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Segelboot in Jollenbauweise Die Erfindung betrifft Segelboote in Jollenbauweise,
im besonderen Boote mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen, beispielsweise mit
einer Länge über alles von etwa bis zu 6 bis 8 in.
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Diese Boote erreichen infolge ihrer verhältnismäßig geringen Länge
bekanntlich sehr bald die sogenannte kritische Geschwindigkeit, d. h. jene
im wesentlichen von der Länge des Bootes abhängige Geschwindigkeit, bei welcher
neben dem stets vorhandenen Reibungswiderstand ein sprungartig erhöhter Widerstand
infolge von Wellenbildung einsetzt, wobei im wesentlichen zwei Arten von Wellenbildung
in Frage kommen: einerseits das Boot begleitende sogenannte Transversalwellen (deren
Wellenkämme senkrecht zur Bootslängsrichtung verlaufen), andererseits Bugwellen,
die von der seitlichen Verdrängung des Wassers am Vorderteil des Schiffes herrühren.
Während unterhalb der kritischen Geschwindigkeit, d. h. im Gebiet des überwiegenden
Reibungswiderstandes, der Widerstand etwa mit der zweiten Potenz der Geschwindigkeit
anwächst, ergibt sich oberhalb der kritischen Geschwindigkeit (d. h. unter
Hinzutreten des erwähnten Transversal- sowie Bugwellenbildungswiderstandes zu dem
Reibungswiderstand) ein wesentlich höherer Anstieg des Widerstandes.
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Die Lage der kritischen Geschwindigkeit sowie die Größe des Transversalwellenbildungswiderstandes
sind durch Länge und Verdrängung des Bootes im wesentlichen festgelegt und entziehen
sich einer Beeinflussung durch den Bootsbauer, bei gegebenen Weiten dieser Parameter,
weitgehend. Hingegen kann der durch Bugwellenbildung hervorgerufene Widerstandsanteil,
der bei höherer Geschwindigkeit besonders stark ansteigt, durch entsprechende Maßnahmen
beeinflußt werden.
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Es ist bekannt und läßt sich theoretisch-rechnerisch begründen, daß
dieser Bugwellenbildungswiderstand im wesentlichen von dem die Konvergenz des Vorderschiffes
längs der Wasserlinie kennzeichnenden Winkel abhängt, der seinerseits für einen
gegebenen Bootskörper nicht eine fest vorgegebene Konstante ist, sondern von der
jeweiligen Neigungslage des Bootes unter dem Wind abhängt. Man kann theoretisch
zeigen und die Praxis bestätigt dieses Ergebnis, daß die günstigsten Verhältnisse,
bei sonst gleichen Bedingungen, dann vorliegen, wenn auch bei geneigter Lage des
Bootes der luv- und der leeseitige Wert dieses Winkels im wesentlichen gleich (und
möglichst klein!) sind, wenn sich also eine symmetrische Wasserlinie (mit möglichst
schlankem Bugwinkel) ergibt.
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Eine Wasserlinie mit schmalem Bugwinkel, die auch für zunehmende Neigungslagen
des Bootes weitgehend symmetrisch bleibt, läßt sich durch schnittige schmale Form
des Bootskörpers erreichen - allerdings um den Preis geringer Kentersicherheit
und Bequemlichkeit: Auch bei nur mäßiger Segelfläche werden an die sportliche Einsatzbereitschaft
der Mannschaft hohe Anforderungen gestellt, da die Besatzungsmitglieder sich bei
Schräglage des Bootes weit über Bord hinauslehnen müssen, um zur Erzielung eines
ausreichenden Aufrichtmoments das Gewicht möglichst weit vom Eintauchschwerpunkt
weg zu verlagern.
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Verbreitert man hingegen zur Erhöhung der Kentersicherheit und Bequemlichkeit
des Bootes den Bootskörper und insbesondere das die Besatzung aufnehmende Achterschiff,
um bei Neigung des Bootes der Mannschaft die Gewichtsverlagerung innerhalb des Bootes
zu ermöglichen, so ist damit eine Vergrößerung des Bugwinkels und vor allem eine
zunehmende Abweichung der Wasserlinie vom symnietrischen Verlauf bei Schräglage
verbunden.
