Der ersten Projektphase ist eine 1-Jährige Vorarbeit vorangegangen. Dabei wurde Material über klassische und klassisch aussehende moderne Yachten gesammelt. Ich las zum ersten Mal „Konstruktion und Bau von Yachten“ von Prof. Dieter Scharping. (Inzwischen ist dieses Buch zu meiner „Bibel“ geworden.) Dieses Buch benutze ich als Anleitung zur Konstruktion. Alle Zeichnungen sind mit Hilfe von Becker-CAD entstanden. Dieses Programm führt auch Flächenberechnungen auf Knopfdruck aus, was die Arbeit enorm erleichtet.

Projektphase 1 - Vorentwurf

Zur Zeit sind folgende Arbeiten erfolgt:

-          Erarbeitung einer Konzeption

-          Skizzen: Seite, Deck, Einrichtung, Segelplan

-          Lateralplan, Ruder, Kiel

-          Spantformen der Spanten 2 – 7 – 9

-          Spantarealkurve

-          Berechnungen: Verdrängung, Stabilität bei 35° (Deckskante im Wasser)

-          Internetseite

Konkrete Ergebnisse können Sie als Exel-Datei herunterladen.

Es hat sehr viel Spass  gemacht, die gesamte eigene Segel-und Regattaerfahrung in ein Boot fliessen zu lassen.  Ich habe versucht ein Boot zu zeichnen, das in erster Linie die Nachteile der alten L-6 aufhebt – grosse Lateralfläche, bescheidene Geschwindigkeit, schlechte Stabilität und wenig Innenraum.

Das kann man durch den Leichtbau, grössere Breite und  Kurzkiel mit Bombe erreichen. Das Segeln mit dem Boot sollte in erster Linie einfach sein und Spass machen. Das beeinflüsst die Spantenform und den Lateralplan. Die vorderen Spanten haben eine parabolische Form, die im Mittschiff und achtern – eine Kombination aus  R-und U-Form.  Dadurch soll ein gutes Verhalten auf kurzer, steiler  Welle am Wind und bei achterlichen starken Winden  – das Gleiten auf der Welle erreicht werden. Mit dem Boot sollte nicht nur Regatta, sondern auch Mal in den Urlaub gesegelt werden, daher ist die Ausbau tourentauglich - viel Stauraum, Seefeste Kojen, grosse Nasszelle und Pantry.  Viele Details der Einrichtung werden in späteren Projektfasen noch ausgearbeitet.  Auf Rundungen und auf komplizierte Formen wird verzichtet, was besonders beim Selbstbau hilfreich ist. Die technische Einrichtung ist einfach gehalten. Soweit wie möglich – Handantrieb. Statt Bootsheizung – Holzoffen. Es ist noch zu überlegen, wie ein Aussenborder in einer Schacht alternativ zum Einbaudiesel unterzubringen ist. Das kann die Yacht enorm verbilligen. Die Spantarealkurve ist mit Ordinaten aus einigen Spantenflächen interpoliert. Daher kann ich keine Beurteilung abgeben. Es ist einfach noch zu ungenau. Die überschlägige Stabilitätsrechnung zeigt das die Deckskante bei Windstärke 7 mit Vollbesegelung bei einem Krängungswinkel von 35° eintaucht. Das erscheint mir nicht glaubwürdig. Aus Erfahrung refft man schon bei 4-5 Windstärken. Eine konkrete Gewichtsrechnung in der nächsten Projektfase soll hier die Klarheit schaffen.  

Die nächsten Schritte: Linienriss, Gewichtsrechnung, Stabilitätsrechnung. Dafür wird ein professionelles CAD-Programm benötigt, das viel Geld kostet. 

Im Februar 2003 besuchte ich die Klassenvereinigung L6 in Sankt Petersburg und traf mich dort  mit dem Vorsitzenden Vadim Manukhin und mit dem Yachtdesigner Viktor Tchaikin. Es fand ein konstruktiver Meinungsaustausch statt, deren Ergebnisse in den nächsten Projektfasen berücksichtigt werden.

Projektphase 2

 
In der zweiten Projektphase entstand der Linienriss mit Hilfe eines speziellen Strackprogramms. Das Strackprogramm konvertiert dann  die Datei in ein Format, das von CAD-Software gelesen werden kann. Es entstanden 5 vergleichbare Yachtrümpfe  mit verschiedenen Hauptspantformen und LWL- Längen. Diese Rümpfe wurden auf Wiederstand (Gerritsma) bei verschiedenen Geschwindigkeiten optimiert. Daraus wurde der günstigste Rumpf gewählt.

