Jimmy sågar av kölen för mer fart

Att vår bloggare Jimmy Hellberg lider av båtfeber råder det inga tvivel om. Här beskriver han årets uppgraderingar såsom kapning av kölen, riggmodifiering, byta batterier och knep för att suga ut ballastvatten.

Det har varit hektiska månader med galet mycket båtmek på B&R 38 ”PAC-MAN”, så mycket så jag nu är rätt less på att meka båt. Men de stora jobben är avklarade; kölkapning och ombyggnad av rigg och finjusteringar på vattenballastsystem.

Kölkapningen var den största biten där jag tog bort ca 20 procent av kölvikten. Varför då kan man fråga sig? Det är flera orsaker som drivit fram detta radikala beslut. Det främsta var att båten inte kryssade vidare bra i lätt- och mellanvind, dvs när vinden var för lätt för att behöva använda vattenballasten. Målet var att sänka båtens ”sweet spot” som tidigare låg i 7-8 m/s. Att lätta kölen innebär lättare båt och att vattenballasten måste pumpas upp tidigare. Vattnet ger rätande moment direkt utan att båten behöver kränga, vilket är betydligt effektivare än att frakta runt en massa bly.

Dock måste en kölbåt ha en viss mängd tyngd i kölen för att vara självrätande för att uppfylla de säkerhetskrav som finns i ”Offshore Special Regulations”, annars får man inte vara med i havskappseglingar som tex ÅF Offshore Race. Båten stack från början ca 3 m djupt och i dag sticker hon dryga 2,8 m, dvs 20 cm bly är bortkapat. I rätande moment motsvarar det ungefär två lätta personer på kanten (eller en tung).

Det här är resultaten av kölkapningen, det krävdes en hel del spackling och slipning för att återskapa profilen.

Eftersom vikt på kanten ger mer rätande moment än vikt i kölen, grovt räknat med en faktor på 1,5 vid lite större krängningsvinklar, så innebär det att båten nu är styvare vid samma totala deplacement. Dock är det maximala rätande momentet minskat, men det lär inte bli ett problem eftersom båten kunde seglas med fulla ställ och storen maxskotad med travaren i mitten ända upp till 8m/s, då har de flesta andra båtar revat för länge sedan, eller åtminstone bytt till mindre försegel och travat ner storen rejält. Skulle jag mot förmodan vilja komma upp i samma rätande moment igen, ja då är det bara att plocka ombord en tung besättningsman till.

Riggen var nästa svåra beslut. Det krävs en del övervägande innan man sätter sågen i en kolfiberrigg! Riggen är en rätt komplex historia av B R-modell, byggd av Marström i mitten av 90-talet, en tid då få hade hört talas om kolfiberriggar, framförallt på ”cruisingbåtar” som ”PAC-MAN” faktiskt är.

B R-riggen har varken häckstag eller backstag, den förlitar sig på en bred spridarbas och 30 grader svepta spridare, samt internstagning med omvända diagonalstag. Problemet som jag ansåg med min rigg var att de övre spridarna, av någon anledning, var alldeles för korta i förhållande mot de undre. Effekten blev att det var svårt att få till en jämn mastkurva, då masten böjde som mest runt de undre spridarna.

Visst, det går att tvinga masten att få vilken form som helst med hjälp av stagningen, men det innebär onödig kompression i masten och således är krafter som kan distribueras om effektivare till tex högre förstagsspänning i stället.

Christian Björnegren är en kille som jag vågar påstå ”kan allt” om att jobba i kolfiber. Han gjorde CAD-ritningar på insticksbitar till förlängningen som han sedan fräste formar till, på vilka hansedan kunde laminera ihop skarvbitarna i kolfiber. Sedan satt han sågen i spridarna och skarvade. Ett klart avancerat jobb men det går fort och lätt när man är bra!

Allt jag behövde göra var lite finspackling i slutet, otroligt!

Dock är riggen inte riktigt klar än, att få vantlängder att stämma och att trimma in en B R-rigg är inget man gör på en eftermiddag. Jag håller fortfarande på att finjustera, men i det stora hela är jag väldigt nöjd med modifieringen!

Genomskinliga inspektionsluckor är en av uppdateringarna.

Vattenballasttankarna har också fått sig en översyn, mest detaljer men det är ju detaljerna som gör skillnad. Inspektionsluckorna är bytta till grövre varianter med transparant glas, vilket innebär att jag nu lätt kan kontrollera nivån i tankarna. Tidigare har det inte funnits så stort behov av att köra med halvfulla tankar men jag inbillar mig att det kanske kan bli lägen då man nu vill kunna göra det, i och med att kölen blivit lättare.

Den här manicken har löst problemet att få ur ballasten ur rören.

En annan liten mod som gjordes var att sätta en liten ”scupper”, en slags kåpa, över det 50mm stora uttömningshålet. Tidigare har det alltid stått kvar en massa vatten i rörsystemet under undanvindssegling, trots att jag tömt ballasttankarna. Med hjälp av denna enkla pryl skapas ett baksug och allt vatten kommer sugas ut, vilket ger en lite lättare båt på undanvindarna.

På lättningstemat kan även nämnas att jag slängt ut hela batteribanken av blysyrabatterier och ersatt dessa med ett 90Ah lithiumbatteri, en viktbesparing på 40kg! Rapport om hur detta fungerar i praktiken kommer efter utvärdering.

Hela bränslesystemet med tank, slangar etc också bytts ut och där sparade jag in 12kg. Båtens totala deplacement ligger nu på 3 030kg, vilket väl får anses hyfsat för en fullt inredd 38-fotare.

På segelsidan har det inte hänt så värst mycket. Fock och Code 1 var nya förra året och till i år har PAC-MAN fått en ny gennaker. Den är lite större och ska gå bättre på djupa bogar, en ”svaghet” som vi lidit av.

Det kommer sannolikt ta ett tag att utvärdera förändringarna och lära sig segla båten. Det blir en spännande tid framöver!

Lär om skrovfriktion och gör din båt snabbare

maxi surfVisste ni att vattnet närmast skrovet alltid står stilla, oavsett fart? Och att ni kan öka rodergreppet med 25 procent genom att polera det korrekt? Här förklarar Båtfeber-bloggaren Jimmy Hellberg teorierna om friktion på båtens undre delar och tipsar om slippapper och polering.

De flesta är överens om att en bra bottenfinish är viktig om man vill minimera motståndet och därmed öka prestandan på sin båt. Men när det kommer till vad som är en bra bottenfinish så råder det delade meningar.

Frågar man inbitna kappseglare om vad som är den bästa bottenfinishen brukar man oftast få ett och samma svar – våtslipat –med varierande teori bakom anledningen till detta. Vilken kornstorlek det skall vara på papperet varierar också, men mest vanligt är någonstans mellan P400 till P1200. Ibland har jag fått svaret att polerat är snabbast.

Vem har rätt, vad är snabbast?

Det handlar om friktionsmotstånd, även om vattnet inte glider mot skrovet som de flesta verkar tro. Oavsett hur blankpolerad och slät finish skrovet har så kommer vattnet allra närmast skrovet alltid att stå helt still i förhållande till skrovet. Vattenmolekylerna här är som fastlimmade mot skrovet, som alltså drar med sig ett tunt lager vatten.

Ett friktionsmotstånd uppstår sedan mellan detta tunna lager vatten och nästa lager vatten som glider utanför. Detta andra lager påverkas i sin tur av nästa lager o.s.v ända tills fartskillnaden har utjämnats mellan vattenlagren. Friktionen mellan dessa vattenlager är proportionell i förhållande till takten som vattenhastigheten ökar med avståndet från skrovet.

Vattenlagren kallas gemensamt för gränsskikt och delas in i två olika tillstånd, laminärt eller turbulent. Ett laminärt gränsskikt innebär tunna vattenskikt som påverkar varandra endast genom molekylära bindningar som är ganska svaga, dvs. låg friktion mellan vattenlagren. Ett turbulent gränsskikt har starkare bindningar genom vattnets virvlande effekt. Friktionen blir högre då hastigheten på flödet ökar snabbare med avståndet från skrovet, vilket är fallet i det turbulenta gränsskiktet.

