Diskussion af tanktest

Årsagen til Dronningens forlis, kan ikke læses direkte ud af målingerne i testen. De forskelle, som  tanktesten påviste mellem de to skrogvarianter af Osebergskibet, er for små til at kunne sige, at det ene  skrog ville kunne klare sig bedre end det andet. Der er dog nogle enkelte forskelle mellem de to skrog, der  springer i øjnene.  

Lavere modstand ved fart under 8 knob  

Modellen af Saga Oseberg viste sig at have mindre modstand i vandet ved fart under 8 knob og dermed  højere fart end modellen af Dronningen. Det antages i testen, at dette skyldes Saga Osebergs større  dynamiske trim, forårsaget af den buede køl. Der er imidlertid en mere nærliggende årsag. Hydrostatiske  beregninger foretaget i NMF‐Ship viser, at Saga Oseberg har 3‐4 % mindre våd overflade end Dronningen  har ved samme deplacement (fig. 5.4). Det tilskrives, at stævnområderne på grund af den buede køl ikke  ligger så dybt i vandet, og at Saga Osebergs bredere og fyldigere skrog har større opdrift. Det har især  betydning for skrogets modstand i vandet ved lavere fart, hvor modstanden domineres af 

friktionsmodstand, mens den ved højere fart domineres af bølgemodstanden (Smitt 2017, pers. medd.).  

    Dronningen  Saga Oseberg  Forskel 

Deplacement     16 ton  16 ton   

Våd overflade   0 trim  65,25 m²  62,67 m²  4 %  

Våd overflade  1 agtertrim  64,79 m²  63,10 m²  3 % 

Fig. 5.4. Hydrostatiske beregninger lavet i NMF‐Ship viser, at Saga Oseberg har mindre våd overflade end  Dronningen. Tabel forfatteren 

Dynamisk trim og trim ”bov op” 

En bemærkelsesværdig forskel på de to skrogvarianter er forskellen på, hvor meget forskibet løfter sig ved  fart (”bov op” trim). Modellen af Saga Oseberg løftede forskibet 8,4 cm højere end modellen af 

Dronningen, dog særlig udslagsgivende ved høje hastigheder på 9‐12 knob. Det vil have betydning for  sikkerheden i forhold til at sejle vand ind over rælingen i forskibet, særlig fordi den nye rekonstruktion,  sammenlignet med Dronningen, i forvejen er så meget som 14,0 cm højere ved rælingen ved det forreste  spant. Forskellen i trim af ”bov op” tilskrives det bredere forskib og hulere form og indløb i forskibet på  modellen af Saga Oseberg.   

Modellen af Saga Oseberg har mere buet køl og dermed et større ”dynamisk trim” end modellen af  Dronningen. