free wysiwyg web creator software

Werking van X-roeren

By Lars Baruth (met toestemming overgenomen en vertaald)

Uitleg over de werking van X-roeren zoals is geïntroduceerd bij de Walrusklasse onderzeeboten van de Nederlandse marine.

Link naar originele artikel: http://www.lars-baruth.homepage.t-online.de/ubxruder.htm

Aanleggen en op de bodem

Naast de positieve stuureigenschappen (zie hieronder) geeft het nog andere voordelen. De X-roeren worden namelijk in de huidige verschijningsvorm zodanig uitgevoerd, dat ze niet uitsteken. Daarmee kan men dan in elke haven of aan elke kade aanleggen, zonder het gevaar om de uitstekende roeren te beschadigen. Ook kan het schip eenvoudig op de bodem gelegd worden. Een voor de modelbouwers onbelangrijk gegeven is dat er een positieve werking uitgaat van het geluidsniveau door de plaatsing van de roeren voor de schroef en buiten de maalstroom van de romp.

Zijwaarts

Bij de X-roer opstelling zijn de diagonaal tegenoverliggende assen mechanisch of electronisch met elkaar verbonden. Daardoor slaan de roeren boven rechts en onder links, respectievelijk boven links en onder rechts in de gelijke richting uit.

 In tegenstelling tot de normale +-roeren zal men voor een richtingsverandering (zijwaarts of hoogte) beide roerparen gebruiken. Wanneer men van koers wil veranderen, wijst het ene roerpaar naar onder links en het andere naar boven links. Omdat nu door de stroming op de roeren een kracht op de roerassen werkt, kan men aan de hand van de som van de krachten het resultaat middelen die alleen naar rechts wijzen en daarmee het schip naar bakboord laat draaien.

Aan de hand van de hier beschreven theorie wordt snel duidelijk waarom de X-roeren bij gelijke roer oppervlakte en uitslag de +-roeren overtreffen.

Wanneer men de +-roeren bekijkt, zijn bij volle uitslag twee roeren in werking, ofwel 2x 100% roer werking. Bij X-roeren tellen alleen de krachten op de haakse lijnen, de andere krachten heffen elkaar op. Vandaar dat elke roer slechts een werkzaam deel heeft van 1/wortel=71%. Maar voor 4x71% bij X-roeren, staat er 2x100% bij de +-roeren tegenover. De X-opstelling heeft bij gelijke roer oppervlakte een 41% betere werkzaamheid!

Hoogteregeling

Evenzo functioneert dat ook zo bij een hoogte verandering. Wanneer de boot dieper duiken moet, wijst het ene roer paar naar onder links en het andere naar onder rechts. De som van alle werkende krachten geeft dan het resulterende, die de achterkant naar boven drukt en daarmee de boeg naar onder laat wijzen.

Aan de hand van de hier beschreven theorie wordt snel duidelijk waarom de X-roeren bij gelijke roer oppervlakte en uitslag de +-roeren overtreffen.
 Wanneer men de +-roeren bekijkt, zijn bij volle uitslag twee roeren in werking, ofwel 2x 100% roer werking. Bij X-roeren tellen alleen de krachten op de haakse lijnen, de andere krachten heffen elkaar op. Vandaar dat elke roer slechts een werkzaam deel heeft van 1/wortel=71%. Maar voor 4x71% bij X-roeren, staat er 2x100% bij de +-roeren tegenover. De X-opstelling heeft bij gelijke roer oppervlakte een 41% betere werkzaamheid!

Zijwaarts en hoogte

Iets anders verhoudt dit zich bij gelijktijdige vol uitslagen in zijwaartse en hoogte richting. De voormalige +-roeren hadden hierbij twee roer paren volledig in werking, ofwel in zijwaartse en hoogte richting 2x 100% werkzaamheid. Bij X-roeren is dit alleen mogelijk als één roer paar vol uitslaat terwijl het andere paar in de neutraal stand staat. Deze aanname stelt echter dat op hydrodynamische gronden bij overschreiding van de volle uitslag de stroming verdijnt. Er zijn bij X-roeren slechts twee roerbladen in gebruik en die geven de zijwaartse en hoogte verandering 2x 71% werkzaamheid. Het hierboven beschreven voordeel van de X-roeren bij volle zijwaarts en hoogte uitslag keert zich in het gevel van gelijktijdige voluit uislagen tot een theoretische nadeel om.

Nu is echter de beschikbare vlakken van de +-roeren in de regel kleiner als bij X-roeren daar die roeren zeer weinig of geheel niet buiten de radius van de drukromp uitsteken. Bij X-roeren zijn de roeren in de praktijk net zo lang als de diagonalen van de drukromp omgevende quadraat. Daarmee worden de hierboven genoemde nadelen bij beide volle uitslagen ruimschoots geneutraliseerd, het X-roer is wat de manoevreerbaarheid aangaat gelijkwaaardig.

Motormoment

Net zoals bij de +-roer opstelling is ook bij de X-roer een opheffen van het motormoment mogelijk. Hiertoe worden eenvoudigweg de individuele roerbladen van de tegenoverliggende diagonale assen met elkaar mee bewogen. Dit kan heel eenvoudig door mechanisch verstellen of ook door electronisch trimmen bij gebruik van vier servo's. De werking komt door identieke roervlakken van de +- roer. Het tegenmoment van de schroef koppel wordt wegens het niet aangestroomde roer eerst met stijgende vaarsnelheid opgebouwd en is een praktisch middel om vooral schepen met grote schroeven in het lood te houden.

Afremmen

Bij X-roeren geeft het buiten de beschreven roer standen nog een interessante bijzondere functie. Men kan de roeren bij individuele aansturing zodanig instellen dat de som van alle roer krachten nul is. Daarbij staan de beide bovenste roeren op opduiken en de beide onderste roeren op opduiken of omgekeerd. Dit geeft twee toestanden waarbij geen richtingsverandering wordt teweeg gebracht. Waarom dan wel? Hiermee kan het schip daadwerkelijk afremmen of stoppen zonder de hoofdmotor te gebruiken. Of deze functie in de praktijk wordt gebruikt is niet bekend, maar theoretisch is het mogelijk.