood in de vin een oplossing kan zijn.

Bij mijn Marblehead ontwerp Margo II is dat precies zo gedaan.
Bulb weegt 2900 gram. Het lood in de vin 300 gram. Totaal 3200 gram.

 

[Phielp]

Ik wil een superlichte kiel maken met het juiste oppervlak en profiel ( en superstijf en glad). Doordat de kiel drijft neemt het frontaal oppervlak en het nat oppervlak van het bootje niet toe. Toename bij de kiel is afname door een lagere waterlijn. (Vroeger waren bootjes een soort varende kiel, ging wat moeilijk overstag). Dus hij mag best wat dikker zijn, zeker bovenin wordt hij er lekker stevig van. Onderaan hang ik een gestroomlijnd gewicht om het bootje recht te houden. Ik ben nu in de fase dat ik wil weten wat het optimale oppervlak is voor een RG65 kiel. Zal wel weer afhangen van de snelheid. Ik lees dat Hay daar ook nog niet over uit voor de IOM. Over het profiel (Naca) en de vorm (haaievin) heb ik een redelijk idee.

 

[bram1324]

Doordat de kiel drijft neemt het frontaal oppervlak en het nat oppervlak van het bootje niet toe. Toename bij de kiel is afname door een lagere waterlijn. (Vroeger waren bootjes een soort varende kiel, ging wat moeilijk overstag).

Hier moet toch ff ingrijpen. Natuurlijk geeft toevoegen van deplacement van de kiel een vermindering van het deplacement van de romp. Echter de nat-oppervlak/deplacement verhouding van een kiel is niet hetzelfde als van een romp. Een bal heeft heel veel volume en weinig oppervlak. Een super dunne plank heeft heel veel nat oppervlak en heel weinig volume.
Dus als je kijkt naar nat oppervlak en frontaal oppervlak, zou je zonder kiel moeten gaan varen. Elke toevoeging van kiel geeft een vergroting van nat oppervlak en frontaal oppervlak.

Van natuurkunde heb ik wel enige kennis. Praktische ervaring om een goede kiel te maken heb ik dan weer niet echt. Ik waardeer de insteek van dit topic om met eenvoudige middelen een adequate kiel te maken.

 

[Phielp]

Bij modelzeil bootjes is gebleken dat we ongeveer 2/3 tot 3/4 van het gewicht in de vorm van een klomp lood op 30 á 50 cm onder ons bootje moeten hangen om het bootje zodanig recht te houden dat het zeiltje zijn werk kan doen. Hoe dichter het zwaartepunt bij het drijfpunt, hoe beroerder hij zeilt/ eerder hij omslaat. Daarnaast hebben we een vin onder water nodig die in combinatie met de vorm van de boot de kracht op het zeil omzet in voorwaartse beweging. De klassevoorschriften verplichten ons deze twee te combineren. Onder een RG65 steekt dus altijd een plank van 4 á 5 cm breed en 30 cm lang uit met aan het einde een torpedovormig loodje. Als je die plank van 5 cm lengte wat dikker maakt, bij gelijk gewicht, heeft dat geen invloed op frontaal oppervlak of nat oppervlak. Dik is 12% van de lengte, dun is 7%. Het is wat geknoei in de marge, maar zoal Hay zegt, het houdt ons lekker bezig.

 

[bram1324]

Dat het geknoei in de marge is dat wil ik je toegeven. Ik ben wellicht wat meer een purist qua fysica en hoe je dan dingen verwoord.

Als de fysica je interesseert, dan is hier een aardig blog op iomdesign.blogspot.com. Naast aspecten van het rompontwerp, wordt daar ook de kiel behandeld. Waarom een kiel op een modelboot veel dunner moet zijn dan op een 1:1 boot. Gerenomeerd ontwerper Graham Bantock komt op 6% voor RG65's.

Op hetzelfde blog met een praktischere insteek: een beschrijving van Eric Rosenbaum voor een eenvoudige manier van een kiel maken. Deze heb ik gebruikt voor mijn kiel / roer.

 

[Phielp]

Precies, het blog gaat over hoe krijg ik het gewenste profiel nauwkeurig in mijn zelfbouwkiel, met behoud van stijfheid. Mijn eerste kielen waren a la Rosenbaum, maar dan met ducktape geplakt. De gerenommeerde Craig Smith Keel Fin is 6% chord ratio voor een IOM en gemaakt conform iomdesign.blogspot.com. Die kan ik gewoon kopen. Zie de inleiding van dit topic. Ik wil ook geen Ultra High Modulus Carbon Fibre gaan slijpen of schuren in mijn nederig werkhoekje. Maar als iemand weet waar ik dit kan kopen en of ik dit lekker zonder ppe kan bewerken als hout, is dat een mooie bijdrage aan dit topic. Of misschien ben ik dit al aan het maken maar wist ik dat niet.

 

[Hay]

Phielp, ik begrijp een ding van wat je zegt niet zo goed; als je het profiel dikker maakt, neemt het frontaal oppervlak in mijn ogen toe. wellicht is dat verwaarloosbaar, maar in deze ben ik het wel met bram eens. Een dikker profiel is vergevingsgezinder; je hebt minder snel last van overtrekken en dus verlies van effect. Dat is de reden dat je voor een roer vaak een iets dikker profiel kiest, maar in mijn ogen is het voor een kiel toch wel zinvol om smal te blijven, omdat de weerstand in voorwaartse richting kleiner is. Het effect op het nat oppervlak is zo klein, dat ik het er mee eens ben dat we dat kunnen verwaarlozen. Maar toch: smaller is in mijn ogen beter. Maar... een profiel is beter dan een platte plaat. dat wil zeggen dat er ook een grens aan het versmallen zit. interessant!

