Konstrukce plachetnice aneb jak si sám navrhnout a spočítat

[Pepa]

OBRÁZEK 19
Metodika, postup a dílčí výsledky jednotlivých kroků při výpočtu plochy laterátu a definování jeho jediného těžiště

[Pepa]

list 12

[Pepa]

OBRÁZEK 20
Abychom dokončili výpočet celé lodi, musíme stanovit i těžiště jejího základního oplachtění. Na tomto obrázku je oplachtění patřící k trupu na obrázku 18. Řešení vychází z předešlých příkladů. Pozor, že definované těžiště celého oplachtění musíte přenést dolu po kolmici na vodorysku nebo na její rovnoběžku procházející patou stěžně, což není rovnoběžka s osou stěžně. Stěžeň má standardní záklon 2 st. Proto vzdálenost T plachet od osy stěžně měříme až u paty stěžně, od paty stěžně jde osa stěžně / osa vzpěry stěžně/ již kolmo na vodorysku. Toto pravidlo neplatí, pokud těleso stěžně prochází nástavbou až do lože v kýlu.
U hlavní plachty si zjednodušuji výpočet tím, že neberu v úvahu vydutí zadního lemu. Kompenzuji to linii trojúhelníku, která to zprůměruje. Na jedné straně trochu uberu a na druhé trochu přidám. Plocha je tedy stejná. Stejně jsem postupoval u kormidla. Pokud by někdo chtěl postupovat naprosto přesně, musí si břicho rozdělit například na dva trojúhelníky a spočítat plachtu jako složeninu více tvarů.

OPRAVA: v pravém rámečku je napsáno
/ Y = 11,5 cm = 64,4 cm/
opravuji
/ Y = 11,5 mm = 64,4 cm /
JAK ŘÍKÁM, POZOR NA JEDNOTKY

[Pepa]

list 20

[Pepa]

OBRÁZEK 22
Kopie oplachtění, které je zde spočítáno. Pokud si někdo chce provést kontrolní výpočet, má možnost si jej následně porovnat.

[Pepa]

list 14

[Pepa]

OBRÁZEK 21
Pokud bychom vypočítali pouze nějaký trup a nějaké oplachtění, těžko bychom si mohli ověřit, zda naše výpočty jsou správné a v jaké toleranci. Plachetnici, kterou jsme počítali, je
DOLPHIN 26 z kanceláře VAN DE STADT. http://www.stadtdesign.com/ Proto víme, že její délka je 800 cm. Na obrázku 21 je zřejmá vzpěra stěžně, z které si stanovíme osu stěžně procházející patou stěžně. Z obrázku 21 vidíte, že tato loď má navrženy dva rozdílné kýly. Provedl jsem dopočet těžiště tohoto druhého kýlu a do výkresu přenesl z obrázku 18 společné těžiště trupu a kormidla. Přes rozdílnost ploch zjišťujeme, že těžiště laterátu obou typů je shodné. Tedy v prvním případě vzdálenost T k ose Y 129,4 cm a v druhém 130,6. ROZDÍL V NAŠICH VÝPOČTECH 1,2 CM. Jinak to být ani nemůže, oplachtění mají oba typy shodné. Lze tedy konstatovat, že u van de statů neučinili chybu.

[Pepa]

list 15

[Pepa]

Ještě se vrátím k onomu koeficientu 12 % z délky vodorysky předsazení těžiště plachet pře těžiště laterátu. Pokud bychom umístili vypočtené těžiště laterátu a těžiště plachet nad sebe – na jednu osu, byl by zajištěn správný rovnovážný vztah, ale pouze pro statickou situaci. Tedy loď by musela plout naprosto vzpřímeně, bez náklonu. Potom by těžiště plachet a těžiště laterátu byly na jedné ose a vše by bylo v pořádku. V praxi to však samozřejmě tak není. Víme, že plachetnice pluje ve značném náklonu. Náklonem vznikají další, dosti výrazné síly, které musíme posouváním těžišť laterátu a plachet kompenzovat.
Pokusím se tyto síly osvětlit, budu však velmi stručný, takže dle zájmu je možné se k této otázce vrátit.

1/ Je li loď vzpřímená, její trup je symetricky při plavbě omýván vodou, odpor je na obou stranách trupu stejný. V náklonu, řekněme, že jsme nakloněni na pravý bok nás tvar pravé části špice zanořené do vody tlačí do leva , tedy proto větru. Způsobuje, že loď je návětrná.

2/ Těžiště vztlaku plachet, které je dosti vysoko nad vodoryskou lodi by u vzpřímené lodi hnalo trup vpřed a v podstatě by nemělo žádné rameno /pouze přetočení plachty/, na kterém by ještě jinak působilo na loď. Náklonem se dostává těžiště plachet výrazně mimo osu lodi a tím si vytváří páku na to, aby ji zároveň stáčelo proti větru. Způsobuje, že je loď návětrná

3/ U některých konstrukcí mohou vznikat dodatečné síly od kormidla, které rovněž při náklonu způsobují, že je loď návětrná

Jako kompenzace z menší části působí úkos na přední části kýlu – ten však spíše pouze pomáhá kompenzovat rozdíly pro různá naklonění lodi /jak k tomu dochází později/. Tedy zdaleka nemůže vznikající síly eliminovat. Proto se již v základním výpočtu lodi posouvá těžiště plachet před těžiště laterátu. Zdánlivě by měla být loď závětrná , ale právě působením výše zmíněných sil dochází k požadovanému rovnovážnému vztahu. Protože tyto síly již není možné jednoduchým způsobem spočítat, v technické literatuře je uváděn koeficient, který pro tyto zjednodušené výpočty zajišťuje správné posunutí laterátu a těžiště plachet. Tyto vznikající síly a ramena na kterých působí, jsou přímo úměrné velikosti lodi. Proto je koeficient odvozen od délky vodorysky, s kterou je velikost těchto působících sil úměrně svázána. Stanovuje s v rozmezí 10-14% její délky /ve starší literatuře se uváděla hodnota 8-12%/. Používám střední hodnotu 12 % a u pravoúhlých kýlů 13-13,5%. Z výběru tohoto koeficientu může pramenit nepatrný rozdílný ve výpočtech, 1% z 800 cm je 8 cm.

[Pepa]

Případné zájemce jsem snad přesvědčil, že tento způsob výpočtu je dostatečný pro správné posouzení základního návrhu těžiště laterátu a těžiště plachet.
Chci zdůraznit, že jsem vše počítal pouze z výkresů které jsem si vytiskl z netu /kdy jen tloušťka čáry se ve skutečnosti rovná polovině centimetru/ a které zde máte, tedy pouze na formátu A4 a v měřítcích cca 1:30 až 1:55. Odchylky od ,,továrních,, výpočtů jsou rozhodně přijatelné /skromnost mi neumožňuje napsat naprosto zanedbatelné/ a to přesto, že jsem vytvářel metodologii, vzory a postupy i když jsem se snažil o maximální přesnost a nikoliv ,,ostrý,, výpočet. . Vaše výkresy budou jistě v menších měřítcích trup 1:10 až 1:20, oplachtění 1:20 až 1:30, tedy možné chyby budou ještě daleko menší.
Několika centimetrová odchylka od optimálního stavu rozhodně nezpůsobí špatné vlastnosti vaší lodě. V našem případě se jednalo o rozdíl 3,5 2,2 cm. Povšimněte si prosím, že jsem nepřipustil otázku, komu ty dva centimetry utekli. Jestli nám nebo vandestatům.
Na dalších příkladech výpočtů si můžeme ukázat, jak výrazně se proti těmto našim případným odchylkám mění těžiště plachet při jejich refování a lodě se do značné míry s těmito zásahy přesto vyrovnají.

