Beregninger

. . . . . . . . . .

Som omtalt i afsnittet vedrørende organiseringen af lauget var det naturligt at udnytte de professionelle færdigheder og interesser, som medlemmerne havde. Formålet var at fremskaffe så megen viden som muligt om Hjortspringbåden, dens originale skibsbyggere og endelig derigennem om det samfund, der havde skabt båden.

Vi var så heldige at have nogle medlemmer, der havde erfaring i fluid mekanik (væskers bevægelse), styrkeberegninger og computerstyret geometri, så allerede under forberedelsen af bådbygningen startede konstruktionsgruppen som omtalt tidligere en analyse af båden. Her vil vi vise nogle af de beregninger, der har betydning for bedømmelsen af sejlegenskaberne.
Som udgangspunkt tog konstruktionsgruppen den tegning, som den norske skibsingeniør Fr. Johannessen havde udført i forbindelse med udgivelsen af Rosenbergs bog om Hjortspringfundet.

Johannesens smukke tegning af Hjortspringbåden. Udført i 1936
Johannesens smukke tegning af Hjortspringbåden. Udført i 1936.
Tegningen er skannet fra A3
G. Rosenberg: Hjortspringfundet




Hydrostatik og -dynamik

Her er vist nogle få af de mange beregninger, der blev udført. En total beskrivelse kan findes i foredrag 2 fra Gdansk-symposiet.

Kurven viser sammenhængen mellem vægt og dybgang.
Kurven viser sammenhængen mellem vægt og dybgang.
Eksempelvis vil båden, hvis den er lastet med 2,5 tons, stikke 30 cm.
Tegning: HSBL



Også den vådede overflade af båden, en størrelse der anvendes ved beregning af bådens fart, blev udregnet.

Kurven viser sammenhængen mellem den vådede overflade og dybgang.
Kurven viser sammenhængen mellem den vådede overflade og dybgang.
Ved en dybgang på 30 cm svarende til den ovenfor omtalte vægt på 2,5 tons, vil bådens vådede overflade være 15 m²
Tegning: HSBL




Gennem beregning af opdriftspunkt og tyngdepunkt blev bådens følsomhed for skæv belastning udregnet. Det viste sig, at båden kunne forventes at være meget lidt stabil, et forhold, der skulle vise sig at holde stik ved sejlafprøvningerne.
Også den nødvendige effekt for at drive båden frem ved forskellige hastigheder blev beregnet. Denne effekt er især afhængig af den vådede overflade, ruheden af denne og af længden af bådens vandlinie.
Den opnøelige fart på båden havde i øvrigt været genstand for en ophedet diskussion på et par af medlemsmøderne. Kun laugets formand stolede så meget på vore forgængeres evner, at han hævdede, at båden kunne nø en fart på 8 knob (15 km/time). Et væddemål blev indgået. Imidlertid kunne beregningerne ikke afgøre det. Der måtte sejlads til.
Men tilbage til beregningerne.

Nødvendig effekt som funktion af hastighed.
Her ser vi den nødvendige effekt i afhængig- hed af hastigheden.
Ved 8 knob skal de 20 paddelårer yde en nettoeffekt på 2,5 kW eller 125 watt hver. Det svarer til 0,2 hk pr paddel.
Tegning: HSBL


Til toppen af siden

Styrkeberegninger

Det var også interessant at beregne belastningen på båden hidrørende fra lasten, opdriften og bølgernes påvirkning. En så kompliceret struktur som en båd med sine dobbeltkrumme flader er imidlertid vanskelig at analysere uden at gøre brug af særdeles omfattende computerberegninger. Da vi ikke havde adgang til en tilstrækkelig stor computer, måtte vi simplificere udgangspunktet for beregningerne.
Vi betragtede derfor båden som en i begge ender tilspidset bjælke uden at tage hensyn til, at en båd, når den bliver belastet, kan udvide eller indsnævre skroget i bredden (som en ærtebælg).
Båden er belastet af ydre kræfter hidrørende fra bådens egenvægt, vægten af lasten (besætning med udstyr) og endelig fra opdriftskræfterne. De to første virker nedad, medens den sidste virker opad. Disse ydre kræfter vil være i ligevægt.
Disse kræfter blev betragtet som enkeltkræfter, der angreb båden hen over denne med en afstand på 1 m.
Man plejer oftest, når man betragter skibes styrke, at beregne denne i tre forskellige tilstande:

  1. I stille vand.
  2. Ridende på en bølge midtskibs.
  3. Ridende på to bølger med toppene ved stævn og agterstævn.

Man anvender en standardbølge med en længde svarende til bådens vandlængde og med en højde på 1/10 af bølgelængden.

Båden ridende på en standardbølge midtskibs.
Båden ridende på en standardbølge midtskibs.
De resulterende kræfter fra vægt, last og op- drift er vist forneden.
Det ses, at ved en sådan bølge vil båden belastes til kølsprængning.
Tegning: HSBL

I de tre belastningstilfælde, i stille vand, med standardbølgens top midtskibs og med standardbølgens to toppe i hver ende af båden, blev træk-, tryk- og forskydningsspændingerne beregnet. De sidste var ved nederste sysøm større end sysømmens tilladelige forskydning, når båden sejlede i standardbålger (13 m bålgelængde og en bølgehøjde på 0,65 m).
Man måtte altså forvente slid i sysømmen ved bølgesejlads. Ved sam- me bølgestørrelse ville stævnene vibrere i lodret retning med en bevæg- else på 30 mm. Der er ikke i disse be- regninger taget hensyn til den for- ventede gunstige virkning af spænd- tovet men heller ikke til de svage sysømme.
Vi må huske, at beregningerne er baseret på faconen af båden, som den var beskrevet af Johannessen. Tilia havde imidlertid en lidt kortere vand- linie på grund af den mere krumme køllinie. Betydningen af denne ændring på spændingerne blev ikke vurderet i disse beregninger.


Kilder: