Inspiration
(note from Peter)
Toen ik in 2013 besloot hoe ik het materiaal voor The Science of Sailing wilde indelen in delen, hoofdstukken en secties, was ik van plan om deel 5 te wijden aan vleugels (foils in het Engels) en profielen (foil sections). Deel 6 zou een compendium van lift- en weerstandsgegevens voor zeilen, rompen, kielen en roeren bevatten. Deel 7 zou gaan over het kracht- en momentenevenwicht en de resultaten daarvan voor de gedetailleerde berekening van dwars-, langs- en richtingsstabiliteit. Deel 8 zou gewijd worden aan de methoden voor het bepalen van de prestaties van zeiljachten (middels VPP, CFD en modelproeven). Deel 9, tenslotte, zou gaan over een beschrijving van de verschillende zeilconfiguraties en rompvormen in relatie tot hun prestaties, en een beschrijving van de America’s Cup projecten waar ik bij betrokken was. Nu ik dit schrijf, 10 jaar later, realiseer ik me dat een serie van negen boeken te ambitieus was. Elk van deze boeken vereist gemiddeld ca. 3000 uur om te schrijven. Hoewel ik misschien de nodige jaren zou krijgen om de resterende 4 delen te voltooien, is mijn interesse om dit te doen afgenomen omdat ik aan een late carrière als auteur van fictieromans begonnen ben.
Het dilemma waarin ik me in 2021 bevond, toen ik mijn eerste roman schreef, heb ik elders op deze site beschreven. Om een lang verhaal kort te maken, ik heb besloten dat deel 5 het laatste deel van de boekenreeks The Science of Sailing wordt. Daarin worden de grondbeginselen van het zeilen behandeld, alsmede het kracht- en momentenevenwicht, de aard, detectie en betekenis van zgn. vrije momenten (free moments in het Engels), foils en foil sections, rompvormen en het Australia II-project.
Deel 5 begint met hoofdstuk 10 dat gewijd is aan coördinatenstelsels, asrotaties en de bepaling van de stand van een zeilschip bij een bepaalde hellingshoek, trimhoek en drifthoek ten opzichte van de richting van de wind en het water. Hoofdstuk 11 behandelt het kracht- en momentenevenwicht – specifiek de locatie, grootte en richting van de betrokken krachten en momenten. Vrije momenten ontstaan uit krachtkoppels. Ze spelen een belangrijke rol bij het bepalen van de locatie van de resulterende krachten, vooral wanneer de stroming grenslaagloslating vertoont. De behandeling van free moments is te vinden in hoofdstuk 12. De lift, weerstand en het moment werkend op foil sections worden behandeld in Hoofdstuk 13. Bijzondere aandacht wordt besteed aan de relatie tussen de geometrie en de lift- en weerstandskrachten die door de stroming over een groot bereik in invalshoek worden uitgeoefend. Foil sections worden verondersteld een oneindige spanwijdte te hebben. De spanwijdte van foils zoals kielen en roeren is echter eindig, en de stroming rond de tip van foils beïnvloedt de lift en weerstand aanzienlijk – in toenemende mate wanneer de spanwijdte, in verhouding tot de lengte van de koorde, afneemt. Hoofdstuk 14 behandelt dit effect van eindige spanwijdte.
De rompvormen die ik heb beschreven voor wat ik het “intermediaire-Froude snelheidsbereik” heb genoemd, wordt beschreven in hoofdstuk 15. Naast een historisch verslag van hoe de beste rompvormen zijn ontstaan, geeft dit hoofdstuk een overzicht van de relatieve prestaties in termen van weerstand van de verschillende rompvormen die in beschouwing zijn genomen. Rompvormen voor snelheden die gepaard gaan met Froude getallen (gebaseerd op de waterlijnlengte) van meer dan 1,0 worden niet behandeld, omdat dit het regime is van planerende knikspantrompen, die niet worden gebruikt voor zeilschepen. Het materiaal over knikspantrompen in dit hoofdstuk is bedoeld om het verschil in weerstand in dit Froude bereik met rondspant rompen te laten zien. Dergelijke rompen, ongeacht of ze rondspant of knikspant zijn, worden vaak ten onrechte “semi-displacement” of “semi-planing rompen” genoemd.
