Wie können vorhandene Datensammlungen bestehender Entwürfe (ORC o.Ä) im frühen Enwturf genutzt werden? Wie müssen die Daten aufbereitet werden, um einen Vergleich zwischen Yachten unterschiedlicher Größe zu ermöglichen?
Dimensionslose Kenngrößen können Yachten verschiedener größen schnell einordnen
empirisch erhobene Daten und Grenzen
ORC- Messbriefe können verglichen werden, indem man sie tabellarisch vergleicht
Eine überschlägige Bewertung der Segeleigenschaften kann im Entwurfssinne auf Basis von dimensionslosen Kennzahlen vorgenommen werden. Welche Kennzahl eignet sich für die Bewertung bei Leichtwind und warum?
Segelfäche/ Benetzte Fläche
Gibt guten aufschluss über den Widerstand und die Vortriebskraft des Schiffes (z.B. Katamaran -> Sehr viel Segelfläche für wenig benetzte Fläche)
Ballastanteil ebenfalls ein guter Aufschluss über Segeleigenschaften -> Hoher Ballastanteil steht für einen leichten Rumpf
Wie ist der prismatische Koeffizient definiert und was sagt dieser aus?
Beschreibt, wie die Verdrängung über die Länge verteilt ist.
CP= V/ AreaHauptspand*LWL
Werte: 0,5 bis 0,54 -> Schlanke Enden und breite Mitte (Admirals Cupper, IOR)
0,58-0,65
Racer mit gleichmäßigerer Verteilung.
Höhere Geschwindigkeiten Möglich, da sich das Heck nicht festsaugt
Welche wesentlichen Zusatzwiderstände treten ggü. Handelsschiffen zusätzlich für Segelyachten auf (Betrachtung eines Einrümpfers in Verdrängerfahrt)?
Induzierter Widerstand am Kiel
-> Widerstand durch Abstrom an Kiel Unterseite
Krängungswiderstand
-> Krängung bringt zusätzliche benetzte Fläche ins Wasser und erhöht den Widerstand
Krängung macht das Strömungsprofil asymmetrisch
Widerstand durch abdrift
Was sind die Delft Systematic Yacht Hull Series?
Empirischer Ansatz zur Abschätzung des Restwiderstandes von der Universität in Delft
Was sind die übergeordneten Ziele der EU-Sportbootrichtlinie?
Harmonisierung der Sicherheitsmerkmale
Vereinfachung des Überblickes beim Handel mit Yachten
Kategorisierung von Sportbooten
Definition grundlegender Anforderungen
Für Sportboote welcher Rumpflänge gilt die EU-Sportbootrichtlinie?
2,5 - 24m Rumpflänge
Was ist der Hintergrund der CE-Kategorien A bis D?
Sofortige Einordnung für die Seetüchtigkeit von Yachten.
Ein Laie soll sofort sagen können, wie “sicher” die Yacht ist
A bis D
A beste Kategorie
D schlechteste
Stellen Sie schematisch die Kräfte bei Umströmung eines 2D-Profils dar. Zeichnen Sie ein 2D-Profil, bezeichnen Sie Anstellwinkel, Orientierung der Anströmung, Auf trieb, Widerstand.
Zeichnen Sie den typischen Verlauf des Auftriebsbeiwertes eines 2D-Profils über dem Anstellwinkel inkl. des Bereiches abgelöster Strömung.
Beschreiben Sie in wenigen Sätzen die Eigenschaften der sog. Laminarprofile. Was zeichnet diese gegenüber konventionellen Profilen aus?
Werden oft für Kiele verwendet
Ruder nur schnelle Boote aus diesen Profilen
Strömungsabriss ist hart und aprubt
Anstellwinkel bis 5°
Der Vordere Bereich des Profils ist verschlankt
Maximale Profildicke bei 50% (Statt 25% bei standard profil)
Profil ist empfindlicher gegenüber verschmutzung
Beschreiben Sie in wenigen Sätzen, was induzierter Widerstand ist.
Induzierter Widerstand beschreibt den Erzeugten Widerstand bzw. auftriebsverlust durch den Druckaustausch von Über- zu Unterdruck an der Unterkante des Kiels oder der Oberkante eines Segels.
Endplating (Kielflügel) kann diesen Austausch verhindern und den Lift verbessern (Siehe AC1983 “Australia II”)
Welche wesentlichen Aufgaben fallen dem Kiel der Yacht zu?
Erzeugung von Aufrichtendem Moment gegen Segeldruck
Verringerung von Abdrift
Generieren von Auftrieb
Erzeugung von gewichtsstabilität
Wie verteilen sich überschlägig die von Ruder, Kiel und Rumpf erzeugten Anteile der hydrodynamischen Querkraft für eine moderne, flachgehende Yacht? (in Prozent)
70% Kiel
20% Ruder
10% Rumpf
Wie verteilen sich überschlägig die von Ruder, Kiel und Rumpf erzeugten Anteile der hydrodynamischen Querkraft für einen 70er Jahre Entwurf? (in Prozent)
50% Kiel
30% Rumpf
Der Segelplan sowie die Anhänge der Yacht sind strömungsmechanisch als Tragflügel mit endlicher Spannweite zu behandeln. Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen 2D- Betrachtung der Profile und der Betrachtung der Tragflügel in Bezug auf den Widerstand und den effektiven Anstellwinkel?
