s/y TROLDAND - om tursejlads, sejlsport & rejser

En båd der flyder på sin konstruktions-vandlinie er i balance. Her er opdriftscenter og  tyngdepunkt  begge i bådens centerlinie og opvejer således hinanden, dvs. båden er i stabil balance (CG: centre of gravity, CB: centre of boyancy)

Når båden båden påvirkes af vindens pres på sejlene krænger den (AH: angle of heel=krængningsvinkel) og forholdet dvs. den vandrette afstand mellem tyngdepunktet og opdriftcentret ændrer sig (GZ: righting lever = det oprettende moment), dels pga af at ballasten (kølvægten) flyttes mod luv, dels pga  undervandsskrogets ændrede facon og størrelse under krængning, og der opnås en ny balance, hvor den forøgede opdrift opvejer vindens pres mod sejlene.

Efter Yachting Monthly

Ovenstående diagrammer viser forholdet mellem krængningsvinklen (Angle of heel = AH) og GZ  som er betegnelsen for den vinkelrette afstand mellem opdriftscentret og tyngdepunktet under krængning. X-aksen angiver AH og y-aksen GZ.

Efterhånden som AH øges ændres GZ: Først øges den indtil den såkaldte maksimum stabilitetsvinkel nås (Angle of Maximum Stability=AMS). For de fleste sejlbåde nås dette punkt ved en krængningsvinkel mellem 45° and 65°. Ved yderligere krængning vi GZ igen aftage indtil den når værdien 0 (som i udgangssituationen, men denne gang er båden i ustabil balance), ved denne krængningsvinkel forsvinder bådens stabilitet (Angle of Vanishing Stability=AVS). Ved yderligere krængning vil båden kæntre og ikke kunne rette sig op af sig selv, hvilket naturligvis er kritisk for sikkerheden.

I det næste diagram har jeg herefter i en sammenlignelig form samlet GZ kurver for forskellige sejlbåde, herunder Southerly 110. I henhold til EU lystbådsdirektiv (EU Recreational Craft Directive=RCD) skal alle ny lystbåde leveres med en GZ kurve og en klassifikation (se senere på denne side).

Egen sammenstilling efter forskellige kilder

Bemærk især, hvordan en moderne turbåd som f.eks. Dufour 385, når sin AMS ved en relativt lille krængningsvinkel. Den har en høj udgangsstabilitet men til gengæld nås vinklen, hvor stabiliteten forsvinder allerede ved ca. 120° og der er således hele 80° (2x180°-120°), med negativ stabilitet. Læg også mærke til de helt anderledes karakteristika for LM27 som har en meget ringe dybgang. LM27 når først sin AMS ved ca. 70° og det er overhovedet intet område med negativ stabilitet, bådens stabilitet kan sammenlignes med en tumling. Endelig er det værd at bemærke at de forskellige forløb af GZ kurverne alene skyldes skrogfacon og placering af tyngdepunkt mens deplacement ingen rolle spiller for GZ kurvens forløb.

Deplacementets indflydelse på stabiliteten
Som nævnt under beskrivelsen af GZ kurven udtrykker denne kun forhold omkring skrogfacon og placering af tyngdepunkt, mens deplacementet ikke indgår. Deplacement i sig selv er imidlertid en væsentlig stabilitetsfaktor, idet en tung båd alt andet lige er mere stabil end en let, simpelthen fordi opdriften af et stort skrog er større end af et lille. For at sammenligne stabilitet mellem forskellige både må GZ værdien derfor multipliceres med deplacementet for den pågældende båd. Den resulterende værdi kaldes 'det oprettende moment' og måles i kilo Newton (kN), som i det ovenstående er angivet på y-aksen.

Egen sammenstilling efter forskellige kilder

Bemærk hvordan den tunge Malö 41 adskiller sig tydeligt fra de andre både i diagrammet. Læg også mærke til den store forskel der er på de to IMS både på henholdsvis 41 og 33 fod to både med de samme skrog-karakteristika men af forskellig størrelse. Bemærk også hvordan AMS, AWS og området med negativ stabilitet er uændret (i forhold til GZ kurven) og altså afslører at Dufour 385 er potentielt farlig hvis den kæntrer. Omvendt har LM27'erere stabilitets-karakteristika som en moderne redningsbåd. Endelig, og hvad der er det egentlige formål med denne side om stabilitet, læg mærke til Southerly 110's stabilitetskurve, der udviser væsentlig bedre karakteristika end de større både i diagrammet: Dufour 385 og Wasa 41 (som selvfølgelig er hurtigere både). Bemærk også, hvor lille forskellen på Southerlyens stabilitet er med kølen hhv. oppe og nede.

 STIX:
I dag er det såkaldte STIX tal (et stabilitetsindeks med score fra 1-100), alment accepteret som det bedste all-round mål for en båds stabilitet. Den primære faktor, der indgår i STIX er bådens længde (størrelse), som herefter justeres med andre faktorer nemlig:

1. Evnen til at modstå kæntring (her ses på området med negativ stabilitet dvs. arealet under GZ-kurven) Evnen til at genoprette efter en 180° kæntring (her ses på AVS og deplacement) 
2. Evnen til genopretning efter kæntring (her ses på vandfyldte sejls betydning for genopretningen)
3. Forholdet mellem længde og deplacement (hvor både med højt deplacement favoriseres)
4. Forholdet mellem bredde og deplacement (straffer udfaldende fribord og ekstrem bredde) 
5. Risiko for bordfyldning pga. vind krængning (f.eks ved underdimensioneret selvlæns)
6. Risiko for bordfyldning efter kæntring (f.eks gennem åbne luger)

Egen sammenstilling efter forskellige kilder

EC-ISO klassifikation:
Ovenstående diagram viser en sammenligning af de analyserede både i forhold til EU-RCD (Recreational Craft Directive) klassifikationen hvoraf det (meget forsimplet) fremgår at:

1. Kategori A: Havsejlads dvs. lang sejlads på åbent hav med bølger >3m og vindstyrker 8-10 beaufort (20-40 m/s)
   (STIX > 32)
2. Kategori B: Kystsejlads (ikke mere end 500 nm fra kysten med bølger på op til 4m og vind op til 8 beaufort (20 m/S) (STIX > 23)
3. Kategori C: Indenskærs (STIX > 14)
4. Kategori D: Beskyttede farvande (STIX > 5)
5. Endvidere bør 'havbåde' have en AVS > 120°

Referencer:
Well-heeled and Stable (Yachting Monthly, September 2004)
Capsize. How stable is your Yacht? (Yachting World, July 1979)
Graham Radford Yacht Design: Stability Discussion
RYA (Royal Yachting Association): Monohull Ballasted Yacht Stability

Download denne side som pdf fil