Einführung in die 5.5er Konstruktionsformel

(Ed. Berndt jr.)

 

 

Formel
5.5er Konstruktionsformel

0.9

Dieser fixe Faktor wurde nur eingeführt um das Gesamtergebnis auf 5.5 zu bringen, denn eigentlich wäre dies 6.110. Der Grund hierfür war um den 5.5er (der sonst ein 6.11er gewesen wäre) zwischen den 5er und den 6er zu positionieren.

L

"L" ist die, auf einer Höhe von 82,5mm (1,5% von 5.5m) über der realen Wasserlinie, gemessene Länge der Wasserlinie. Doch warum wird nun dort gemessen? Jeder kennt den Ausspruch "Länge Läuft". Nun läuft ein Boot, auch wenn es nicht krängt, läuft nicht auf seiner Wasserlinie die es im Ruhzustand einnimmt. Das Boot schiebt eine kleine Welle vor dem Bug her und saugt am Heck Wasser an. Dieses Phänomen führt nun zu einer Verlängerung der effektiven Wasserlinie. Dies war auch schon den Konstrukteuren 1906 bekannt, weshalb die theoretische zu messende Wasserlinie über der realen liegt.

Doch auch ein anderer Effekt war damals schon bekannt: Je nach Art der Bootsform, bzw. der Überhänge verlängert sich die effektive Wasserlinie stark wenn das Boot krängt, oder sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht. Um diesen Effekt ausgleichen zu können, war es notwendig Korrekturwerte einzuführen, welche die Form des Bootes auf der Messhöhe der Wasserlinie sowohl am Bug als auch am Heck beachten.

Korrektur am Bug: 1.5 x (U - 0.55)

Es ist leicht zu erkennen, dass sich die effektive Wasserlinie von U-förmigen Rumpfformen bei Krängung wesentlich stärker verlängert, als dies bei V-förmigen Rumpfformen der Fall ist. Daher wird die vermessene Länge vergrößert.

Korrektur am Heck: 1/3 x [U - (2 - h)]

Am Heck wird ebenfalls eine solche Korrektur durchgeführt. Es ist Aufgabe des Konstrukteurs die ideale Form für die Rumpflinien am Bug und am Heck zu finden. Im Laufe der Zeit wurde mit fast allen möglichen Formen experimentiert (meist auf Kosten der zahlenden Eigner).

Um nun Extreme zu verhindern wurden minimale Faktoren für diese Korrekturen eingeführt, die auch in die Formel Eingang finden wenn ihre maximalen Werte nicht erreicht werden. Eine extreme Lösung würde sich also massiv auf Kosten des wohl wichtigsten Faktors in der Vermessung auswirken:

S

Dieser zweite wichtige Faktor ist "S", die Segelfläche, da diese ja der "Motor" des Schiffes ist. Um nun die große Zahl der möglichen Segelflächen zu begrenzen wurde ein Minimum von 26.5 und ein Maximum von 29.0 Quadratmetern festgelegt.

Setzt man nun in die Formel ein so erkennt man, dass Länge und Segelfläche sich die Waage halten sollten, denn eine größere Länge geht auf Kosten einer kleineren Segelfläche. (Sozusagen: Länge Läuft gegen starken Motor) Da nun das Gesamtgewicht des Bootes in einem bestimmten Rahmen verändert werden kann, ergibt sich ein großer Raum für Experimente:

Die Entwicklung der vergangenen Jahre hat gezeigt dass die Segelfläche stärker wirkt als der Einfluss der Länge. Deshalb wurde immer versucht die maximale Segelfläche von 29.0 m2 zu erreichen. Ein frühes Experiment von Bobby Symonette mit einer kleineren Segelfläche war nicht erfolgreich, obwohl dies wohl auch nicht der Weisheit letzter Schluss ist. Horst Pelz hat bewiesen, dass mit Ausnahme von sehr leichten Winden bei denen sich zufällige Faktoren immer sehr stark auswirken, die fehlende Segelfläche durch eine kluge Rumpfform ausgeglichen werden kann. Mit steigender Windstärke kommt das bessere Geschwindigkeitspotential, gegeben durch die längere Wasserlinie, zum tragen. Dieser Erfolg verlangt nach weiterer Entwicklung in dieser Richtung.