Eine Stabilitätsrechnung wurde gemacht und Stabilitätskurve erzeugt. 

Für visuelle Darstellung des Rumpfes wurde eine WRML-Datei erzeugt, die zusammen mit WRML-Viewer zum Download bereit steht. Mit Hilfe des Viewers kann man den Rumpf aus verschiedenen Perspektiven betrachten, drehen, vergrössern u.s.w.

Projektphase 3 – Gewichtsrechnung.

Mitte Juli war es endlich so weit – wahrscheinlich die längste und kniffeligste Arbeit – Gewichtsrechnen war erledigt. Dabei wurden Material, Gewicht, Abmessungen der einzelnen Bauteile, sowie deren Platzierung im Rumpf bestimmt. Parallel zur Berechnung zeichnete man mit, und so entstand z.B. eine komplette Inneneinrichtung. Danach folgten  Aufbau, Deck, Rigg, Motor, Tanks und andere Systeme. Dabei ist man auf Informationen aus Katalogen der Hersteller angewiesen. Viele Teile werden aus Erfahrung bestimmt oder von vergleichbaren Konstruktionen abgeleitet. Nachdem alle Gewichte erfasst wurden, platzierte man den Ballast. Danach folgte eine  Stabilitätsrechnung. Die erste Stabilitätsrechnung zeigte einen nicht ausreichenden Stabilitätsumfang von 118°. Die CE-Norm verlangt aber mind. 120°. Dies war darauf zurückzuführen, dass aus Gründen der Einfachheit alle Bauteile aus massivem Sperrholz (SPH) berechnet wurden. Der einfachste Weg, mehr Stabilität zu bekommen ist, den Ballast nach unten zu verlegen, also mehr Tiefgang. Das ist nicht wünschenswert und nun hiesst es -  genau zu überlegen, wo man Gewicht einsparen könnte.  Gewichtsersparnis kann man auch  durch aufwendigere Kompositbauweise erreichen, was allerdings auf Kosten der Einfachheit geschieht.  Und somit wurden einige Elemente z.B. das Deck, der Aufbau, einige Schotte und das Cockpit aus Sandwich (SPH + Schaum) neu berechnet. Der Mast wurde vom Deck auf den Kiel gesetzt und ein dünneres Profil ausgewählt. Einige dekorative Elemente aus Eiche mussten verschwinden oder dünner ausfallen. Ein Kiel mit Bombe wurde gezeichnet und dessen Gewichtsschwerpunkt bestimmt. Der Tiefgang musste um 10 cm auf 1,95 m vergrössert werden. Alle Massnahmen führten dazu, dass die neue Stabilitätsrechnung positiv ausfiel. Der Stabilitätsumfang vergrösserte sich auf  127° ohne Deck und Aufbauten.  Der max. Hebelarm ist 0,74 m und wird bei 54° Krängung erreicht.

Folgende Schlussfolgerungen wurden gemacht:

-          Will man einen schlanken Kreuzer mit guten Segeleigenschaften und mit begrenztem Tiefgang bauen, muss man auf massive und einfache Bauweise sowie auf Schnick-Schnack verzichten und Kompositbauweise anwenden.

-          Ein Ballastkiel mit Bombe ist notwendig, noch besser währe ein Hubkiel.

-          Für Selbstbauer ist ein relativ breites Boot einfacher zu bauen, weil man massiv bauen kann ohne dabei zu sehr auf Gewicht zu achten.

Zum Download steht eine vereinfachte EXEL-Tabelle mit Gewichten, die in Gruppen zusammengefasst wurden, sowie ein Stabilitätsdiagramm  bereit.

Projektphase 4 – Festigkeit der Konstruktion.