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Man hat zwar bereits versucht, durch besondere Gestaltung des Bootskörpers
einen Bootstyp zu entwickeln, der bei verhältnismäßig breiter und flacher Bauweise
in geneigtem Zustand des Bootes dennoch eine schnittige und weitgehend symmetrische
Wasserlinie aufweist. Die bekannten Boote in W-Form weisen zu, diesem Zweck praktisch
zwei Kiele auf, die in Abstand voneinander nahezu parallel verlaufen und nur zum
Bug zu leicht konvergieren, ohne sich jedoch am Bug unterhalb der Wasserlinie zu
schneiden.
Diese bekannten W-Boote weisen jedoch mehrere schwerwiegende Nachteile auf: So tritt
der erstrebte Effekt einer Symmetrierung und Verschmälerung der Wasserlinie nur
jeweils für eine, und zwar verhältnismäßig starke Neigungslage des Bootes nach der
einen oder der anderen Seite nahe der Stabilitätsgrenze ein; für geringere Neigungen
ergeben sich teilweise äußerst ungünstige, stark unsymmetrische Wasserlinien. Hinzu
kommt die ungünstige Form des flachen, breiten Bugs sowie der Umstand, daß im geneigten
Zustand der aus dem Wasser ragende Teil des Bootskörpers den Wellen eine abwärts
gerichtete, große Angriffsfläche bietet, was in stark gekrängtem Zustand zu großer
Kenterneigung des Bootes fährt.
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Durch die Erfindung sollen die vorstehenden Nachteile bekannter Bootstypen
kleinerer Abmessung vermieden werden und eine Bauweise geschaffen werden, die bei
Wahrung der genannten Vorteile, nämlich relativ großer Kentersicherheit und Bequemlichkeit
mit zunehmender Neigung des Bootes innerhalb eines weiten Bereichs von Neigungslagen,
eine zunehmende Verschmälerung und Symmetrierung der Wasserlinie und damit Verringerung
des Bugwellenwiderstandes ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft somit ein Segelboot in Jollenbauweise, dessen
Bodenspanten im wesentlichen rechtwinklig oder W-spantförinig in die Mittellängsebene
einlaufen.
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Gemäß der Erfindung wird ein derartiges Segelboot so ausgebildet,
daß für jede Querneigung des Bootes die Punkte der größten Eintauchtiefe im wesentlichen
in einer oder jeweils in einer vertikalen Ebene liegen, die die Mittellängsebene
des Bootes etwa in dem vorderen Lot schneidet und in Fahrtrichtung des quergeneigten
Bootes liegt, und daß das oder die Schwerter in eine Ebene einstellbar sind, in
der auch die Fahrtrichtung liegt.
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Hierdurch wird erreicht, daß - im Gegensatz zu den bekannten
W-Booten - die Wasserlinie schQn bei mäßigen Neigungen (10 bis
15') einen schmalen, weitgehend symmetrischen Verlauf unter entsprechender
Verringerung des Bugwellenbildungswiderstandes immt; die gemäß der Erfindung vorgesehene
Konvergenz der jeweiligen Linien größter Eintauchtiefe ergibt einen spitzen Bug,
im Gegensatz zu der breiten, abgeplatteten. Bugfonn der W-Boote; der Heckteil
des Bootes ist breit und flach und daher zum »Gleiten« besonders geeignet.
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Da ferner der Bootskörper gemäß der Erfindung im geneigten Zustand
besonders am Heck mit einem gegen die Symmetrielängsachse des Bootskörpers stark
leeseitig versetzten Teil eintaucht, ergibt sich unter Ausnutzung des Gewichts der
Mannschaft, ohne daß diese sich weit über Bord des Bootes hinauszubeugen braucht,
ein stark aufrichtendes Moment und damit die Möglichkeit einer verhältnismäßig großen
Segelfläche.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung bei einem Boot in Knickspantbauweise
ist vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise zwei Schwerter, um die vertikale
Achse nicht verdrehbar, vorgesehen sind.
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Bei dieser Ausführungsform mit zwei seitlichen Schwertern an Stelle
eines Mittelschwertes ergibt sich die für den Transport des Bootes, beispielsweise
auf dem Dach eines Personenkraftwagens oder auf einem Anhängerwagen, vorteilhafte
Möglichkeit, daß der Rumpf in an sich bekannter Weise aus einem vorderen Teil besteht,
der von dem hinteren Teil abtrennbar ist, welcher ein »Cockpit« enthält, in das
der vordere Teil zwischen den zwei festen Schwertkästen einlegbar ist, wodurch sich
die Transportlänge praktisch auf etwa die Hälfte der Gesamtlänge des Bootes verringert.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfingesehen, daß es in an
sich bekannter dung ist vorg Weise ein Schwert aufweist, das in verschiedene Richtungen
zu der Mittellängsachse des Bootes einstellbar ist.