In anderem Licht betrachtet ist die Vermessung der Segelfläche des 5.5ers revolutionär. Zum ersten Mal wurde die gesamte Segelfläche in die Formel mit einbezogen, das heißt es gibt keine "unvermessenen Segelflächen" mehr, wie zum Beispiel beim 30m2 Schärenkreuzer und dem Lacustre. Die Verwendung einer Genua wurde zwar nicht verboten, doch die Theorien von Manfred Curry, welche einer großen Genua großen Einfluss bescheinigten, wurden eindeutig widerlegt. Frühe Experimente in dieser Richtung wurden bald fallengelassen da eine größere Vorsegelfläche auf Kosten der Großsegelfläche ging. Im Gegensatz zu den Theorien der Genua wurde die Fock der 5.5er immer kleiner, bis zum Minimum der in den Regeln erlaubten Fläche. Erst in den letzten Jahren wurde der Anteil der Fock an der Gesamtsegelfläche wieder erhöht.

D

Der dritte Faktor ist die Verdrängung. Hier erkennt man immer noch einen kleinen Einfluss der Zeit der großen mR Yachten, welche im Salzwasser ihre Reviere hatten. Die gesamte Vermessung (Wasserlinie, gemessene Wasserlinie, Verdrängung) basiert auf der Vermessung in Salzwasser, bzw. auf einer Vermessung in Salzwasser mit einem spezifischen Gewicht von 1.025. Da nun dieser genaue Wert nirgends gefunden werden kann, bedient man sich eines Tricks: Das Boot wird in klarem Süßwasser vermessen, und liegt mit dem Faktor X tiefer. Dieser Wert muss vom Konstrukteur zur Verfügung gestellt werden.

Resultierend aus der Vermessung in Salzwasser ist das Volumen der Verdrängung in der Formel, also der Faktor "D" als Kubikmeter Salzwasser zu verstehen. Das eigentliche Gewicht in Kilogramm ergibt sich daher aus:

Gewicht = D x 1.025

In anderen Worten entspricht eine Verdrängung von 2 Kubikmetern einem Gewicht von 2050 kg. Ausgehend von der limitierten Segelfläche wurde eine Mindestverdrängung von 1.7 Kubikmeter und eine Maximalverdrängung von 2.0 Kubikmeter festgelegt. Daher kann der Gewichtsunterschied zwischen einem leichten und einem schweren 5.5er maximal 307 kg betragen.

Eines darf man jedoch nie vergessen: Bei den 5.5ern gibt es keine Leicht-Gewichts-Konstruktionen!

Die Konstruktionsregeln sind so gewählt, dass egal welche Materialien verwendet werden, alle Elemente des Bootes (Rumpf, Deck, Verstärkungen im Kielbereich etc.) gleich stark ausgeführt sind. Dies führt dazu, dass der Unterschied zwischen einem schwerem und einem leichten 5.5er nur aus dem Ballastkiel resultiert. Der Mangel an stabilen Segeleigenschaften eines leichteren Bootes muss so durch eine klügere Rumpfform ausgeglichen werden - eine weitere Herausforderung an den Konstrukteur.

Zusätzlich zu den in der Formel enthaltenen Regeln gibt es noch folgende Einschränkungen:

1.Rumpf

Mindestbreite, gemessen an der breitesten Stelle in halber Höhe des Freibordes 1.90m

Mindestes durchschnittliches Freibord 0.63m

Mindestwinkel des Hecks 1:5.5

2.Rigg

Maximale Höhe des Riggs über Deck 11.10m

Maximale Höhe des Vorsegeldreiecks 8.88m

In Regatten hat sich gezeigt, dass die verschiedenen Parameter weder zu gleichen noch zu extremen Lösungen führen. Im Gegenteil, man findet eine bunte Mischung verschiedenster Lösungen. Andererseits ist der Einfluss alternder Segel wesentlich größer, als die meisten Skipper denken, wenngleich der Erfolg eines neuen Bootes weniger von der Rumpfform und den Segeln, sondern vielmehr von der Crew und den Fähigkeiten des Skippers abhängt.

Die kompletten Konstruktionsvorschriften (Engl.) hier