Hvorfor vende snuden på hovedet?

Eksisteret siden antikken
Men hvis vi spoler endnu længere tilbage, så ser vi, at det ikke altid har været sådan, at en stævn havde lange overhæng på toppen. Græske og romerske krigsskibe i antikken havde negativ stævn, og det samme havde indianernes kanoer i Amerika, længe inden hvide mennesker kom dertil.

Også i 1800-tallet fandtes der skibe med negativ stævn. For eksempel SMS Custoza, et panserskib bygget til den østrigsk-ungarske marine i 1875. Formålet kan have været at ramme fjendens skibe og sænke dem med den forreste del af stævnen under vandlinjen – men man havde også en forståelse af, at den længere vandlinje lagde grundlaget for større hastighed. I begyndelsen af 1900-tallet blev mange krigsskibe bygget med negativ stævn, primært af samme årsag: Højere fart.

Kan dykke i stor sø
En båds fartpotentiale i deplacement-modus er i grove træk bestemt af vandlinjelængden, faktisk helt matematisk: Formlen er 2,43 x kvadratroden af vandlinjelængden. Så jo længere vandlinje, jo mere fart. Når en båd planer, ophører den begrænsning, men så længe båden sejler igennem vandet, og graver en bølge op om stævn og hæk – ja, så gælder den. De oprindelige forsøg med negativ stævn handlede dog ikke kun om at øge vandlinjelængden: Hydrodynamisk drag, som i grove træk er det samme som modstand i vandet under fart, kan også være lavere, når stævnens forreste punkt ligger under vandlinjen. Designet er også mere aerodynamisk.

Omvendt fandt man også ud af, at den negative stævn kunne have negative konsekvenser: Manglen på reserve-opdrift betød, at skibene dykkede ind i store bølger i stedet for at løftes op over dem. Det gav meget vand over dæk, og det kunne potentielt være farligt under ekstreme forhold.

Over eller igennem?
Groft sagt kan man sige, at der er to måder at passere modgående sø på: Man kan sejle over bølgerne, som det klassiske design typisk (men ikke nødvendigvis) gør. Eller man kan sejle igennem dem, som den negative stævn typisk (men ikke nødvendigvis) gør.

Når et forskib designes til at gå igennem bølger, kaldes det tit et ”wave piercing design”. Selvom en negativ stævn altså ikke nødvendigvis er designet til wave piercing, vil sådan en stævn typisk skære sig mere lige igennem bølgerne, end en traditionel stævn med positivt overhæng.

Den såkaldte ”axe bow” (økse-stævn) er et eksempel på et mere rent wave piercing design. Det er mest brugt til forsynings-skibe i Nordsøen og militære patruljeskibe, men nogle hurtiggående RIB’s har også en sådan stævn. Mest kendt er de slovenske VSR, brugt af praktisk talt alle trænere i international sejlsport. Her er stævnen strengt taget ikke negativ, men mere lige, det vil sige vinkelret på vandlinjen. Og hensigten er altså primært at skære igennem bølgerne og dermed undgå slag, stød – og dermed pitching.

Pitching
Pitching er et centralt begreb i båddesign eller konstruktion. Det betegner det fænomen, at båden vipper op og ned i bølgerne – i længderetningen. Vipper den sidelæns, kalder man det bare at rulle, hvilket også er et stort tema, men det lader vi ligge for nu.

Pitching er et af de helt store problemer for designere, uanset om det handler om skibe eller fritidsbåde. Det er der flere årsager til: Pitching forårsager vand over dæk, som i stormvejr kan forårsage store skader og være decideret farligt.

Når et fartøj bliver kastet voldsomt op og ned i længdeaksen, opstår der også store stressbelastninger, ekstra energiforbrug, nedsat effektivitet – og ikke mindst et fartøj, som er mindre komfortabelt at være om bord i.

