Die Behauptung
"Vor einigen Jahren wurden an der University of Southampton verschiedene Tests durchgeführt, um festzustellen, ob dezentrale Installationen die Leistung beeinträchtigen. Die Tests waren eindeutig: Der Hydrovane ist seine Position absolut gleichgültig — solange er mit 'sauberem Wasser' arbeiten kann, kann das Ruder seine bestimmte Menge an Steuerkraft erzeugen, egal wo es sich befindet.
Noch wichtiger sind jedoch die realen Erfahrungen auf dem Wasser. Etwa 80 % der Hydrovane-Installationen in den letzten 20 Jahren wurden dezentral montiert, und wir haben Hunderte von Erfahrungsberichten zufriedener Kunden.
Die einzigen Vorteile einer mittigen Installation könnten die Ästhetik sein (bei einigen traditionellen Booten) und vielleicht der zusätzliche Schutz durch den Kiel des Bootes."
Eine Frage der Physik und Geometrie
Diese Behauptung wird durch die verfügbaren Beweise nicht gestützt.
Warum?
Die Prinzipien der Physik und der grundlegenden Geometrie zeigen, dass eine dezentrale Installation zu einem negativen Ergebnis führt. Je größer das Boot, desto ausgeprägter ist der Effekt.
Die Physik: Was wirklich passiert, wenn das Boot krängt
Um die Höhe h relativ zur Horizontalen zu berechnen — das heißt, wie viel des Ruderblatts beim Krängen des Bootes aus dem Wasser ragt — wird die trigonometrische Sinusfunktion verwendet:
Ein konkretes Beispiel
Wenn Sie die Windfahnen-Anlage 40 cm von der Mittellinie versetzen und das Boot 30° krängt, verlieren Sie 20 cm Ruderblatt im Wasser.
Effektive Fläche: Die wahren Kosten
Wenn 20 cm des Blattes aus dem Wasser ragen, verringert sich die effektive Fläche von den theoretischen 30 % des Hilfsruderblatts auf 24 %.
Wenn wir es 60 cm von der Mittellinie versetzen, verlieren wir etwa ein Drittel der ursprünglichen Fläche.
| Versatz von der Mittellinie | Krängungswinkel | Vertikaler Verlust (h) | Effektive Fläche | Verlust ggü. Mittellinie |
|---|---|---|---|---|
| 0 cm (Mittellinie) | 30° | 0 cm | 30 % | — |
| 20 cm | 30° | 10 cm | 27 % | −10 % |
| 40 cm | 30° | 20 cm | 24 % | −20 % |
| 60 cm | 30° | 30 cm | 20 % | −33 % |
| 80 cm | 30° | 40 cm | 17 % | −43 % |
Warum die gesamte Blattform wichtig ist
Um Hilfsruder an größere Boote anzupassen, mussten die Hersteller in der Branche die Fläche ihrer Ruderblätter vergrößern. Das zeigt, dass die gesamte Blattform von Bedeutung ist.
Daher ist es — unabhängig vom verwendeten Argument, sei es eine angebliche universitäre Bestätigung oder die Tatsache, dass Tausende von Nutzern es tun — nicht mit den Grundprinzipien der Physik und Geometrie vereinbar, die Installation eines Hilfsruders außerhalb der Mittellinie zu behaupten oder aktiv zu fördern.
Wichtiger Punkt: Physik und grundlegende Geometrie zeigen, dass das Ergebnis immer negativ sein wird. Tatsächlich gilt: Je größer das Boot, desto schlechter das Ergebnis.
Bootsgröße: Wo die Grenze liegt
Boote bis ~42 Fuß
Bei Booten bis zu, sagen wir, 42 Fuß können Sie die Windfahnen-Anlage bis zu etwa 30 cm von der Mittellinie versetzen und den Leistungsverlust teilweise durch ein größeres Ruderblatt ausgleichen.
Dies hat natürlich eine Grenze, die durch die Belastungen bestimmt wird, denen die Materialien standhalten müssen.
South Atlantic bietet drei Größen für Hilfsruderblätter genau an, um dieser Realität gerecht zu werden: Dem Installateur die Möglichkeit zu geben, die verlorene Fläche zurückzugewinnen, wenn ein kleiner Versatz unvermeidlich ist.