I fören på båten är det laminära gränsskiktet bara någon millimeter tjockt och växer sedan relativt sakta till ca 10 mm medan det strömmar längre bak på skrovet. Därefter ändrar det karaktär och blir turbulent och då växer det snabbt i tjocklek och motståndet ännu snabbare. I aktern är gränsskiktet ofta över 10cm tjockt.

Detta innebär att om man strävar efter lågt motstånd så skall man se till att flödet över skrovet är laminärt så långt som möjligt. I praktiken är det inte möjligt att ha så lång laminär strömning över skrovet, detta beror på att skrovets linjer oftast inte är ritade primärt för detta och efter en viss sträcka längst skrovet, beroende på fart, så blir flödet ändå turbulent oavsett hur fin finish man än har.

En tumregel är att första tredjedelen eller första hälften av skrovet behöver mest uppmärksamhet. Längre akterut klarar man sig med grövre finish utan att bli straffad i friktionsmotstånd, då flödet ändå är turbulent här. Vill man veta mer exakt var man kan förvänta sig laminärt flöde så måste man räkna ut “Reynoldstalet” för de farter man är intresserad av, vilket jag inte kommer gå in på här.

Generellt kan man säga att man i tre knops fart kan förvänta sig laminärt flöde över de första tre metrarna på skrovet, förutsatt att finishen är tillräckligt bra. I sex knops fart är denna sträcka halverad. Det kanske inte låter så mycket att sträva efter, några få meter laminär strömning hit eller dit, men faktum är att motståndet är högre även i början av det turbulenta flödet om finishen är dålig. En handmålad penslad yta har 50-100 µm djupa spår vilket i sex knops fart ökar motståndet med 5-18% och detta är ju en hel del då friktionsmotståndet som lägst brukar vara en tredjedel av båtens totala motstånd!

För att nu ha en ”tillräckligt bra” finish så måste ytan vara ”hydrodynamisk slät”. Vattenmolekylerna närmast skrovet står som bekant still i förhållande till skrovet, detta mycket tunna lager vatten, på engelska kallat ”Viscous Sublayer”, är normalt tunnare än en tiondels millimeter.

Fler artiklar om att ge sin båt bättre prestanda:
Bästa tipsen för att optimera bottenfinish
Optimera  köl- och roderprofl
Vårrusta rätt och öka farten!

Efter en rad experiment har man kunnat fastställa att effekten av en grov yta försvinner om denna är inbäddad i detta tunna vattenlager. Hur tunt detta vattenlager är beror på hastigheten. Desto fortare skrovet går genom vattnet desto tunnare blir det. Kravet på finish ökar alltså i takt med farten!

Sambandet är dock enkelt, dividera 194 med farten i knop. Resultatet är den maximalt tillåtna grovheten/utsticket på skrovets yta i mikrometer (µm) räknat.

Har man t. ex en segelbåt som normalt aldrig seglar snabbare än sex knop så innebär detta att ytan inte får vara grövre än 32µm. Gör båten ibland tolv knop så får den max har en grovhet på 16µm.

Detta kan sedan jämföras med våtslippapprets kornstorlek. Dock skall tilläggas att om man använder ett våtslippapper P400 med en korstorlek på ca 35µm så innebär ju inte det att ytan får 35µm djupa repor, men det ger ändå ett hum om hur fin ytan måste vara för att inte göra extra motstånd.

Denna finish bör man alltså ha åtminstone fram till mitten av skrovet då detta som sagt minskar friktionen även i början av det turbulenta flödet. Efter mitten på skrovet sjunker kravet på finish gradvis till ungefär hälften längst bak i aktern.

maxi 772Vissa struntar helt i att behandla botten och superhottar istället sin båt med enorma segel…

Kölar och roder har ofta konstruerats med speciella profiler för att få laminärt flöde så långt som möjligt, samtidigt skall de även skapa en lyftkraft när de träffar vattnet med en anfallsvinkel av varierande storlek och då blir kraven på finish mycket högre. Även enklare turbulenta profiler (typ NACA 0012) gör mer motstånd och får klart sämre verkningsgrad, samt tidigare separation om ytan inte är perfekt.

Tester har visat att redan vid 10µm utstick så sjunker maxlyftet (CLmax) med ca 25% och motståndet vid CLmax ökar med över 30%. Detta kan vara av mycket stor betydelse, speciellt för roder som man ofta behöver så mycket kraft i som möjligt för att inte tappa kontrollen på sin båt, t.ex. på en hård slör.

