Stabiliteit op een zeilboot

Hier staat in simpele bewoordingen hoe de stabiliteit op een schip wordt veroorzaakt. Een heel klein beetje kennis van koppels en krachten is nodig, maar waarschijnlijk krijg je ook wel een idee ervan terwijl je het aan het lezen bent. Het belangrijkste principe: het hefboomprincipe. Wanneer je de afstand tussen waar je kracht zet en waar het draait heel groot maakt, is de kracht effectiever en dus groter. Voorbeeld: op de wip, verschil met helemaal op het einde zitten en helemaal bij het draaipunt.

Hellend koppel

Een schip zou om moeten vallen! De wind duwt van de zijkant tegen het zeil aan, en de boot ‘struikelt’ als het ware over de kiel. Dit wordt het ‘hellend koppel’ genoemd. Het wordt een koppel genoemd, omdat er twee krachten tegelijkertijd werken, die elkaar versterken. Wanneer je bijvoorbeeld geen kiel zou hebben, sla je ook nooit om. Je schuift dan over het water. Wanneer de afstand tussen de twee krachten heel groot wordt, wordt het koppel ook veel sterker. Als je een hele diepe kiel hebt, of een heel hoog zeil, zal (zie plaatje) de afstand tussen de twee blauwe pijlen heel groot worden, en sla je sneller om.

Oprichtend koppel

Toch val je niet om! Dit komt omdat er een oprichtend koppel bestaat. Kort gezegd: als je schuin gaat, duwt het deel van het schip wat in het water ligt deze kant weer omhoog. Probeer maar eens een houten plank van één kant in het water te duwen: als je hem los laat gaat de plank weer horizontaal op het water liggen. Dit komt doordat het drijvend vermogen van de plank (en dus ook van een schip) ervoor zorgt dat het schip weer recht komt te liggen. Ook hier sprak ik weer van een koppel: er is dus nog een andere kracht die meewerkt. Denk even terug aan de houten plank. De houten plank komt niet alleen recht te liggen doordat het deel wat onder water zit de plank omhoog duwt, maar het deel wat boven water zit wil graag weer naar beneden. Dit komt (uiteraard) door de zwaartekracht. Op een schip is dit precies zo: als je schuin gaat, zit een deel van het schip (ver) boven water. De zwaartekracht zorgt er dus voor dat het schip weer recht komt te liggen.

Vormstabiel

Hier heb je dus ook weer een koppel! Hetzelfde als bij het hellend koppel geldt dat des te verder de twee krachten van elkaar af zitten, des te sterker ze worden. Als je dus een heel breed schip hebt en je gaat een klein beetje schuin, ligt het stuk van het schip dat onder water ligt (het drijfpunt) heel ver af van het punt waar de zwaarte van de boot het schip naar beneden trekt. (zie plaatje, zw= zwaartepunt, d=drijfpunt) En zo komt het schip weer recht te liggen. Ideaal toch? Als het schip nou heel erg schuin gaat, heb je echter het probleem dat de twee krachten dichter bij elkaar komen te liggen. Dit komt omdat het deel dat boven het water zit ‘boven’ het drijfpunt komt te liggen. (zie plaatje) Als de boot dus een beetje schuin gaat, zorgen de twee krachten er direct voor dat het schip recht komt. Als de boot heel schuin gaat, worden de twee krachten minder sterk, en ga je op den duur dus om. Dit werkt vooral bij brede boten, zoals platbodems, en wordt vormstabiliteit genoemd. Het kenmerk is dat het een hoge beginstabiliteit heeft, en een lage eindstabiliteit.

Gewichtsstabiel

Sommige schepen zijn niet heel breed, maar hebben een hele zware kiel. Het werkt bij een kiel dan ook even iets anders, hoewel het principe hetzelfde is. Niet alleen het deel dat boven water zit trekt het schip weer recht, maar ook de zware kiel. De kiel wil het liefste helemaal verticaal staan, wanneer het schip helemaal recht ligt. Als het schip nou een beetje gaat hellen, gaat de kiel de boot naar beneden trekken, totdat het schip weer recht ligt. Er zijn dus weer twee krachten, de drijfkracht blijft hetzelfde. Alleen eerder lag het zwaartepunt (het ‘gemiddelde’ van alle krachten die het schip naar het water duwen) helemaal in het midden van het deel van het schip dat boven water was, en behoorlijk ver boven het water. Nu ligt het zwaartepunt een stuk verder naar beneden richting de kiel, en dit heeft gevolgen voor de stabiliteit.

Het zorgt ervoor dat het schip in het begin niet zo snel weer recht gaat liggen. Dit komt omdat het drijfvermogen (het deel dat onder water zit) en het zwaartepunt (het deel dat de boot naar beneden trekt) veel dichter bij elkaar zitten, waardoor de kracht minder sterk is. Wanneer het schip echter schuin gaat, wordt de kracht juist een stuk groter! Dit komt omdat de kiel ook opzij gaat, waardoor de afstand tussen zwaartepunt en drijfvermogen een stuk groter wordt. Bekijk het plaatje maar eens goed, en bedenk wat de afstand wordt tussen de twee punten wanneer het schip nog schuiner gaat. Dit wordt dan ook gewichtsstabiel genoemd: lage beginstabiliteit, hoge eindstabiliteit.

Verplaatsbaar gewicht

Tot slot heb je nog boten die niet breed zijn, en ook geen zware en diepe kiel hebben. Deze boten kunnen heel moeilijk uit zichzelf weer rechtkomen, dus hier zal de bemanning mee moeten helpen. Dit kan ook, omdat de bemanning een groot deel van het gewicht is, in tegenstelling tot een breed schip of een schip met een kiel. Wanneer de boot schuin gaat, heb je weer het drijfvermogen en het zwaartepunt. Dit keer kunnen we het zwaartepunt echter zelf beïnvloeden! Doordat we op de rand van de boot gaan zitten, zorgen we ervoor dat het zwaartepunt helemaal aan de zijkant komt te zitten. De afstand tussen het zwaartepunt en het drijfvermogen wordt dus weer extra groot! Dit soort stabiliteit wordt stabiliteit met verplaatsbaar gewicht genoemd.

afbeeldingen afkomstig uit Hoefnagels, J. Peter (2001), Het zeilboek, derde druk. (tekeningen van Pieter Berkel)

By Pieter Moerman | This entry was posted in Trim and tagged . Bookmark the permalink.

One Response to Stabiliteit op een zeilboot

  1. Pingback: Roergebruik | BeterZeilen.nl

Leave a Reply

Your email address will not be published.