 

[Hay]

overigens hebben we op het topic Marblehead constructie ook al eens gediscussieerd over het maken van kielen, dus daar kun je ook nog kijken.

 

[Phielp]

Hay,

In Delftship mag je je eigen kiel en roer ontwerpen en voorzien van het gewenste Naca profiel. Ook de volumetoename wordt berekent. Als ik in Delftship de waterlijn verlaag van mijn bootje om voor de volumetoename te compenseren, neemt ook het oppervlak van het grootspant (onder water) iets af. Afhankelijk van het ontwerp ongeveer 50% compensatie. Zoals je zegt, niet echt belangrijk voor een kiel die eigenlijk nooit recht door het water gaat. Als je een kiel mag ontwerpen wil je hem natuurlijk ook maken. Eens kijken of of het allemaal wel klopt wat ze zeggen. Eigenlijk wil ik een weinig wind kiel maken voor de weinig wind RG65 van Abachi, en een veel wind kiel voor de wave piercing RG65. Dan moet ik dus het exacte Naca profiel uit Delfship overbrengen op een Carbon kiel geproduceerd in mijn werkhoekje. Ik hoop dat de 3d printer mij daarbij kan helpen.
Mijn eerste roer uit de Manta mal is krom getrokken. Ik ga eens kijken of het goed gaat op de wijze die bij de beschrijving van de Manta 3 wordt gegeven op thingiverse, ( twee mallen op elkaar schroeven met carbon ertussen) of als ik dit roertje als pers gebruik met carbon in de mal.

 

[Hay]

klimkt spannend Phielp, ben erg benieuwd. Persen tussen twee mallen klinkt ook goed. Ik las op een duitse site een bouwverslag van iemand die een spons gebruikte (wel een speciaal type, dat ik helaas niet ken) en die in de epoxyhars drenkte, uitkneep en dan tussen de twee kielhelften klemde. zeer stabiele en lichte kern. en ik ben heel benieuwd of je verschil gaat merken tussen de twee kieltjes die je voor ogen hebt. Hans (krekel) en ik bouwen allebei een RG65. verschillend ontwerp en we bouwen ook twee verschillende kielen. een smalle en dunne, en de andere juist breder en dikker. wel beide even lang en met hetzelfde loodje. We maken onze kielkasten hetzelfde, zodat we kunnen wisselen. heel benieuwd wat we daar van leren en of we überhaupt verschil gaan merken.

 

[Hay]

overigens wil ik mij Delftship nog eens eigen maken. Ik ben er eens aan begonnen, maar loop toch snel vast. Weet jij goede tutorials hier over. beginnend bij niveau 0, zeg maar. Ik heb namelijk geen enkele ervaring met CAD.

 

[Phielp]

De manual is alleen voor degene die hem niet nodig heeft. Mijn Delftship is in het Nederlands (grotendeels), de manual in het Engels. Niet handig met (voor Google translate) onvertaalbare scheepstermen. Er zijn echter wel een aantal heel instructieve videootjes op Youtube te vinden. Typ "Delftship tutorial" Ik ben toen begonnen met "Delftship tutorial using background images" en verder wat met mijn muisje getrokken aan de punten waarbij ik x,y of z vastzet, tot het op een bootje lijkt.

 

[Hay]

haha, klinkt goed. ik zal het proberen. thx

 

[Hay]

Weer even de discussie oprakelen; Wat mij opvalt bij modelwedstrijdboten, is dat het lateraal oppervlak van de kiel (en meestal ook vn het roer) zo groot is. Ik begrijp dat niet helemaal. dat je de diepte opzoekt voor een gunstige verhouding tussen stijfheid (oftewel oprichtend vermogen) en gewicht begrijp ik, maar in mijn ogen zou je dan smaller moeten kunnen. een hogere aspect ratio werkt in principe beter, dus met een grotere diepgang zou je eerder minder oppervlak nodig hebben. Waarom zijn die kielen dan zo breed? Ik wil daar eens me experimenteren. Eigenlijk kan ik me niet voorstellen dat niemand dat ooit al gedaan heeft, maar ik kan er niets over vinden.

 

[wim bakker]

De kielen zijn zo breed omdat dat beter vaart
Ik heb eens een IOM gehad met een smalle kiel. Was bij weinig wind nauwelijks mee te varen. Zag er wel snel uit op de kant.
Mijn verklaring toen was dat door de lage snelheid van onze boten een smalle fin niet goed werkt.

Een groot roer laat je boot in moeilijke situaties uit de problemen komen.
Bij weinig snelheid op de startlijn, bij snelle uitwijk wendingen, bij strafrondes, bij afvallen na de boei, bij overstag gaan met te veel zeil, etc, etc.

 

[bram1324]

een hogere aspect ratio werkt in principe beter..

Dat klopt wel, maar het zal lastig worden veel te knutselen aan de koorde-lengte, zonder aan de dikte/koorde-verhouding te komen. Bij een gelijk profiel is een profiel met een grotere aspectratio efficienter. Maar qua sterkte is een gelijk profiel niet zo eenvoudig te maken als je een kleinere koorde wilt. Die 6% dikte is gewoon enorm weinig, waardoor je snel aan een grotere koorde vast zit.