 
In dieser Projektphase, die bis Ende Oktober dauerte, wurden Abmessungen, Stärke und Material für einzelne, besonders belastete Teile des Bootes bestimmt. Berechnet wurde Kielaufhängung, Aussenhaut, Schotte, Stringer, Deck, Aufbauten, Rigg, Ruder, Püttinge. Es existieren einige Berechnungsverfahren, z.B. von Germanischen Lloyd oder von ABS (American Bureau of Shipping oder Nordic boat standarts (NBS). Diese Verfahren eignen sich für moderne Leichtbauten nur bedingt. Ein Schott nach GL wurde z.B. 30 mm dick berechnet, nach ABS – nur 15mm. Also musste ich alle Verfahren parallel benutzen und mehrfach umrechnen. Aufgrund der Berechnungen wurden folgende Änderungen im Projekt gemacht: Eine zusätzliche Bodenwrange für den Fall einer Grundberührung mit hoher Geschwindigkeit, sowie 2 Ramenspanten wurden zugefügt, Anzahl der Kielbolzen wurde vergrössert, der Stringer im Vorschiff wurde verlängert, die Aussenhaut bekam eine GFK-Lage mehr. Das Deck wurde  leichter, da die Decksbalken dünner berechnet wurden, allerdings kamen 2 Balken dazu. Das Hauptschott wurde als Sandwich aus SPH und Schaum berechnet. Das Rigg wurde zweimal berechnet – nach Sparkman & Steffens Verfahren, sowie auch nach NBS-Verfahren.  Die Methode von NBS ist aufwendiger, erlaubte aber mehr Optimierung und somit wurde ein dünneres Profil für den Mast berechnet. Abschliessend muss man sagen, dass Festigkeitsberechnung sehr viel Zeit in Anspruch nimmt und eine Fummelarbeit ist, die viel Geduld verlangt. Als Lohn bekommt man ein gutes Gefühl dass das Boot sicher ist und es hilft auch in einigen Fällen das Gewicht zu sparen.

 
Projektphase 5 – Kiel und Ruder.

Kiel und Ruder müssen hydrodynamisch effektiv arbeiten. Das bedeutet, dass sie viel Auftrieb und wenig Widerstand erzeugen müssen.  Also habe ich mehrere NACA – Profile auf  reale Verhältnisse umgerechnet und miteinander verglichen.  Danach wurde der Kiel mit Hilfe des Programms SurfaceWorks in 3D modelliert. Eine grosse Hilfe dabei hat Herr Reinhard Siegel von der Firma Yacht Design Software  geleistet.

Zum Download steht ein Polarschaubild, das die Effektivität der verschiedenen Ruderprofile darstellt, sowie auch eine WRML-Datei mit dem Kielmodell bereit. Diese WRML-Datei kann  mit  WRML-Viewer betrachtet werden, dazu muss man im Viewer unter „Render“ die Option Wireframe einschalten. Viel Spass !

Projektphase 6 – Konzeption der Bordsysteme.

Im Vergleich zur der alten L6, die ihr Wasservorrat in Alu-Behältern mit einer Tauchdose in der Bilge fuhr, haben moderne Yachten komplexe Bordsysteme die dem Komfort zuhause im Nichts nachstehen.  Allerdings sind hochmoderne Systeme teuer  und  reparaturanfällig. Der Wunsch, alles an Bord per Knopfdruck zu steuern fordert die Installation vieler Antriebe und zusätzlicher Stromquellen, dies führt wiederum zu einer Verteuerung. Z.B. weit verbreitete elektrische Druckpumpen in Waschräumen und im Pantrybereich versagen meistens schon nach 2 Jahren und benötigen teuere Ersatzteile und  aufwändige Reparaturen. Ausserdem ist der begrenzte Wasservorrat an Bord mit diesen Pumpen ruckzuck abgepumpt. Eine Fusspumpe bedarf, meiner Erfahrung nach, eine Reparatur erst in ca. 10 Jahren, ausserdem ist sie leise, das Wasser lässt sich gut dosieren, und kosten - tut sie nur die Hälfte – ein schlechtes Geschäft für die Yachtindustrie! Keiner muss heute auf Komfort an Bord verzichten, den das Komfort lässt sich auch mit vernünftigeren und billigeren Mitteln herstellen.

Bei der Konzeption der Bordsysteme habe ich zahlreiche  „Palstek“-Ausgaben studiert. Interessant waren vor allem angebotene Alternativen und Erfahrungsberichte.

Folgende Systeme wurden konzipiert, gezeichnet und am Ende wurde eine Stückliste mit Preisen aus den bekannten Yacht-Katalogen erstellt: Lenzsystem, Trinkwassersystem, Fäkaliensystem, Lüftung und Heizung, elektrische Anlage, Navigation, Gasanlage, Kühlanlage. Einen besonderen Posten nimmt der Motor und seine Systeme ein: Kraftstoffsystem, Kühlsystem, Abgasanlage, Steuerung und Überwachung. Auch der Propeller wurde in dieser Phase dimensioniert.

Um einige Einzelheiten zu nennen: Trinkwasserversorgung mit zwei a 110 L Wassertanks und zwei Fusspumpen; Lenzsystem mit zwei Hand-und einer elektrischen Pumpe. Elektrisches System besteht unter anderem aus 3 Batterien  mit insgesamt 210 Ah, aus einem IoUo-Ladegerät, aus einer Hauptschalttafel mit Sicherungsautomaten für jeden Stromkreis und aus einem Landanschluss. In den Kabinen sind 17 Leuchten installiert, im Saling-Bereich - eine Decksbeleuchtung. Der Hilfsmotor Vetus mit Zweikreiskühlung treibt mit 25 PS einen Faltpropeller über eine Wellenanlage. Der Kraftstofftank misst 80 L. Ein Fäkalientank sowie die Gasanlage mit einem zweiflammigen Herd sind vorschrifftsgemäss installiert. Eine Kühlbox mit Kühlkompressor und einem Holzofen verbessern den Komfort an Bord. Die Navigatiosnanlage besteht aus einem elektronischen Log, aus einem Echolot, aus einfachem GPS, aus zwei Kompen und aus einer UKW-Seefunkanlage. Ein CD-Radio mit UKW, KW und LW-Empfang ist auch dabei.

Es lag nahe, parallel zur Konzeption eine Stückliste zu erstellen und diese mit Preisen aus bekannten Katalogen der Yachtausrüster zu versehen. Somit belaufen sich die reinen Materialkosten für alle o.g. Systeme auf € 14500,- inckl. MwStr. Die Kosten zu senken gelänge durch Einsatz von heimischen (russischen) Materialien und durch Mengenrabatte im Falle einer Serienproduktion.

Projektphase 7 - Baukosten und Zeitaufwand.

Was könnte SOL-6 tatsächlich kosten? Diese wichtige Frage versuchte ich in dieser Phase zu beantworten. Ausserdem wurde der Zeitaufwand für den Bau berechnet. Dabei stützte ich mich auf  Informationen aus Katalogen der Yachtausrüster und der Baustofflieferanten. Fachbücher und Berichten von Hobbybootsbauern gaben die erste Vorstellung – wie viel Zeit der Bau in Anspruch nehmen kann. 

Zuerst wurden alle Teile, den Gruppen nach, in einer Exel-Tabelle erfasst und der günstigste Lieferant ausgesucht. Alle Schiffssysteme wurden schon in der Phase 6 gleichermassen behandelt, also habe ich diese Tabelle fortgesetzt. Soweit es geht habe ich versucht Teile aus russischer Produktion einzubeziehen, allerdings ohne Kompromisse in Sachen Qualität zu machen. Fast alle Teile des Rumpfes wurden schon früher bei der Gewichtsrechnung bestimmt, man musste sich nur noch überlegen – wie man einzelne Teile auf Sperrholzplatten so platziert, dass der Verschnitt am geringsten bleibt. Diese Aufgabe wurde mit einem CAD-Programm gelöst. 

Der Zeitaufwand wurde für ein Team aus 5 Personen berechnet. Dabei übernimmt eine Person Organisation  und Ingeneering, während 4 andere - Bootsbauer sind. Diese Konstellation ist sowohl  für eine kleine Werft als auch für Hobbybootsbauer realistisch. Ein Teil der Arbeit könnte man an Fachleute vergeben um  Zeit zu sparen. Die benötigte Zeit würde 11,0 Monate betragen. Die berechnete Zeit setzt den Einsatz elektrischer Wergzeuge sowie teilweise Vacuum-Technologie voraus. Im Falle einer Werft mit gelernten Bootsbauern lässt sich die Zeit bestimmt noch verkürzen. Hobbybauer würden etwas mehr Zeit benötigen. Noch zu berücksichtigen ist, dass für den Bau Nr. 1 mehr Zeit- und Materialaufwand wegen evtl. Fehler einzuberechnen.

Da der Design des Bootes sich von der Skizze in der ersten Phase stark unterscheidet, biete ich die entgültige Variante zum download an. Die Datei kann bequem mit einem DFW-Viewer (steht separat zum download bereit) angesehen werden, dabei kann man die Zeichnung beliebig vergrössern und verschieben. Um die Sprache zu verändern muss man unter View – Layers das Glübirnen-Symbol entsprechend aktivieren, bzw. deaktivieren. Ausserdem steht eine vereinfachte Tabelle mit einer Kostenrechnung fürs Material zur Verfügung.

Projektphase 8 –  Bewertung der Konstruktion, VPP 

Es ist möglich ein Boot anhand der dimensionslosen Parametern zu bewerten und daraus zu erwartende Segeleigenschaften zu vorhersagen, jedoch kann man nicht genau sagen, wie schnell das Boot auf einem bestimmten Kurs läuft.  Um dies zu ermöglichen wurden Programme zur Geschwindigkeitsvorhersage entwickelt. Mit Hilfe des VPP- Programms aus einer US-Uni  wurde die Geschwindigkeit von SOL-6 bei 5 verschiedenen Windstärken berechnet. Ein Diagram mit Ergebnissen steht zum Download bereit.

Eine Auswertung anhand der dimensionslosen Parametern ist unten aufgeführt.

Die aus der Tabelle ersichtliche Tendenz  zeigt klar, dass SOL-6 eine leichte und schnelle Yacht ist, dennoch keine Rennziege. Dies bestätigen auch die VPP- Berechnungen. Z.B. bei 5 Windstärken segelt das Boot am Wind mit beinahe 7 Kn, während vorm Wind mit Spinnaker – mit über 9 Kn.

Aufgrund der Berechnungen wurde die Genuafläche vergrössert und erreichte max. erlaubte Grösse von 150%. Diese Fläche wird nur bei schwachen Winden benötigt. Ansonsten ist man mit dem Fock ausreichend besgelt.

Projektphase 9 –  Baupläne, Dokumentation   

Das Anfertigen der Baupläne  kann eine lange, fast unendliche Geschichte werden, denn man möchte nichts dem Zufall überlassen und alle wichtige Merkmale auf dem Papier festhalten. 

Die Baupläne beinhalten mehrere Zeichnungen nach ISO-Norm von A0 bis A4. Die Zeichnungen mit umfangreichen Details und Ausrüstungen enthalten Spezifikationen in tabellarischer Form. Eine Baubeschreibung und eine Aufmaßtabelle gehören auch zum Lieferumfang. Die komplette Baudokumentation ist in deutsch oder russisch erhältlich und kann gegen eine Kostenbeteiligung von 350,- Euro zugesandt werden. 

Gezeichnet wurde Version 1 - mit Festkiel und 6 Kojen. Es ist durchaus denkbar einige Merkmale z.B. die Inneneinrichtung zu verändern, und sie entsprechend dem Kundenwunsch anzupassen, oder eine Version mit Hubkiel zu entwerfen.  Aber diese sehr interessante Aufgaben würden den Rahmen des Projektes sprengen.  Sobald ein Bedarf dafür entsteht,  werde ich mich damit befassen und das Projekt vervollständigen.

In dieser Phase endet das Projekt. Über die logische Fortsetzung – den Bau,  wird zur Zeit nachgedacht. Man sucht einen geeigneten Standort in Deutschland und in Russland, sowie fähige Partner, möglichst mit entspr. Berufserfahrung. Es ist möglich eine Kooperation zwischen  russischen und deutschen Partnern aufzubauen, um die Yacht günstig bauen zu können.

Über den Baubeginn wird extra berichtet. Geplant ist eine neue Internetseite, die dem Bau gewidmet sein wird. Diese Seite soll über angewandte Technologien informieren und einen Erfahrungsaustausch   ermöglichen. Ausserdem wird es möglich sein, das Baumaterial und die Ausrüstung über diese Seite zu bestellen.

Auf der Download-Seite steht ein Verzeichnis mit Bauplänen, eine Baubeschreibung und eine Zeichnung – der  Generalplan zur Verfügung. Den Generalplan kann man bequem mit einem DFW-Viewer (steht separat zum download bereit) betrachten, dabei können Zeichnungen beliebig vergrössert oder verschoben werden. Um die Sprache zu wählen muss man unter View – Layers das Glübirnen-Symbol entsprechend aktivieren, bzw. deaktivieren.

An dieser Stelle möchte ich mich bei allen Interessenten und Mithelfer herzlich bedanken.

Hoffe - bis bald!

Wladimir Lipp