[Pepa]

MALÝ ZÁVĚR NAD TOUTO KAPITOLOU

Dalo by se očekávat, že na závěr této části napíšu jak složitý a komplikovaný je tento výpočet lodi a že jej rozhodně nemůže dobře provést nějaký laik. Nebudu psát, co si nemyslím. Nepředpokládám, že někdo z vás na základě těchto znalostí a výpočtů bude konstruovat 60 stopý závodní speciál pro Americký pohár, s kýlem jako meč. Svoji 5-7 metrovou plachetnici rozhodně zvládnete.

Pokud si někdo bude chtít spolehlivě osvojit postupy, chce to pár cvičných příkladů. Proto jsou zde prázdné, nezpracované obrázky, které je možno stáhnout, vytisknout a po provedení výpočtu porovnat svoje výsledky. Prosím neopisovat.

Tyto postupy a výpočty, vše nyní ,,zdánlivě jednoduché,, , jsem postupně dával dohromady sám.. Píšu to proto, že případným oponentům nebudu moci napsat žádný odkaz na technickou literaturu. V českém jazyku jsem nikdy nic uceleného neobjevil.Přesto věřím, že to pomůže všem z našich řad, jež chtějí sami něco zkonstruovat nebo ,,maličko,, upravit k obrazu svému

V této chvíli považuji svůj slib neprozřetelně daný Alffovi za splněný

1/Dal jsem sem, jak mě žádal, ,,univerzální vzoreček,, pro výpočet těžiště laterátu a plachet
2/Napsal jsem to tak, ,,aby to pochopil každý,, /snad/
No, to vlastně posuďte sami ale jednodušší to již nebude.

Dílčí nejasnosti operativně vysvětlím.

Pokud bud zájem a já najdu trochu volného času, dám sem nějaké pokračování……………

[Denis]

Záujem o pokračovanie bude. Už sa teším, keď tie svoje zmeny prepočítam akého prekvapenia sa dočkám.

[alffa]

Teda Pepo,
Jsi machr Klobouk dolů, dal jsi si s tím práci.
To si piš, že o každé pokračování, zájem bude. Teorie není nikdy dost.
Díky a máš můj hluboký respekt, alffa

[Libor]

Skvelá práce Pepo! Nemam slov, klobouk dolu !! Ani jsem netusil kolik jsi toho oprasil z uciva str. skoly - mimochodem co jsi delal (nebo delas ) za skolu. No opakovani matka moudrosti. Jedna velka prosba - je to moc pekne udelané na to aby to po nekolika mesících trochu zapadlo v mnozství dalsich informací. Dalo by se to zpracovat do jednoho
clánku? Bylo by to v tematu stavba lode. Pokud by to pro tebe bylo slozite, ci pracne prevedl bych to tvym jmenem. Diky. A dej si k tomu copyright

[jenda]

Pepo... teda smeknout klobouk a ještě ho zahrabat...
Přidals mi další střípek do mojí rodící se úchylky lodního konstruktéra - amatéra. Díky!

[karel]

Pepo Děkuji Děkuji Děkuji ………………………….
Zájem o pokračování určitě je , jestli najdeš čas . Já to jdu hned aplikovat na obrázky své loďky . A ještě jednou moc děkuju za spoustu tvého času který si tomuto věnoval , je to opravdu perfektní , vypadá to že moje loď díky tobě bude jezdit i proti větru .

[Pepa]

Přátelé, díky za slova uznání. Za ně jsem zapoměl na kletby, které jsem po nocích posílal na jachting info .
to Karel. Na tvůj případ si vzpomínám. To byla ta gafle s kýlem před stěžněm /skoro/ a tím to všechno začalo
Vidím že se chystáš do výpočtů, takže v tvém případě ti poradím jednu věc.
Na konci výpočtu pracujeme vlastně jen se třemi body.