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Erwähnt sei schließlich noch, daß die Bootsform gemäß der Erfindung
auch bei Verwendung als Motorboot gute Ergebnisse liefert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in dieser
zeigen Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, von unten
bzw. von der Seite gesehen, bei geradeliegendem Boot; die Spanten wurden mit den
Buchstaben a bis g bezeichnet, Fig. 3 eine seitliche Ansicht
des auf die Seite geneigten Bootes, Fig. 4 und 5 Ansichten des Bootes unter
dem Wasserspiegel in den mit »4« (Fig. 2) bzw. mit »5«
(Fig. 3) bezeichneten
Pfeilen angegebenen Richtungen, Fig. 6 A und 6B ein anderes Beispiel der
Erfindung, von oben bzw. unten gesehen, jeweils für eine Hälfte des Bootes, Fig.
7 die Querschnitte des Bootes nach Fig. 6B, Fig. 8 eine Seitenansicht
des Bootes in Fahrt, mit einem kleinen Motor, Fig. 9 eine Ansicht des Bootes
vom Bug aus gesehen, bei Segelfahrt mit seitlichem Wind; Fig. 10 und
11 zeigen, wie der Bootsrumpf geteilt und versandt werden kann, und zwar
in Ansicht von oben bzw. von der Seite; Fig. 12 stellt die Ebene der Wasserlinien
eines in Fig. 6B angegebenen Rumpfes in horizontaler Lage dar; Fig. 13 zeigt
die Querschnitte dieses Bootes; Fig. 14A und 14B stellen die vorderen bzw. hinteren
Querschnitte des Bootes in geneigter Lage dar, in der die Wasserlinien die in Fig.
15 angegebene Form annehmen; Fig 16 A, 16 B und 17 stellen
in ähnlicher Weise die Querschnitte und die Wasserlinien des gleichen Rumpfes in
mehr geneigter Lage dar.
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Wie besonders in Fig. 1 bis 5 ersichtlich, weist der
Rumpf des Bootes gemäß der Erfindung bei einer SymmetrielängsachseA-A' Querschnitte
auf, die vom Bug zum Heck fortschreitend auseinanderlaufen, z. B. entsprechend den
zwei KieRinien 20' und 20", welche in bezug auf eine zentrale Kiellinie 21, die
auf den vorderen Teil des Rumpfes begrenzt ist, symmetrisch auseinanderlaufen und
sich am Bug 22 vereinigen, während sie in der Nähe der beiden seitlichen Enden des
Heckes 23 endigen.
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Zwei Schwertplatten 24' und 24"*, die abwechselnd gesenkt und hochgezogen
werden können, sind in zu den Kiellinien20' und 20" parallelen Ebenen angeordnet
und bestimmen FahrtrichtungenB'-B' bzw. B"-B" (Fig. 1), die nicht parallel
zur SymmetrielinieA-A' liegen, sondern im Bug zusammenlaufen.
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Die Wasserlinien des Rumpfes, welche in horizontaler Lage die in Fig.
4 gezeigten Formen annehmen,
nehmen eine mehr verlängerte und spitze
Form an, wenn das Boot geneigt ist. Wird nur die dem Wind entgegengesetzte Schwertplatte
in das Wasser gelassen (Platte 24' in Fig. 5), so wird das Boot gezwungen,
sich in der von dieser Platte bestimmten Fahrtrichtung zu bewegen.
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Mit geeigneten Rumpffonnen kann man Formen erhalten, die im Wasser
sehr schmal und spitz, im wesentlichen symmetrisch in bezug auf die effektive Fahrtrichtung
verlaufen. Die Breite e des eingetauchten Teiles ist viel kleiner als die totale
Breite L. Man erhält so einen Rumpf mit einem Bug 22, der gut geeignet ist, die
Wellen zu durchschneiden und zu überwinden und der in seinem eingetauchten Teil
sehr feine Formen mit kleinem Widerstand gegen die Fahrtbewegung aufweist, während
seine Gesamtlänge sehr groß sein kann, so daß ein Segel mit verhältnismäßig großer
Oberfläche gesetzt werden kann.
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Diese besondere geometrische Bedingung kann erfüllt werden, sei es
mit Formen mit kantigem Querschnitt wie in Fig. 1 bis 5, sei es mit
Formen mit abgerundetem Querschnitt wie in Fig. 6 bis 17. Mit abgerundeten
Formen kann man Boote erhalten, die bei kleineren Neigungen sehr günstige Wasserlinien
für die verschiedenen Fahrtverhältnisse annehmen.