Der effektive Antellwinkel ist ein Delta aus dem Ursprünglichen Anstellwinkel Alpha und dem induzierten Anstellwinkel Alphai.
Aus welchen Komponenten setzt sich der an Bord wahrgenommene, scheinbare Wind zusammen? Stellen Sie den Zusammenhang zeichnerisch dar (bezeichnen Sie die Vektoren und Winkel) und geben Sie die Formel zur Berechnung von Betrag und Richtung des scheinbaren Windes an (ignorieren Sie dabei zunächst den Einfluss der Krängung).
Was gilt mit Bezug auf die an der Segelyacht wirkenden Kräfte und Momente, wenn die Segelyacht in stationärer Geradeausfahrt segelt
Alle Kräfte und Momente heben sich gegenseitig auf
Geschwindigkeit
Kräfte Widerstand = Vortrieb
Abdriftwinkel
Aero = hydrodynamische Querkraft
Tauchung
Gewichtskraft= Auftriebskraft
Krängung
Krängungsmoment von Rigg und Anhängen= Aufrichtendes Moment
Trimmwinkel
Trimmoment des Riggs = aufrichtendes Moment
Ruderwinkel
Giermoment des Riggs wird durch Rudermoment ausgeglichen
Beschreiben Sie in wenigen Sätzen die Grundidee der Programme zur Geschwindigkeitsprognose, VPP.
Diese Prognose ermöglicht es, zu berechnen wie schnell ein Schiff auf allen segelbaren Kursen segelt. Dieses Programm liefert (Sofern korrekt angewendet) schnell aufschluss über die Segeleigenschaften des Bootes
Was stellt das sog. Polardiagramm einer Segelyacht dar
Das Polardiagramm stellt die erwartbaren Bootsgeschwindigkeiten in relation zu kurs und geschwindigkeit des Windes dar. Hier gibt es häufig eine Seite für den scheinbaren und eine für den Wahren Wind
Was ist die Aussage der Geschwindigkeit VMG, Velocity Made Good?
VMG beschreibt die Geschwindigkeit, mit der sich das schiff direkt gegen den Wind bewegt.
VMG=u*cos(TWA)
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der aerodynamischen Querkraft Fh sowie dem daraus resultierenden, krängenden Moment? Geben Sie die Formel an und stellen Sie schematisch die Lage der Kraftangriffspunkte dar
Krängendes Moment = Fh*vertikaler Abstand
Was bezeichnet den Stabilitätsumfang? Zeichnen Sie sche matisch eine Hebelarmkurve einer Yacht mit einem Stabilitätsumfang, der kleiner als 180° ist.
Der Stabilitätsumfang ist der Maximale winkel, bis zu dem die Stabilität positiv ist (Boot richtet sich auf)
Was ist der sog. Dellenbaugh-Winkel und welche Verwendung findet dieser im Yacht entwurf?
Der dellenbaugh Winkel ist eine Abschätzung des Krängungswinkels hoch am Wind bei 13kn TWS.
Was ist das grundsätzliche Konzept und Ziel des Stabilitätsindex STIX?
Bewertung des Dynamischen Stabilität mithilfe von empirischen Faktoren.
Fließt mit in die CE- Kategorisierung ein
Wie wird im Entwurfssinne näherungsweise aus der aerodynamischen Querkraft in aufrechter Schwimmlage Fh das krängende Moment HM als Funktion des Krän gungswinkels ϕ bestimmt?
Was bezeichnet die sog. signifikante Wellenhöhe H1/3?
Wovon hängt die an Bord wahrgenommene Begegnungsfrequenz zwischen Wellen und Yacht für einen gegebenen Seegang ab?
Von Bootsgeschwindigkeit, Wellenwinkel und Wellenlänge
Welcher qualitative Zusammenhang besteht zwischen dem Massenträgheitsmoment der Yacht um die Querachse und der Eigenfrequenz für die Stampfbewegung?
Ein erhöhtes Massenträgheitsmoment z.B. durch weit vom Schwerpunkt gestaute Lasten (Anker, Motor, etc.) Erhöht die Trägheit des Schiffes in der Welle und reduziert die eigenfrequenz der Stampfbewegung.
Wie werden die Angriffspunkte der aero- und hydrodynamischen Kräfte der Yacht jeweils bezeichnet? Ist die Lage der tatsächlichen Kraftangriffspunkte fest oder ab hängig von Veränderungen der Strömungsbedingungen? Wie können die Kraftan griffspunkte bestimmt werden?
Ce= Center of Effort
CLR= Center of lateral resistance
Die Lage ist Abhängig von vielen Faktoren
Kielform, Segeltrimm, Mastfall, Gewichtstrimm, Windwinkel
Wie wird der Abstand der Kraftangriffspunkte von Lateralplan (Unterwasserschiff) und Segelplan bezeichnet (gemessen in Längsrichtung der Yacht)? Erläutern Sie kurz, wie dieser Abstand überschlägig ausgelegt werden kann
Druckpunktvorlage / Lead
Wird je nach Riggtyp und Kieltyp unterschiedlich festgelegt.
Bei Fraktionalrigg (Heute üblich) 2-6%LWL
Eine Yacht segelt in stationärer Geradeausfahrt. Warum ergibt sich bei Zunahme der Krängung der Segelyacht (z.B. durch eine einfallende Böe) ein Giermoment?
Auswandern der Kraftvektoren der Aero- und hydrodynamischen Gesamtkräfte. Dadurch entsteht ein Giermoment.
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