« Achteruit bladeren Vooruit bladeren »
Snelle draagvleugelcat
De nieuwe Franse catamaran Hydroptère, een lichtgewicht racer met draagvleugels, zeilt dit najaar waarschijnlijk de 50 knopen-limiet aan flarden. Het is een draagvleugelcatamaran met draagvleugels die de weerstand in het water tot een minimum terugbrengen. De constructie tilt de romp van de boot boven het water dankzij draagvleugels onder de uiterste drijvers.
Een groot rompoppervlak zorgt voor een grote opwaartse druk. Daardoor komt de ‘cat’ op relatief lage snelheid los van het water. De bedenkers van de Hydroptere omzeilen de piekbelasting met een hydraulische schokbreker. De drijvers hebben dezelfde vorm als die van watervliegtuigen; de knik in de romp laat het water snel los.
De draagvleugels onder water werken met hetzelfde principe als vleugels in de luchtvaart. De liftwerking van de draagvleugel duwt de romp uit het water. De onderwatervleugel is zowel draagvleugel als kiel. Ze worden bediend met zware hydraulische armen. Het enige dat bij de Hydroptere in het water blijft, zijn de relatief kleine draagvleugels. Het zeil creëert de lift die zorgt voor de aandrijving. De wind zorgt aan de loefkant voor luchtdruk, terwijl de luchtdruk aan de leikant van het zeil terugloopt (het venturie effect). De lift van de draagvleugels duwt de boot uit het water en compenseert tevens de dwarskracht. De draagvleugel is ook nog eens voorzien van wingtips, die de weerstand van de vleugel verminderen. Net als de wingtips aan vliegtuigvleugels, voorkomen ze wervelingen die de boot afremmen. Het levert in ieder geval spetterende zeilbeelden op.
Bekijk het filmpje op www.hydroptere.com
Wet van Bernoulli
De Hydroptere maakt zijn eigen snelheid en ondervindt nauwelijks weerstand in het water. Met de wet van Bernoulli valt te berekenen hoeveel druk de Hydroptere bij een snelheid van 20 knopen in de zeilen opbouwt. Die is in de zeilen hoog en op de draagvleugels ultralaag. De wet van Bernoulli luidt; 0,5 x RO V kwadraat. -Zeildruk
Om de druk in de zeilen bij 100 meter zeil en 20 knopen te berekenen, neem je een halve keer de dichtheid van lucht maal de snelheid (10 meter per sec) in het kwadraat. Een m3 lucht weegt 1,2 kilogram. Dus het wordt 0,6 (0,5 x 1,2 kilo) x het kwadraat; 100 (10 x 10). Het antwoord is 60 Newton per vierkante meter. Bij 100 m2 zeil wordt de druk: 100 x 60 Newton is 6000 Newton, of 600 Kilogramkracht. -Draagvleugeldruk Maar hoe staat het met de draagvleugels? De lift van de kleine draagvleugeltje duwt de boot uit het water en compenseert tevens de dwarskracht. Veel van de kracht drukt de boot naar lei. De vleugels in het water werken met dezelfde formule van ; 0,5 x RO V kwadraat. Je praat bij de onderwatervleugels echter over de dichtheid van water. Die is 100 maal de dichtheid van lucht. Dat verklaart dat de draagvleugel onder de boot relatief klein is.
met dank aan: Wubbo Ockels
HK; 23 augustus 2007; rubriek: Algemeen, Zeil Innovaties; tags: filmpje, hydroptere
Comments