Ten slotte heb ik in hoofdstuk 16 voor het eerst in 40 jaar in detail beschreven hoe de America’s Cup in 1983 werd gewonnen en wat mijn rol daarin was. Dit hoofdstuk verschilt van de vorige hoofdstukken omdat ik een beschrijvingen wilde opnemen van het “gevecht” tussen de New York Yacht Club en het Australia II-team. Er zijn veel boeken en artikelen geschreven over dat aspect van het evenement, maar geen enkele heeft deze volledig behandeld, en sommigen zijn misleidend over wat er werkelijk is gebeurd.
Blurb text
De wetenschap van het zeilen: Deel 5 – ‘Grondbeginselen van het zeilen, vleugels en profielen, rompvormen en Australië II’.
Dit boek is deel 5 van een groter werk getiteld, ‘De wetenschap van het zeilen’. Het behandelt de wetenschap achter het zeilen en de scheepsarchitectuur die de prestaties van zeilvaartuigen bepalen, met bijzondere verwijzing naar zeiljachten. Zeilschepen zijn voor hun voortstuwing volledig afhankelijk van de wind en zijn uniek in die zin dat stromingsdynamica een meer dan essentiële rol speelt in hun ontwerp. Zowel aerodynamica als hydrodynamica, de wetenschap van de beweging van lucht en water rond lichamen, bepalen het snelheidspotentieel van een zeilschip.
Alle belangrijke aspecten over het gedrag en de prestaties van zeilvaartuigen worden beschreven in de verzamelde delen van dit werk. De presentatie van dit materiaal breidt het onderwerp, hoofdstuk voor hoofdstuk, gestadig uit. De wetenschap die nodig is om de redenering te begrijpen en te volgen die aan de basis ligt van hoe sommige ontwerpen zijn ontstaan, wordt gepresenteerd voordat deze ontwerpen worden beschreven.
Deel 5 is aan vier verschillende onderwerpen gewijd. Het eerste gaat over kracht- en momentenevenwicht en vrije momenten – de basis voor de berekening van de prestaties van zeilvaartuigen. Het tweede behandelt de lift-, weerstands- en momenteigenschappen van profielen zoals die gebruikt worden voor kielen en roeren. Het derde deel behandelt het ontwerp en de prestaties van verschillende rompvormen, en het vierde deel is mijn persoonlijke verslag van het ontwerp van “Australia II”, het jacht dat in 1983 de America’s Cup won.
Enkele onderwerpen die in eerdere delen aan bod komen zijn:
- De haalbare snelheid onder zeil (deel 1).
- De oorsprong en aard van de aerodynamische en hydrodynamische lift en weerstand (deel 2).
- De grenslaag en de viskeuze weerstand van zeiljachten (deel 3).
- Verschijnselen en weerstand afkomstig van het grensvlak tussen lucht en water (deel 4).
Deel 5 is het laatste boek in de serie.
Pieter (in het Engels Peter) van Oossanen behaalde een M.Sc. en Ph.D. aan de Technische Universiteit Delft. Hij heeft prijzen en onderscheidingen ontvangen voor zijn verdiensten op het gebied van scheepsarchitectuur en hydrodynamica. Zijn geschriften omvatten meer dan 100 artikelen over specialistische onderwerpen op het gebied van de scheepsbouwkunde.
Aankoopinformatie
Het boek is alleen te verkrijgen in het Engels. Het is uitgegeven door Van Oossanen Academy Publishers, en geproduceerd door Drukkerij AMV b.v. te Lunteren. Het heeft een harde kaft. Het boek telt 448 pagina’s. Het ISBN nummer is 978-90-827682-6-8. Het boek wordt verkocht door alle grote boekhandels. Het is ook rechtstreeks te bestellen bij Van Oossanen Academy Publishers. Daartoe wordt de volgende link verstrekt.