Größere Boote
Aber bei einem größeren Boot ist dies einfach keine tragfähige Lösung mehr.
Es sei denn, Sie akzeptieren, dass das System mit dem normalen Ruder nur dann richtig funktioniert, wenn das Boot zu einer der beiden Seiten krängt.
Und das ist offensichtlich nicht akzeptabel.
Fazit
Sowohl die Geometrie als auch die Bilder selbst beweisen dies.
Eine dezentrale Installation eines Hilfsruders ist keine harmlose ästhetische Entscheidung. Es ist ein messbarer Verlust an Steuerkraft, der mit jedem Zentimeter Versatz und jedem Grad Krängung wächst.
Für ein System, dessen einziger Zweck es ist, Ihr Boot auf Kurs zu halten — Tag und Nacht, unter allen Bedingungen — ist dieser Verlust nicht etwas, das Sie ignorieren können.
Installieren Sie auf der Mittellinie. Bewahren Sie die volle effektive Fläche Ihres Hilfsruders. Bewahren Sie Ihre Steuerhoheit, wenn Sie sie am dringendsten brauchen.
Technische Ressourcen und Bibliographie
Die technische Dokumentation umfasst die folgenden Referenzen:
-
Polytechnische Universität Madrid (ETSIN), Abteilung für Schiffbautechnik.
Zamora-Rodríguez, Izquierdo-Yerón und Botia Vera führten experimentelle Versuche in einem 100 m langen Schlepptank durch, ergänzt durch CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics), um den Einfluss der Krängung des Schiffes auf die hydrodynamischen Leistungen des Ruders zu untersuchen. Die Studie zeigt, dass die vom Ruder erzeugte Querkraft signifikant mit dem Krängungswinkel des Schiffes variiert: sie steigt an, wenn sich das Ruder auf der Luvseite befindet, und nimmt ab, wenn es sich auf der Leeseite befindet. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass der Immersionsgrad des Ruders und seine Ausrichtung relativ zur anströmenden Strömung entscheidende Faktoren für die Steuerkraft sind, die es erzeugen kann.
-
Universität Duisburg-Essen (UDE), Deutschland, in Zusammenarbeit mit der
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und dem Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und
Transportsysteme (DST).
Numerische und experimentelle Untersuchung der ruderinduzierten hydrodynamischen Kräfte
- Vorgehensweise:
- Experimentelle Untersuchung in einem Schlepptank in Kombination mit CFD-Simulationen zur Messung von Querkräften, Scharniermomenten und Druckverteilungen bei hohen Anstellwinkeln.
- Wesentlicher Beitrag:
- Grundlegend für das Verständnis des Verhaltens eines Haupt- oder Hilfssruders, wenn das Schiff starkem Gieren und extremen Manöverbedingungen wie dem Schietern ausgesetzt ist — eine kritische Situation, die insbesondere bei leichten Hochleistungs-Segelyachten und hochseetauglichen Segelschiffen auftritt.
-
Technische Universität Dänemark (Danmarks Tekniske Universitet – DTU),
Abteilung für Mechanische Technik.
Kernforschungsteam:
- Stig Staghøj Knudsen — Hauptforscher und Autor der Doktorarbeit.
- Jens Honoré Walther — Professor und Hauptprojektleiter.
-
Technische Universität Dänemark (DTU)
Dynamische Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) von Rennsegelbooten
- Vorgehensweise:
- An der DTU entwickelt, wendet diese Arbeit Fluid-Struktur-Interaktionsmodelle an, die flexible Rümpfe, Kiele, Ruder und Foils integrieren, die in Wellen operieren.
- Wesentlicher Beitrag:
- Zeigt, wie die Durchbiegung des Ruderblatts unter extremen Belastungsbedingungen den effektiven Anstellwinkel und den Gesamtwiderstand verändert. Bei Hochleistungs-Segelyachten trägt die Torsionssteifigkeit des Ruderblatts dazu bei, Kavitation und den Verlust der Steuerkontrolle (Strömungsabriss) zu verhindern.
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