fbpx
Tekst  øyvind bordal foto  øyvind bordal,
x-yACHTS, ARKIVFOTO #579
 

DESIGN: Stabilitet

Nøglen til sikkerhed,
komfort – og fart

Du synes sikkert, at du godt ved, hvad stabilitet betyder. Men efter at have læst det her, forstår du det bedre. Det handler nemlig om langt mere end bare at undgå at vælte.


Forestil dig en sejlbåd, som ligger ude på havet i vindstille. Der er ingen bølger. Masten peger lige op i luften. Kølen peger lige ned i vandet. Der er ro og fred. Nu kommer Guds pegefinger lige pludselig ned fra himmelen og skubber lige så forsigtigt til mastetoppen, så båden begynder at krænge.

I starten går det let. Gud skal ikke skubbe særlig hårdt. Men når båden begynder at ligge pænt over på siden, skal der bruges lidt flere kræfter. Mere og mere må der skubbes på. Til sidst, når mastetoppen kommer helt under vand, bliver det lettere igen. Og til sidst kan Gud fjerne fingeren. Båden tipper nu det sidste stykke helt af sig selv, indtil den ligger stille, med kølen op i luften og masten ned i vandet. Igen ligger båden i ro.

Den eneste forskel er, at bunden nu vender opad.

Let, svært og let igen
Scenen rejser et interessant spørgsmål: Hvor mange kræfter skulle egentlig til i denne guddommelige stabilitetstest for at vælte båden?

Lad os kigge lidt nærmere på det: 
Først var det let. Så blev det sværere. Så blev det let igen.

Ballastkøl, flere skrog eller kropsvægt
Stabilitet lyder umiddelbart som en meget enkel ting. Det er jo bare modstand mod at vælte. Og vi ved godt alle sammen, at i en sejlbåd er det en meget god ting. Det er jo derfor, båden har en tung køl hængende under båden. Eller et ekstra skrog eller to med god afstand imellem, hvis der er tale om en flerskrogsbåd. Eller en ivrig sejler hængende ude på siden af båden, hvis der er tale om en sejljolle. Og det er derfor, vi reber sejlene, når det blæser op.

Men hvis vi ser lidt nøjere efter, så er der flere ting på spil, end du måske tror. Stabilitet handler nemlig ikke kun om sikkerhed. Det handler også om komfort – og i høj grad også fart.

To slags stabilitet
I en kølbåd, som langt de fleste af os sejler rundt i, er der groft sagt to former for stabilitet. Den ene kommer fra kølen. Den anden kommer fra skroget.

Lad os starte med kølen.
Når en båd slet ikke krænger, laver kølen ikke noget arbejde med hensyn til bådens stabilitet. Kølen hænger bare lige ned. Der er ligevægt. Den gør først noget, når den løftes ud af sin lodrette stilling. Så snart båden krænger, bliver kølen til en vægtarm, som forsøger at trykke båden tilbage i ligevægt, altså der hvor kølen igen hænger lige ned. Jo mere kølen vejer, og jo dybere den stikker, jo flere kilo trykker den med. Og hvis vi zoomer hele vejen op i mastetoppen, så opstår der mere og mere modstand deroppe i den anden ende, når Gud trykker med sin pegefinger.

Godt på kryds
Nu ved vi jo godt alle sammen, at når vinden kommer lige bagfra, er der ikke noget sidetryk i riggen. Båden krænger ikke på læns, i hvert fald ikke så længe der er balance i båden og ingen bølger, som kaster den omkring. Men lige så snart vi begynder at sejle på en skarpere vinkel, begynder båden at krænge mere og mere, hele vejen rundt vindcirklen, indtil vi sejler kryds. På kryds er der flest sidekræfter på spil.

Derfor er en båd med en tung og dyb køl hurtigere på kryds end en båd med en lettere og knap så dyb køl.

Krængning nødvendigt
Men båden skal krænge, for at kølen skal kunne gøre sit arbejde. Den skal jo have en vis vægtarm. Hvor meget, varierer lidt fra båd til båd, men 18-20 grader er et ret godt pejlemærke i mange både. Krænger du mindre, kunne du principielt bære mere sejl og dermed sejle hurtigere. Krænger du mere, begynder skrogets undervandskrop at bliver fortegnet, balancen forskydes, og riggen mister kraft. Men lige omkring 20 grader arbejder kølens rettende moment ret effektivt. Båden sejler tæt på sit potentiale, og som regel forholdvis komfortabel.
Sir Ben Ainslie kunne sørge for stabiliteten i sin Finnjolle med toptrænet krop og præcis teknik.

Skrogstabilitet – en anden historie
Sådan er det ikke nødvendigvis med den anden form for stabilitet – den der kommer fra skroget.

Den virker på en lidt anden måde. Det er ikke svært at forstå, at en lav og bred båd er sværere at vælte end en høj og smal båd. En rund tømmerstok derimod har ingen stabilitet. Men saver man den midt over, altså på langs, så vil de to halvdele pludselig flyde med en vis stabilitet. En trimaran, som for eksempel den Marlin 33, du kan læse om andetsteds i bladet, har en ekstremt høj stabilitet, som tager hårdt fat allerede ved få graders krængning. Her ville Guds pegefinger virkelig komme på hårdt arbejde, lige fra starten.

Til gengæld kunne Gud slippe taget i trimaranens mastetop ved omkring 50-60 graders krængning. Så ville trimaranen vælte rundt, helt af sig selv.

Varierer med krængning
Stabiliteten varierer med andre ord med krængningen. I nogle både tager skrogstabiliteten fat med det samme, i andre både først efter en vis krængningsvinkel. Det er alt sammen noget, båddesignere arbejder meget bevidst med. Der kan endda udarbejdes tabeller og grafer, der viser hele forløbet fra 0 grader til 180.

