En modells köregenskaper, del 3

En modells köregenskaper, del 4

Viktfördelning

Viktfördelningen i en modell har stor betydelse för hur den rör sig i vattnet. Totala vikten och tyngdpunkten kan vi inte göra så mycket åt. För varje modell finns en viss vikt och en viss tyngdpunkt som ger rätt vattenlinje. Däremot kan vi arbeta med hur vikten är fördelad i modellen. Man kan ha mycket vikt nära tyngdpunkten, eller vikten utspridd. Det gäller både i längdled, sidled och höjdled. Med viktfördelningen påverkar vi två saker. Det ena är hur snabbt modellen inleder och avslutar svängar. Det andra är hur den rör sig i vattnet vid vågor, och i viss mån även vind.

MANÖVERPÅVERKAN

För modellens tröghet i girar är det egentligen bara viktfördelningen i längdled som har betydelse. Mycket av trögheten kommer från vattnet, oavsett viktfördelningen, så skillnaden är inte dramatisk. Men den är märkbar. En modell med vikten utspridd i längdled har större tröghet i att inleda och avsluta svängar än vad en modell med vikten koncentrerad i mitten har. Vilket är då bäst ur manövreringssynpunkt? På lugnt vatten utan vind är det kanske en fördel om modellen svarar så snabbt som möjligt på roder, men med vågor och vindpustar blir det ganska besvärligt om det är för lätt att få modellen ur kurs. Jag föredrar att ha stor inbyggd tröghet, och då ska vikten vara utspridd i modellen.

RÖRELSEMÖNSTER I VÅGOR

Den stora skillnaden med olika viktfördelning ligger i hur modellen rör sig i vågor, och i viss mån vind. En modell med större delen av vikten nära tyngdpunkten blir ”vickig”. När en våg träffar förskeppet på en sådan modell lyfts fören som en kork. Om vikten däremot är utspridd och det finns en del vikt i fören gör modellen mer motstånd. Fören sjunker ner en bit i vågen och rörelsen blir långsammare. Det ser mycket bättre ut. I teorin gäller samma sak i sidled vid vågor från sidan, men då båtskrov normalt är ganska smala går det inte att sprida vikten i sidled speciellt mycket. För rörelser i sidled är det istället viktfördelningen i höjdled som har störst betydelse.

HUR KAN MAN PÅVERKA VIKTFÖRDELNINGEN?

Materialet i skrov och överbyggnad har stor betydelse för viktfördelningen. Om de står för en stor del av totala vikten så innebär det automatiskt att vikten är relativt utspridd. En modell i t ex vacuumformad ABS plast däremot, har väldigt lite vikt i skrov och överbyggnad. Här utgörs större delen av vikten av motorer, batterier, annan teknisk utrustning och eventuell ballast. Då blir skillnaden stor beroende på hur den utrustningen placeras. För att modellen ska uppträda naturligt i vattnet ska viktfördelningen vara så lik originalet som möjligt. Det största problemet brukar vara drivbatterierna i modeller med elmotorer. Batterierna är en mycket större viktkoncentration på ett litet utrymme än vad som förekommer i riktiga båtar och fartyg. Det går naturligtvis att dela upp drivbatteriet på flera små batterier och sprida dem i modellen, men det är knappast nödvändigt för att få ett bra resultat. Man kan kompensera för det tunga drivbatteriet genom att placera andra vikter så långt bort från drivbatteri och tyngdpunkt som möjligt.

ATT SKAPA NATURLIG RÖRELSETRÖGHET

För att få modellen att uppträda naturligt behöver vi skapa tröghet i hur den rör sig. Det gör man genom att placera vikt långt bort från den punkt modellen vrider sig runt när den rör sig i vattnet. Här finns en massa uttryck som t ex tyngdpunkt, vattentryckscentrum och vridcentrum. Låt oss för enkelhets skull säga att det finns en punkt som modellen rör sig runt när den ligger i vattnet, och kalla den punkten för mitten. Den är nästan alltid väldigt nära tyngdpunkten. Vi kan skapa tröghet med relativt lite vikt om vi har en lång hävarm, dvs vikt långt från mitten (se fig. 1). Ett hekto fem decimeter från mitten skapar samma tröghet som ett halvkilo en decimeter från mitten. Ju längre bort från mitten vi kan få våra ”tröghetsvikter”, ju mindre kan de vara. Baserat på det brukar jag försöka följa tre enkla basregler.

Försök sprida relativt tunga enheter (batterier, motorer, ballast, etc.) så gott det går istället för att klumpa ihop allt i mitten.
Placera någon vikt längst fram i fören. Det ger lång hävarm och minskar kraftigt förens tendens att lyfta som en kork vid minsta våg.
Placera lite ballast så högt upp i överbyggnaden det går. Kan man komma upp några decimeter över ”mitten” så gör även relativt små vikter underverk för att lugna ner vickning i sidled.

De här åtgärderna är enkla att göra om man tänker på det när man bygger. De går oftast också att införa på redan byggda modeller, men kanske inte lika lätt som om man gjort det från början.

EXEMPEL I PRAKTIKEN

Två modeller där jag gjort speciella åtgärder för viktfördelning är Yamato och Calypso. De representerar också två olika typer av modeller i sin uppbyggnad.

Yamato är en formsprutad plastmodell där skrov och överbyggnad står för en ganska liten del av modellens totala vikt. De fyra drivmotorerna med fyra mässingspropellrar och ytterligare fyra motorer för radarmast och kanontornsvridning är i och för sig ganska utspridda över modellen, men är så små och lätta att de inte har någon större effekt på viktfördelningen. De största viktkoncentrationerna är drivbatteriet, mottagarbatteriet och ca 2,5 kg ballast. De är distribuerade med nästan hela ballasten i form av en 2 mm blyplåt som ligger på botten av skrovet i hela förskeppet från strax framför överbyggnaden och framåt. Drivbatteriet ligger lite bakom ”mitten”, för att motverka ballasten i förskeppet. Allra längst bak ligger mottagarbatterierna. Den här viktfördelningen ger en naturtrogen tröghet främst när vågor träffar modellen framifrån. Fören har vid flera tillfällen skurit igenom vågor istället för att lyftas ovanpå dem. Inte helt lyckat för att hålla interiören torr i hög sjö, men det är naturtroget och fungerar bra vid ”normala” vågor. Viktfördelningen i sidled är bra, med både drivbatteriet och ballasten/blyplåten fördelade över nästan hela bredden, men trögheten för sidovickning är ändå helt otillräcklig. Modellen ser ibland direkt fånig ut när den vickar alldeles för snabbt i sidled. Det beror på att viktfördelningen i höjdled är urusel. Nästan all vikt är nära botten på skrovet. Ett klart misstag när jag byggde Yamato. Jag har provat med att tejpa fast ett hekto bly högst uppe på överbyggnaden och det gjorde underverk. Ett hekto, högt placerat, är alltså tillräckligt för att dramatiskt lugna ner sidovickningen på nästan 9 kilo Yamato. Vi får se om energin så småningom räcker till att bygga in lite vikt i toppen av överbyggnaden.

Yamato i full fart i drygt 10 meters skalenlig våghöjd.

Calypso har i sig ganska bra viktfördelning genom att en stor del av vikten är i form av mässingsdetaljer som är spridda över hela modellen. I höjdled bidrar dessutom att överbyggnaden i trä med mycket mässingsdetaljer är markant tyngre än skrovet i lätt ABS-plast. Med batterier och motorer som ger vikt långt ner i skrovet blir viktspridningen i höjdled ganska bra. För att skapa tröghet i förskeppet har jag placerat batteripacken för lanternorna allra längst framme i fören. För ökad tröghet i sidled har jag en packe metallbrickor i antennkupolen i bakkant av styrhytten. De här vikterna längst fram och högst upp, tillsammans med en bra spridning av vikten redan från början, ger modellen ett lugnt och lite ”sävligt” uppträdande när vågor och vindstötar försöker få den ur kurs. Det ser klart mer verklighetstroget ut än vad som skulle vara fallet med mer central vikt. Det gör också modellen, relativt sett, lättare att hantera i manöverbanan under svåra förhållanden.

Lasse Björkström

2005-01-20