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In Fig. 6 bis 11 ist ein gemäß der Erfindung ausgebildetes
Boot für sportlichen Gebrauch und Vergnügungsfahrten dargestellt. Der hintere Teil30
enthält ein »Cockpit« 31, das genügend groß ist, um den vorderen Tei137 des
Rumpfes aufzunehmen, der nach der Querebene 36 in zwei Teile getrennt werden
kann. Der Bugteil wird zwischen die zwei zusammenlaufenden Schwertplatten
38 und 39 eingelegt, wie in Fig. 10 und 11 dargestellt,
so daß ein z. B. 6 m langer Rumpf auf eine Länge von etwa 3,30 m reduziert
werden kann, um z. B. auf dem Dache eines PKW oder auf einem kleinen Anhängerwagen
transportiert zu werden.
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Der Heckteil kann zwei symmetrische Fortsätze 32
und
33 aufweisen, zwischen denen ein Raum 34 gebildet wird, in dem nach Entfernung
des Steuerruders ein Außenbordmotor 35 angebracht werden kann.
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Die Rumpfform, die am Bug schmal und spitz und am Heck verbreitert
ist, ermöglicht schnelle Fahrt mit Motor oder mit günstigem Wind. In Fig. 6B und
7 entsprechen die Wasserlinien einem etwas hochgezogenen Bug. Die resultierende
Wasserlinie WL' (WL ist die Wasserlinie bei horizontaler Eintauchlage) ist
sehr günstig für das Gleiten des Boots auf dem Wasser.
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Bei Segelfahrt mit seitlichem Wind (Fig. 9) fährt das Boot
schräg zu seiner Symmetrieachse in der Richtung, die von der eingetauchten Lee-Schwertplatte
38 bestimmt wird. Dadurch wird eine große Stabilität erreicht, weil sich
ein großer seitlicher Ab-
stand D zwischen dem Punkt P des Verdrängungszentrums
und dem Angriffspunkt W des Gewichtes der Besatzung ergibt, die man sich an der
Luvseite des Bootes sitzend vorstellen kann.
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Wie durch Vergleich der Fig. 12 bis 17 ersichtlich, kann man
mit verschiedenen seitlichen Neigungen die günstigen Verhältnisse bei den verschiedenen
Zuständen und Stärken des Windes erhalten. In der Annahme, daß der Rumpf idie in
Fig. 12 und 13 gezeigte Form hat mit einer verhältnismäßig kleinen Neigung
(von z. B. 6 bis lO'), nehmen die Wasserlinien die in Fig. 14A, 14B und
15 dargestellte Form an. Diese zeigt genügende Schärfe am Bug, um eine starke
Beschleunigung und Anfangsgeschwindigkeit zu erreichen, die geeignet ist, das Boot
zum Gleiten zu bringen, und eine Grundfläche am Heck, um das Boot zu tragen, wenn
die Planierung erfolgt. Diese Verhältnisse gestatten, mit einem auch leichten seitlichen
Wind oder 3/4-Heckwind eine gute Geschwindigkeit zu erreichen.
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Für Fahrt mit schrägem Bugwind, wenn der Wind einen starken seitlichen
Druck ausübt, während die Vorauskomponente klein ist, nimmt der eingetauchte Teil
des Bootes bei einer größeren seitlichen Neigung (Fig. 16 A, 16 B und
17) sehr schmale und verlängerte Linien an, die sich sowohl am Bug wie am
Heck vereinigen. Die Stabilität nimmt auch zu, was man daraus ersieht, daß der seitliche
AbstandD" (Fig. 1613) zwischen dem Verdrängungszentrum und dem Besatzungsgewicht
größer ist als der entsprechende Abstand D' (Fig. 1413) bei lkleinerer Neigung.
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Bei der Ausführungsform von Fig. 12 bis 17 besitzt der Rumpf,
der die gleiche Form wie derjenige nach Fig. 6B und 7 hat, statt der zwei
gegen den Bug zusammenlaufenden und abwechselnd zu benutzenden Schwertplatten, ein
um eine vertikale Achse drehbares Schwert 40, so daß die Fahrtrichtung mehr (Fig.
17) oder weniger (Fig. 15) schräg in bezug auf die Symmetrieachse
A-A' sein kann. Dadurch können die geometrischen Merkmale des Bootes gemäß der Erfindung
in höchstem Maße ausgenutzt werden.