Nu kommer vi ikke til at dykke ned i en masse tabeller og formler her, så bare rolig. Men der er faktisk to interessante teoretiske begreber involveret, som er rigtig interessante, hvis man vil forstå, hvorfor en båd ikke vælter. Hvis man kan se netop de to centre eller punkter for sig og forstå, hvordan de interagerer med hinanden, så har man et meget godt billede af, hvad skrogstabilitet er, når vi taler om sejlbåde.

Tyngdepunkt og opdriftspunkt
Det ene center hedder CG. Det står for Center of Gravity, eller på godt dansk, tyngdepunkt.

Det andet center hedder CB. Det står for Center of Buoyancy. Der er vist ikke noget almindeligt, godt dansk ord for det, men lad os kalde det ”opdriftspunkt”.

Altså: Vi har et punkt, som samler de kræfter, der trykker båden opad. Og så har vi et punkt, som samler de kræfter, der trykker båden nedad.

Når båden ligger i ro, uden sejl oppe, og ikke påvirkes af vind eller sø, ligger de to punkter i linje med hinanden – altså lodret. Opdriftspunktet ligger lavere end tyngdepunktet (eftersom båden flyder).

Vægtarm
Men når båden begynder at krænge, så sker der noget. Hvis båden krænger til styrbord side, vil mere af skroget i styrbord side komme under vand. CB, opdriftspunktet, flytter sig dermed vertikalt, i det her tilfælde mod styrbord. Men CG, altså tyngdepunktet, forbliver hvor det er (med mindre vægt flyttes rundt i båden). Nu er der altså skabt en forskydning mellem de to punkter – en vægtarm, på samme måde som kølen også skaber en vægtarm. Det ene punkt trykker opad. Det andet punkt trykker nedad. Med andre ord: Nu er der en kraft, der forsøger at rette båden op igen, indtil de to centre igen er i linje med hinanden.

Skrogets form bestemmer

Hvor meget CB forflytter sig vandret ved krængning, afhænger af skrogets form. I den føromtalte tømmerstok (mens den stadig var helt cirkulær), opstår der ingen forskydelse. Derfor har den heller ingen stabilitet. I den føromtalte trimaran opstår der en enorm forskydelse, og den indtræffer allerede ved få graders krængning. Trimaranen har en meget høj skrogstabilitet.

Jo længere CB flytter sig væk fra CG, når båden begynder at krænge, jo mere stabil er båden.

Det her er altså en ret god måde at måle stabilitet på: Hvor lang er vægtarmen mellem bådens tyngdepunkt og bådens opdriftspunkt under en bestemt krængning?
Armel Tripon i sin IMOCA ”L’Occitaine” nyder godt af optimeret stabilitet fra både svingkøl, foils og et bredt skrog med lavt tyngdepunkt.

Maksimalt rettende moment
Længden af vægtarmen ændrer sig selvfølgelig i takt med krængningen. Jo mere båden krænger, jo mere stiger den – indtil et vist punkt, hvor båden når sit maksimale rettende moment. Fortsætter båden at krænge yderligere, falder det rettende moment igen – aksen mellem CG og CB bliver igen kortere og kortere.

På et tidspunkt bliver den ”negativ”, og båden begynder at få stabilitet den anden vej, altså mod det der på godt dansk hedder bunden i vejret. Den krængningsvinkel, hvor dette meget uheldige fænomen indtræffer, har også et navn – AVS (Angle of Vanishing Stability).

Sikkerhedsmargen i offshore-både
Man plejer at sige, at en en offshore-egnet sejlbåd bør have en AVS på 120 eller mere. Det vil i praksis sige, at Gud kan tage fat i bådens mastetop og trykke den ned til vandoverfladen, hvilket er en krængningsvinkel på 90 grader – og derefter kan han/hun blive ved med at trykke den videre ned i vandet, indtil masten peger 30 grader ned mod havbunden.

Slippes mastetoppen der, vil båden stadig rette sig selv op igen. Det er en god sikkerhed at have, hvis man er ude i ekstremt vejr og
oplever en såkaldt knockout, hvor en særlig stor og grim bølge slår båden helt over ende. I den situation vil man gerne have, at båden ender med masten opad og kølen nedad bagefter.
Black Marlin er prototypen til Marlin 33.

GZ-kurve
Designere arbejder med en såkaldt GZ-kurve, hvor man kan aflæse alt det her i en graf. Der er et eksempel her på siden. Det er dog ret væsentligt at vide, at selv små ændringer i CB og CG har store konsekvenser for stabilitetskurven, og derfor kan en båd, som er tungt lastet med grej og mandskab få en helt anden stabilitet, end den som er opgivet i et skema, hvor beregningerne gerne er lavet med udgangspunkt i en let lastet båd. På det punkt er små både selvfølgelig mere sårbare end store både.

Du kan dog være tryg ved, at alle kølbåde er designet med en rimelig stabilitet, rent sikkerhedsmæssigt. Så under mere normale omstændigheder vil en båd med god stabilitet først og fremmest være en bedre sejlbåd – hurtigere, sjovere og mere komfortabel. 

BÅD 579

Bådmagasinet er Danmarks maritime mediehus med begge fødder plantet solidt på dørken. Bådmagasinet følger med i den rivende udvikling medieverden er inde i, og udgiver således på flere platforme, hvad end det er i trykt eller elektronisk form.

Bådmagasinet har gennem tiderne hjulpet mange i bådbranchen med deres egne kundekataloger – kundemagasiner – brochurer – kataloger, eller et frisk design på virksomhedens brand – alt sammen under vores afdeling for Client Publishing.

Sejlsport

Nyheder

Inspiration

Medlemsskab


© 2020 Bådmagasinet ApS. All Rights Reserved.