I praktiken innebär detta att man genom att polera sitt roder, jämfört med att ha det våtslipat, kan öka styrförmågan med hela 25%. På kölen är det normalt inte lika viktigt med spegelblank finish, (förutsatt att den inte har ett extremt höjd/bredd förhållande och/eller krävande laminärprofil, som de flesta extrema racers har idag) då man normalt inte ligger nära maxlyft på en mer normal köl. Dock kan det fortfarande ge en fördel i starter och efter slag då man tillfälligt kan få höga anfallsvinklar.

Har man för avsikt att kappsegla bör man definitivt ge sitt roder och sin köl lite extra kärlek!

Nedanstående tabell visar kornstorleken på olika sandpapper:
P2500 8.4µm
P2000 10.3µm

P1500 12.6µm

P1200 15.3µm
P1000 18.3µm
P800 21.8µm
P600 25.8µm
P400 35.0µm

P320 46.2µm

P280 52.2µm
P240 58.5µm
P220 68µm

P180 82µm

P150 100µm

Bästa tipsen för att optimera botten

Corby_26_bottenmalningPlastbåtar drar åt sig mycket vatten. En 30-fotare sägs väga ca 80 kg mer på hösten. Därför ska man behandla skrovet med epoxi. Här berättar Jimmy Hellberg hur.

Plastskrov inte är helt vattentäta, faktum är att nästan inga material är helt vattentäta, vatten kan till och med tränga igenom glas om tillräcklig tid ges. Förr eller senare så påverkar detta laminatet negativt och man bör därför skydda skrovet så gott det går.

Bästa sättet är förstås att torrsegla båten, det vill säga att inte ha den i vattnet mer än nödvändigt. Men det är inte så praktiskt alla gånger. Om båten ligger i vattnet, som de flesta båtar gör, så bör man lägga på några lager epoxigrundfärg som bildar ett bra skydd mot vatteninträngning i skrovet då epoxi är mycket mer resistent mot vatteninträngning än till exempel gelcoat.

Beroende på vilken produkt man använder så rekommenderar tillverkarna olika många lager, men vill man dessutom ha en bra finish och inte spruta på epoxin så kommer man att behöva slipa en del efter att man har lagt på alla lager. Detta innebär att man måste lägga på några extra lager som man alltså kommer att slipa bort.

Jag har provat en del olika metoder att påföra epoxi. Jag kan rekommendera att rolla med skumgummiroller. Nackdelen med detta är att rollern löses upp efter ett tag och man måste byta, men resultatet blir klart bättre än med en fin hårig rulle.

Ofta kan man köpa epoxigrund i olika färger, detta underlättar då man lätt ser att varje lager täcker. Sista 2-3 lagren bruka jag lägga med samma färg för då ser jag tydligt när jag har slipat igenom dessa sista lager och då får man inte gå djupare.

Fler artiklar om att ge sin båt bättre prestanda:
Lär om skrovfriktion och gör din båt snabbare
Optimera din köl- och roderprofl
Vårrusta rätt och öka farten!

Allt slipande gör jag med en stor oscillerande slipmaskin med damsugare, jag börjar med 230 papper på och avslutar med 400 papper. Normalt har man då en mycket slät och fin botten men det kan finnas några små gropar kvar, dessa spacklar jag då med epoxispackel och slipar igen med 400 papper.

På köl och roder går jag ett steg längre och polerar med polermaskin med svamp och Autosol. Ska man ha bottenfärg så hoppar man över polerandet och slipandet med 400 papper då dessa steg görs efter att man har applicerat bottenfärgen.

Vilken bottenfärg ska man använda?
Glöm polerade bottenfärger om båtfart är av intresse. Endast hårda bottenfärger kan ge den finish som behövs för att minimera friktionsmotståndet. Problemet med dessa liksom epoxi är att de är svåra att stryka ut, vilket brukar resultera i en massa slipjobb. VC17 (får bara användas på västkusten) är den färg som ger bäst resultat med rulle och då behövs förhållandevis lite slipning. Dock är denna färg väldigt tunn, så det ställer höga krav på grundarbetet. Har man varit noga med detta så krävs normalt bara att man våtslipar med så fint som 1200 papper.