Negativ stævn reducerer pitching
I en negativ stævn er der ikke så meget reserve opdrift til at løfte stævnen, efterhånden som den synker ned i en bølge. Derfor vil en negativ stævn gerne resultere i mere vand over dæk. Men samtidigt reducerer den negative stævn også pitching, fordi den typisk sejler mere lige igennem søgang, end en båd med en traditionel stævn med overhæng. Derfor kan det i praksis ende med mindre vand på dæk.

Al den vippen op og ned forstyrrer også flowet af vand over ror, køl og undervandsskrog, og det samme sker i sejlene: Den laminerede luftstrøm, som er det eneste der flytter en sejlbåd fremad, forstyrres ret væsentligt, når båden går som en gyngehest igennem bølgegang. Reduceret pitching betyder derfor også øget fart. I kapsejladsbåde er reduceret pitching virkelig en væsentlig effekt.

X-bow
I 2005 kom norske Ulstein Group med sit banebrydende X-bow-koncept: Skibe til offshore-industrien, først og fremmest i Nordsøen, designet til at klare netop ekstreme forhold bedre end de skibe, der er designet på traditionelt vis. X-bow er også en form for negativ stævn, hvor volumendistributionen sørger for at kaste vandmasserne til side med reduceret modstand og pitching. Selvom stævnen er negativ, er der samtidigt volumen nok højere oppe til at holde forskibet oppe og sørge for sikkerheden.

X-bow er med andre ord designet på en måde, som ikke trykker forskibet ned under vand, når det møder ekstremt store bølger, og heller ikke kaster forskibet op i luften, som tilfældet er med den traditionelle stævn med store overhæng.

Har negativ stævn en plads i cruisingbåde?
Hvis vi nu fokuserer på sejlbåde, så kommer den negative stævn, ligesom de fleste andre moderne designfeatures, fra den professionelle racingverden. Og dermed dukker spørgsmålet igen op, om hvorvidt den negative stævn har en funktion også i crui-singbåde, som primært bruges til noget helt andet, og som sejler i et helt andet fartområde. Som vi så i den indledende artikel i denne serie (se foregående blad), så handler en hel del af designet om mainstream, cruising-orienterede både og at ting skal se cool ud. Og at ligne en meget hurtig offshore racingbåd er et attraktivt image, som kan sælge både til et bredt publikum.

Martin Menzner fra Berckemeyer Yacht Design har følgende at sige:

”Fra en yachtdesigners perspektiv vil jeg mene, at det ikke er nogen faktuel årsag til at tegne en negativ eller inverteret stævn i en tung eller medium deplacement cruisingbåd. Der er gode grunde til at bygge dem ind i designet af ultralette, især foilende både, eller meget hurtige flerskrogsbåde. Men ikke cruisere. Selv synes jeg nok bedst om den vertikale stævn. Her er vandlinjelængden lig med bådens længde overalt, og sådan har jeg tegnet de fleste af mine både.”

Godt i høj fart
En negativ stævn flytter opdriften i forskibet længere ned, og det muliggør en næsten flad bund helt fremme i stævnen. I en foilende båd er det rigtig smart, fordi den flade, der opstår der, forsyner båden med et løft i stævnen, som bidrager til, at foilene kan løfte hele skroget op i luften tidligere. Herefter er stævnen mest i luften, så der bliver ikke nogle problemer med de ulemper, der i øvrigt måtte være med den negative stævn. Og reduceret luftmodstand er måske knapt så væsentligt i 5-6 knob – men i 30-40 knob betyder det rigtig meget.

Wave piercing er helt generelt en rigtig god strategi i hurtige både: Man rammer bølgerne hårdere, man har mere nytte af reduceret drag/modstand, både under og over vandlinjen. I hardcore racingbåde er man heller ikke så optaget af, at der måske sprøjter mere vand ind i cockpit, at fordækket bliver smallere og sværere at bevæge sig på eller at ankring fra stævnen bliver mere besværligt.