Båt m. midskepps interceptor - Jürgen Sass, Vaxholm, Sweden

PLANANDE MOTORBÅT MED
MIDSKEPPS INTERCEPTOR OCH AKTERLIGT TRIMPLAN
Syftet med den här presenterade undersökningen är att visa på ett alternativ till en
effektivare motorbåt än den vanligt förekommande V-bottenbåten.
Resultatet av proven visar att det med bibehållen motoreffekt går att öka farten
med 25 % eller att det går att reducera effektbehovet med omkring 40 %.
Tekniken är att med en midskepps placerad interceptor skapa en kraftig lyftkraft på
en liten yta och därigenom minska den bromsande vattenfriktionen.
En interceptor är en vertikal skiva som trycks ner under den planande ytan.
Därigenom skapas ett kraftigt övertryck framför interceptorn. En interceptor i
bakkanten på en profils trycksida har utnyttjats i andra sammanhang sedan 1971.
Vaxholm den 16 september 2008
Jürgen Sass
www.sassdesign.net

En planande motorbåt har en stor friktionsyta. I låga
farter, då det företrädesvis bara finns statisk lyftkraft,
har denna skrovform ett onödigt stort vågmotstånd.
En normal V-botten är endast effektiv i en hastighet,
med en belastning och med ett tyngdpunksläge.
Dessutom är det optimala tryckpunktsläget svårt att
åstadkomma med bibehållen långskeppsstabilitet.
För att minska friktionsytan och få kontroll på
tryckpunktsläget och därigenom trimvinkeln kan en
stegbotten väljas.
Dock har detta alternativ mycket stort motstånd i låga
farter p.g.a. undertrycket bakom steget. Liksom den
vanliga V-bottenbåten har stegbåten endast en
belastning och en fart där den är effektivast.
En båt med en midskepps interceptor har minsta
friktionsyta i det högre fartområdet. Akterskeppet kan
utformas så att båten även får lågt vågmotstånd i låga
farter.
Motståndet vid höga farter är ungefär lika som på
båtar med bärplan, dock är interceptorn mycket
enklare och robustare.
Tryckfördelningen över en plan yta kännetecknas av
att den har ett mycket högt tryck vid framkanten och
inget tryck vid bakkanten. Tryckcentrum ligger
vanligtvis på en fjärdedel av längden framifrån.
Tryckfördelningen över en yta med en interceptor i
akterkanten har en helt annan tryckfördelning och har
omkring 80 % större lyftkraft. Tryckcentrum ligger
närmare mitten. Friktionsytan minskar till omkring
60% av stegbåtens yta.
Lyftkraften från en botten med en justerbar midskepps
interceptor och ett akterligt trimplan med interceptor
kan anpassas efter fart och belastning så att minimalt
motstånd skapas över ett stort register.

Under vintern 2006 och våren 2007 genomfördes
några enkla modellprov som bekräftade antagandena
som presenterats ovan.
Endast de två bästa modellerna redovisas här.
Båtarna har dubbla slag och en optimerad
bottenbredd för lågt motstånd och mjuk gång i sjö.
Genom att göra den planande ytan så smal som
möjligt kan bottenvinkeln minskas för att öka
lyftkraften utan att båten går hårdare i sjön än en djup
V-botten.
Resultatet av släpproven redovisas här med
dimensionslösa tal. Dessa kan räknas om till alla
storlekar och farter på båt. Dessutom kan resultaten
jämföras med andra undersökningar som redovisas
på samma sätt.
Enligt de här modellförsöken skulle en liten båt med
trehundra kilos totalvikt vara effektivast vid 20 knop
och båt på 5 ton vid 32 knop.
Här visas också det beräknade luftmotståndet som är
lika för båda båtarna. Som synes har luftmotståndet
en stor andel av totalmotståndet på lättdrivna båtar.
Resultat från modellerna var så övertygande att ett
fullskaleförsök var nästa steg i undersökningen.
I oktober 2007 genomfördes ombyggnaden av en båt
som tagits ur serieproduktion. Skrovet är en Whisper
55, en redan från början effektiv båt för rodd och liten
motor.
Botten sänktes några centimeter midskepps för att få
ett markant släpp bakom den justerbara interceptorn.
Akter om interceptorn monterades ett ventilationsrör
för att lättare få luft under akterskeppet i det mellersta
fartregistret innan interceptorn har full verkningsgrad.

Som väntat visade redan de första provkörningarna i
fullskala att farten kunde öka med 25 % med samma
effektuttag.
En motor med lång rigg på endast 8 hästkrafter
valdes, då det är den motorn Whisper 55 maximalt är
avsedd för. Allt för att få en så rättvis jämförelse med
en standardbåt som möjligt.
Med de första bärplanen visade det sig vara svårt att
få balans i långskepps- och/eller tvärskeppsledd.
Detta var en oväntad motgång i utvecklingsarbetet.
Likaså visade det sig svårt att finna lämplig propeller
för de nya högre farterna.
En stor mängd olika trimbara bärplan provades under
våren och sommaren 2008. På en del av dem var
störningen av flödet över propellern ett problem.
Andra åter hade för liten bärkraft när de kom nära
vattenytan. Några skapade obalans i alla led.
Till slut prövades den ursprungliga idén, som är en
tillämpning av samma princip som på den främre
lyftande ytan. Den aktuella varianten på trimplan är en
plan yta med en interceptor i akterkanten. Planet är
monterat på antiluftningsplattan.
Denna lösning visade sig vara både enklast och
effektivast. Därigenom skapades en godtagbar balans
i alla lägen. Dessutom ökade den rena
propellerströmmen interceptorns lyftkraft.

Ovanstående är endast en kort beskrivning av de
mycket begränsade prov på en båt som hittills
gjorts. Resultatet visar att tekniken som sådan
fungerar som väntat. Det har också visat sig att små
förändringar kan ha stora konsekvenser.
Framtida undersökningar bör utföras så att
teknikens begränsningar och möjligheter klargörs.
Vilken bottenvinkel och bottenbredd är den
lämpligaste med hänsyn till effektivitet och goda
sjöegenskaper?
Vilken är den optimala tryckfördelningen tvärskepps
och långskepps vid olika interceptordjup midskepps
och bordvarts vid olika hastigheter och
belastningar?
Vilken är den lämpligaste fördelningen av
belastningen mellan de lyftande ytorna?
Var skall drivningen placeras för att få bästa effekt?
Kan tekniken vidgas till ett större fartområde?
För den intresserade står jag alltid till förfogande
med utförligare upplysningar angående detta och
andra utvecklingsprojekt som jag driver.
Välkommen
Jürgen Sass
Vaxholm
www.sassdesign.net
08 541 324 00