Med vilken rulle får man bäst resultat vid påstrykning?
Ju finare rulle desto bättre resultat, av denna anledning använder jag skumgummiroller till epoxi, detta fungerar ett tag då det inte är så mycket lösningsmedel i epoxigrundfärg men efter ca en halvtimme så måste man byta rulle. Det går inte att använda skumgummiroller till bottenfärg men då kan man istället “gå efter” med planstrykare.

Skall den målade ytan efterbehandlas på något sätt? 
Ja, om man vill ha en ur kappseglingssynpunkt perfekt botten. Jag brukar göra det ganska lätt för mig och slipa med oscillerande maskin och 400 papper, detta ger en hydrodynamiskt slät botten för ensiffriga farter på loggen och snabbare än så seglar aldrig min båt. Går din båt fortare så krävs det bättre finish. Läs artikeln om bottenfinish.

Roder och köl polerar jag till så bra finish som möjligt och med en hård bottenfärg så innebär detta ett spegelblankt resultat!

Skall propellern vara polerad, vattenslipad, eller behandlad med något annat?

Allt som fungerar som någon typ av vinge (i vatten) bör ha en polerad finish för bästa effektivitet. På segelbåtar är man dock oftast inte ute efter att slå fartrekord för motor och därför räcker det med samma finish på propellern som övriga skrovet, då gör den i alla fall inte mer motstånd när man seglar.

Det finns speciella bottenfärger för drev och propellrar, ”Trilux Prop O Drev” är en sådan, men jag har ingen erfarenhet hur bra den fungerar. Själv har jag ingen färg och inte heller någon offeranod. De flesta propellrar är gjorda av någon typ av kopparlegering (mässing), vilket innebär att om man inte har en offeranod så kommer den att ”läcka” lite koppar och då växer det inte heller, men det kanske inte är så värst nyttigt för varken propeller eller motor så det är inget jag rekommenderar…

Jag vill inte påstå att jag är någon expert på just bottenfärger och eftersom de som är effektiva mot beväxning är förbjudna på ostkusten så kör jag själv bara med epoxigrundfärg och får då dyka och tvätta botten ca varannan vecka under högsäsong. Fördelen med detta är att jag inte behöver göra något med botten på våren förutom att tvätta av den, ingen bottenmålning, ingen slipning, ingen polering.

Men visst har jag varit inne på att måla på bottenfärg, faktum är att jag till och med gick och köpte ett gäng burkar för några år sedan men sedan ångrade jag mig. Och jag är fortfarande velig. För även om det inte ger ett fullgott skydd mot beväxningen i Östersjön så borde de funka bättre än ingen bottenfärg alls, vilket kanske skulle betyda att jag bara skulle behöva bada hälften så ofta?

Som jag nämnde tidigare är självpolerande mjuka bottenfärger tabu om man vill ha en snabb båt. Det måste vara en hård färg som är slip- och polerbar och om man skall hålla sig till lagen så finns det inte mycket att välja på.

Skulle jag måla på en bottenfärg idag så skulle jag välja VC 17 på Västkusten och Lefant Nautika Copper på Ostkusten. Bara epoxi och tvätta varannan vecka i Mälaren. 

De nämnda färgergna är teflonbaserade tunnfilmsfärger, vilket ger en mycket slät yta, speciellt efter våtslipning, men var mycket noga med att din epoxigrund är helt slät och utan porer (kräver mycket slipning om du inte sprutar på grundfärgen) innan du applicerar dessa tunna färger.

Teflonet i dessa färger sänker friktionskoefficienten vilket gör att algerna får lite svårare att fästa på samma sätt som en polerad yta fungerar bättre än en grov. Detta är väl i princip det enda skyddet som dessa färger har så du måste garanterat bada (eller lyfta båten) och tvätta botten några gånger under säsongen.

Under mina år i Ericsson Racing Team tvättade jag botten på våra båtar minst en gång i veckan och det faktum att de var mörkblåa förenklade verkligen inte jobbet. Påväxten syns mycket bättre på en ljus bottenfärg och det underlättar när man dyker och tvättar botten, för man vill ju inte missa en plätt inför ett race! Kanske något att tänka på när du väljer färg.