Sneller varen dan de rompsnelheid

Boten lijken te worden opgedeeld in waterverplaatsers en planerende boten. Alsof een waterverplaatser niet kan planeren en een speedboot geen boeggolf veroorzaakt als die rustig vaart. Onzin natuurlijk.

Het nut van de theoretische rompsnelheid

Een boot veroorzaakt een boeggolf, die wordt hoger en biedt meer weerstand als je sneller vaart. Daardoor neemt de snelheidswinst van elke extra pk aan vermogen af totdat er nauwelijks meer snelheidswinst in zit omdat je met de boot het gehele golfdal tussen de boeggolf en de hekgolf vult. Meer vermogen maakt vooral het golfdal dieper.

Daarna doen we alsof de snelheid waarmee we die golven vooruit duwen de maximale snelheid is die een boot kan halen. Behalve bij speedboten en lichte zeilboten, die mogen ‘planeren’ op hun boeggolf.

Meer waterlijn, snellere boot?

Ja, dezelfde boot met dezelfde motor/schroef kan een hogere snelheid halen bij een verlengde waterlijn. Daar zijn prachtige zeilschepen op gebouwd met een overhangende boeg en spiegel. Onderstaand  zeiljacht is uitgerekend op de rode lengte, en heeft tijdens het aan de wind varen de groene lengte als waterlijn. Dit jacht zal aanmerkelijk sneller varen dan zijn rompsnelheid, ondanks dat er geen sprake is van planeren.

Wat leer je hiervan? Je boeggolf drukt je boeg dieper in het water. Bij een lepelboeg, een bolle uit het water oprijzende boeg, zal de snelheid van het schip boven de berekende rompsnelheid uitkomen. Simpelweg omdat de boeggolf zich opbouwt vóór de zichtbare waterlijn.

Een belangrijker tweede punt. Wanneer je investeert in een zwemplatform doe je dat beter door de romp te verlengen in plaats van er een scharnierend platformpje boven het water te hangen. (Ik heb dat bij de Zephyr gedaan en van de nieuwe 80 centimeter lange ruimte een vuilwatertank gemaakt.)

Vergeet de theorie, hoe kunnen we sneller?

Exponentieel motorvermogen toevoegen levert weinig rendement. Simuleer je boot met de calculatie module door de gewenste snelheid met 20% te verhogen. Als ik dat met mijn kottertje doe (3 km sneller varen) toont de calculatie dat ik  80% meer motorvermogen moet plaatsen. Met het risico dat het bij theorie blijft, want een grotere motor doet ook het gewicht toenemen.

Iedere rompvorm zorgt voor ‘lift’, een opwaartse druk tijdens het varen. Om lift om te zetten in snelheid moet de waterweerstand verminderen. Dat lukt als de lift voldoende is om boven de boeggolf uit te komen. De eerste vereiste daarbij is het gewicht naar achteren verplaatsen en zo gelijk mogelijk over de romp verdelen.

Veel boten zijn daar qua romp niet voor gebouwd. Een stalen motorboot met een doorlopende kiel, zoals mijn kottertje van 12 ton, ligt heerlijk stabiel en vast in het water. Daar heb ik juist de waaiervormige boeg verzwaard met een flinke ankerketting en een stevig anker zodat die beter ‘door’ de golven stuurt.

Bij een polyester of aluminium boot zijn de mogelijkheden vaak wel aanwezig, al kost het een stevige stoot extra vermogen. Dan is de start het strippen van de boot, elke kilo telt om uit het golfdal te kunnen klimmen.

De tweede vereiste is een andere gewichtsverdeling. Bij de meeste motorboten en zeilboten zit het gewicht (motor, tanks, ballast, kajuit) en de diepgang (scheg of kiel) in het midden. Dat trekt de boot het diepste deel van het golfdal in. De concentratie van gewicht en diepgang in het midden maakt het onmogelijk voor je boot om het golfdal uit te varen.

Soms zie je dat heel goed, de golftop bij de achtersteven komt dan op bijna dezelfde hoogte als het dek.

Gewichtsverdeling

Bij jachten moet doorgaans het gewicht naar achteren. Maar bij lichte boten, bijvoorbeeld een rubberboot met buitenboordmotor, bevindt al het gewicht zich achterin: motor, tank, bestuurder. Daar moet juist de bestuurder zover mogelijk naar voren om in plané te komen. Vuistregels uit de praktijk met buitenboordmotoren lopen van 20 tot 30 pk per persoon. Waterskiën vereist een driezitter en dat betekent een absoluut minimum van 75 pk. Dat is nog eens wat anders dan 4 tot 6 pk per 1000 kilo (ton) voor een waterverplaatsend jacht.

Gewicht moet gelijk verdeeld worden waarbij de boeg moet worden ontzien. Ander kom je niet over de boeggolf heen. Een semi-waterverplaatser is daarvoor gemaakt, en geeft dit ‘lift’-effect:

Je ziet opnieuw dat de waterlijn hier niet de snelheid bepaalt. De lengte waterlijn wordt een stuk korter doordat de boeggolf opschuift naar achteren.

Vlak het effect van de juiste schroef niet uit. Voor planeren is een ander type schroef qua diameter en spoed nodig.

Toegegeven een semi-waterverplaatser gebruikt een veel groter motorvermogen om deze snelheid te bereiken dan de standaard werkboot. Let eens op het verschil in rompvorm. Links de waterverplaatser, rechts de semi-waterverplaatser:

  

Beide bodems lijken een V-vorm te hebben, de rechter heeft in de lengte gevormde stroken onder de bodem die zorgen voor ‘lift’ tijdens het varen. Een minstens zo belangrijk kenmerk is de opbouw. De semi-waterverplaatser is uitgebalanceerd qua gewichtsverdeling en van lichtere materialen gebouwd, doorgaans polyester of aluminium.

Bij planerende speedboten is dit nog belangrijker. Dan wordt de V-bodem platter. Bij een platte rompvorm kun je elk ‘type boot’ aan het planeren krijgen met in verhouding veel motorvermogen:

Varen kan ook zonder boeggolf

Op dit ogenblik doet zich een ware rage voor in Australië om boten uit te rusten met een paar draagvleugels. Die technologie is vergevorderd. Een inleidend filmpje:

Om een idee te krijgen van de lift, op onderstaande laser wordt een midzwaard met een draagvleugel naar onder geduwd, en komt het bootje omhoog.

Het is geen vreemd idee om een draagvleugel aan een bestaand jacht te bouwen, behalve dat dan opnieuw een flinke stoot motorvermogen nodig is. En open water natuurlijk.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *