Velocity Prediction Program (VPP)

[Malmön]

Jag är ingen kappseglare (ännu) men läser på allt jag kan om IF-båten och segling i allmänhet. Häromdagen hamnade jag i ett annat forum som handlade om VPP.

Min fråga är om det finns något "officiellt" VPP diagram för IF eller att någon på forumet har skapat något eget?

Jag är nyfiken på vilken fartkapacitet båten har i olika vindar. Förra veckan var jag korta stunder uppe i 6.7knop på plotterloggen (GPS) i halvvind/slör (kanske 12-14m/s i vindbyarna) i utan spinnaker. Finns det mer att hämta i fart med bättre segel, trimmning och framförallt rorsman?

//MVH Malmön

[Andreas89]

Precis vad du söker finns i Medvind nr 4 2009. Se sidan 14 och 15.

https://ifboat.se/medvind?task=download ... atid=2&m=0

[Malmön]

Jamen perfekt. Tack Andreas89 för länken. Dags att gå igenom gamla Medvind för andra godbitar...

Nu förstår jag lite bättre hur och varför båten uppför sig i olika vindar. Jag har tyckt och trott att man borde kunna kryssa i 90 graders vinklar men det funkar enligt VPPn bara i ganska goda vindar. Och faller man av 10 grader så ökar farten med minst 1/2 knop. Och plattlänsar i svag vind ska man undvika vilket jag redan upptäckt "the hard way".

Och är det så att en spinnaker ger mest fartökning i mellanvindar ca 3-6m/s om vattenlinjeslängden ändå begränsar farten till 6-7 knop?

[maja]

VPP- programmet skapar en icke fullständig modell av verkligheten. Modellen bygger på skrov- rigg- och segeldata, men tar inte med alla aspekter. T.ex. anpassar den automatiskt segelytan till den mest förmånliga (inom begränsningarna) och räknar med att det finns en besättning med en viss, angiven besättningsvikt. Dessutom brukar modellen inte ta hänsyn till vågor eller andra yttre störmoment, som t.ex. byig vind.

Min erfarenhet är att IF-båten kan gå cirka 5.2 knop på bidevind i optimala förhållanden. Om man seglar fortare, beror det oftast på att man inte är tillräckligt bra på att hålla höjden. och är man skicklig, kan man nog hålla kanske 40 grader mot den verkliga vinden.

På brant slör och frisk till hård vind kan man nå cirka 7.4 knop, men det kräver spinnaker och en skicklig besättning.

På länsen seglar båten från vinden, och det genererade vindtrycket minskar. Man måste nog ha minst cirka 5 m/s vind för att kunna segla plattläns utan skärning någorlunda optimalt. Av samma anledning kan man inte nå mer än kanske 6.5 knop på (platt)läns i frisk till hård vind. Men om det går vågor så kan en skicklig besättning hålla båten surfande en del av den seglade tiden och kortvarigt nå farter på 10-12 knop. Där blir surfarna längre ju mer segel man har hissade. Själv har jag varit med om att surfa i hela 30 sekunder i ett sträck under ett Själland Rundt.

Läs gärna artiklarna om Själland Rundt i gamla Medvind. IF-båten "Lina" har ett oslagbart rekord på cirka 34 timmar och en kvart på den 212 NM långa banan. Det gör 6.2 knop i snitt, vilket ungefär kan spegla båtens genomsnittliga potential i hård vind.

[johan swe-1870]

Finns VPP-beräkningarna tillgängliga som datafil? Det är lite svårt att läsa graferna i den gamla Medvind.

Det kunde också vara intressant att använda VPP i navigeringsprogram. Har någon tillgång till IF-båtens VPP som datafil?

[Malmön]

Tack Maja för utförligt svar. Återigen tillbaka till gamla Medvind för att läsa mer om fart, kryssvinklar och annat.

[maja]

Handikappsystem som DH och SRS använder sig av enkla VPP för att skatta båtars potential. Vanligast är att man tävlar med ett genomsnittsvärde för vindstyrka och bana. SRS innehåller dessutom en viss del av empirism vilket framför allt kan påverka respittalet för båtar med lång historia.

Ett problem med VPP som använder sig av faktiska förhållanden i vinden styrka och riktning är att resultatlistan ska räknas med de förhållanden som rådde för varje båt. Man kan lösa detta med indelning i klasser med båtar av ungefär samma fartpotential men man får svårt med att kora en rättvis totalsegrare.

Ett enkelt VPP för en IF kan vara att utgå från vattenlinjelängden och använda det fysikaliska sambandet mellan ytvågors längd och utbredningshastighet, vilket skulle ge maxfarten 6 knop för en IF. På bidevind orkar inte båten gå så fort, men det finns ett gynnsamt läge vid 4.9 knop där bog och häckvåg släcker ut varandra. På länsen blir vindtrtycket minskat pga båtens egna framfart, så där går båten ungefär lika fort som på bidevind.

Anta en rundbana 25 % bidevind med krysstillägg, 25%läns och 50% slör och öppna bogar. Jag får 5.1 knop i medelfart och 707 sekunder per sjömil, vilket kanske kan vara en rimlig genomsnittlig IF-prestanda i mellanvind.

På samma sätt får man med samma antaganden men för en kryss-länsbana med 50 % kryss (med krysstillägg) och 50 % läns 4.2 knop i medelfart och 860 sekunder per sjömil. Mer avancerade VPP-program som tar hänsyn till de flesta individuella data på båten, så som t.ex. ORCi och ORC Club, ger faktiskt mycket närliggande värden, cirka 1.5 % skillnad för rundbanan och 3 % skillnad för krysslänsbanan. I båda fallen beräknas båten att vara något långsammare, vilket kanske kan hänföras till IF-båtens stora våta yta, som man ju i detta enkla exempel helt har bortsett ifrån.

Så man kommer ganska långt med att använda enkla antaganden...

Den bakomliggande vetenskapen bakom allt detta finns i gamla Medvind som i sin tur har hämtats ur seglingsprofessorn Lasse Larssons bok om principer för segelbåtskonstruktion och från föredraget som professorn höll för VIF för några år sedan.

[maja]

Det kunde också vara intressant att använda VPP i navigeringsprogram.

Intressant ide ! Data från VPP skulle då kunna kombineras med en inlagd rutt, och modellen skulle både kunna återkopplas med faktiska förhållanden och framkopplas med de förhållanden som förväntas längs rutten framåt i tiden, och på så sätt beräkna en mer exakt ETA. Man skulle även tänka sig att koppla på väderdata.

[johan swe-1870]

Jo, det finns program som kan använda VPP och väderprognos för ruttplanering. OpenCPN är ett sådant. Det kan till och med skapa polardiagram från egna mätningar, förutsatt att båten är försedd med full instrumentering. Det är nog inte tillåtet att använda sådana här saker enligt klassreglerna, så det är kanske mest en rolig lek.

Har du kanske kvar den data som använts för att rita x-y-diagrammet fart vs kurs sann vind i Medvind 2009 nr 4? Jag har kommit en bit med att manuellt läsa koordinaterna, men noggrannheten är väl bara så där. Ser just nu ut så här:

Screenshot_polar.png (106.29 KiB) Visad 24880 gånger

Eller är det någon som har VPP-beräkningar för IF-båten? Jag behöver en datafil med resultatet.

[maja]

Jag minns inte vad Per fick för underlag den gången för 11 år sedan. Men det var nog bildfiler.

I vilket fall som helst ska man nog inte lita för mycket på noggrannheten i dessa data. Två siffrors noggrannhet för hastigheten kan kanske vara rimlgt. Men det kan finnas systematiska fel i den använda modellen, som gör att de kan bli missvisande vid jämförelser med andra VPP.

[johan swe-1870]

Jag är ledsen men jag börjar misstänka att polardiagrammen i Medvindartikeln inte visar samma sak som det kartesiska diagrammet gör. Grundar de sig på samma VPP-beräkning?

[maja]

En snabbtitt indikerar att det har blivit något fel i VPP-diagrammen i Medvind av någon anledning. xy-diagrammet verkar mer riktigt. Båten ska kunna nå en maxfart på drygt 7 knop på brant slör i 10 m/s, vilket visas i xy-diagrammet.

[johan swe-1870]

Tack för polardiagrammen, Maja!

Jag har med lite reverse engineering lyckats få fram data som stämmer. Med WebPlotDigitizer har jag läst av kurvorna från polardiagram och från det kartesiska diagrammet i Medvind. Sedan har jag formaterat de polära koordinaterna på formatet extended polar data (*.pol). Det är en fil som innehåller optimala kryss och länsvinklar, förutom den vanliga fart-kurs-informationen.

Med den polärfilen har jag sedan ritat polärdiagram och kartesiskt diagram. Nu tycker jag det stämmer mycket bättre.

Så här ser polärdiagram för true wind ut i OpenCPN, vindstyrka i knop:

IF_polar_opencpn.png (112.56 KiB) Visad 24598 gånger

Polartillsatsen i detta program avrundar kursvinkel till närmaste 5 grader, så därför ser det lite konstigt ut vid optimal kryss och läns.

Därför ritade jag samma data med Excel. Så här ser det ut:

IF_polar_true_wind.png (76.32 KiB) Visad 24598 gånger

Det var rätt meckigt att lura Excel att göra ett polärdiagram, Jag klarade inte av att göra diagrammet för bara en halvcirkel, och kurvorna ritas som rak linje mellan koordinaterna.

Denna presentation visar tydligare optimal vinkel än vad diagrammet ovan gör, eftersom punkterna inte flyttas till närmaste 5 grader kurs.

Jag tror dessa polardiagram visar båtens prestanda betydligt mer korrekt än vad polardiagrammen i Medvindartikeln gör. Dessutom är de lättare att läsa av.

Som jämförelse ser samma data ut så här ritat i vanligt kartesiskt koordinatsystem:

IF_speed_angle_from_polar.png (27.99 KiB) Visad 24591 gånger

De här diagrammen grundar sig på en 30 år gammal VPP-beräkning. Om någon har nyare data, vore det intressant med en jämförelse.