1/ osou paty stěžně

2/ T plachet
/u základního oplachtění s kosatkou bude T plachet za stěžněm - ke kormidlu/

3/ T laterátu

Mezi T laterátu a T plachet leží 12% cwl, mezi T plachet a patou leží vypočtená vzdálenost.

spočítej těžiště puvodního trupu lodě
spočítej těžiště původních plachet a vzdálenosti k patě
Jednoduchým odpočtěm zjistíš, kolik konstruktér tvé lodě nechal na oněch 12%
Pokud budeš chtít, můžeš tuto hodnotu použít ve svém novém výpočtu pro novou konfiguraci lodě.
Tento postup je vhodný, pokud zachováme tvar puvodního navrženého trupu, tvar a usazení kormidla, velikost plachet a tvar a velikost kýlu a pouze chceme pohybovat patou stěžně a tím páden i kýlem nebo naopak.

Je nutné si uvědomit, že i kormidlo můžeme použít jako účinný dolaďovací prvek.Působí vůči T laterátu na velkém rameni. Tedy Jestliže kormidlo o 20 cm prodloužím a 7 cm rozšířím, rozhodně to stáhne T laterátu vzad

to Denis - takto by jsi mohli postupovat i ty

[karel]

Tak jsem to ladil na původním plánu s původním sklopným kýlem a malými plachtami a vyšlo mě mezi T laterálu a T plachet 13,66% cwl. Tuto hodnotu použiji i pro nové provedení.

[Pepa]

To Karel - uváděl jsem, že u provoúhlých a tim spíše u sklopných kýlů, je nutné použít hodnotu 13 -13,5 %. Jestli chceš opět použít takovýto kýl, jak vidno věci fungujou a bude vše v pořádku.
Jsi tedy asi první, kdo ten výpočet úspěšně aplikoval - těší mě to, protože to nebyla zbytečná práce.

[Denis]

Pepo, na Slovensku a v Čechách asi ani neexistuje amatérsky stavitel lode, ktorý by na projekte niečo nezmenil. Povedzme že to patrí medzi naše národné črty. Lode od Reinkeho patria povestne medzi tie najoodolnejšie a tu na tomto webe zaznel názor, že ak by ju staval, tak by ju chcel zosiliť. Úžasné, nie? Ludia menia/zvečšujú/ hrúbku obšívky, velkosť kýlu a kormidla, hrúbku a množstvo rebier, tiež pridávajú sálingy na sťažeň vod voka a zosilujú laná takeláže aj o 30%, zvyšujú balast a mnohými ďalšími spôsobmi zásadne zasahujú konštruktérovi do jeho diela.
Takže ten tvôj návod bude na tomto webe svietiť ako maják nám všetkým dobrým, statočným a nevedomím amatérom.

[petr.n99]

radiovku dolu.....
Naprosto super. Ted jeste neco o stabilite a bude to dokonale )

[Pepa]

To: Libor
Ahoj, s tím článkem nevidím žádný problém, klidně to tak udělejme. Mám samozřejmě texty uložené ve wordu, ale ty jdou stejně stáhnout přímo z tohoto webu. Otázka je jak s obrázky, zda použít odkaz na můj web nebo jinak. Navrhni to organizačně. Pokud to přeneseš a sestavíš ty, prosil bych o možnost přístupu k textům, přeci jen tam mohu ještě objevit nějaké chyby nebo nutnost text doplnit, pokud to u článku lze.

[alffa]

No mě osobně, se to zdá tady ve foru určitě operativnější.
Lehce se může kdokoli, na cokoli zeptat a pro autora je technicky jednoduší odpovědět.
Lépe se sem vkládají obrázky atd.
alffa

[Pepa]

To Alffa
O tom není asi pochyb. Vůbec mě nenapladlo to vyjmout z této živé diskuze s ohledem na všechny výhody, jež jsi vyjmenoval. Já jsem rozuměl Liborovi tak, že ten článek by byl jaksi navíc, Jako koncentrovaný a lehčeji dohledatelný zdroj informací, pokud tento topic upaddne v zapmění.

[alffa]

To Pepo,
No já nemám nic proti článku. Ani náhodou. Jen bych to nechal zatím jaksi dozrát.
Já budu mít například na tebe v této souvislosti, také jeden dotaz. Jen k tomu musím něco načmárat.
Libor mě ale tak zapřáhl, že zatím nemám šanci. alffa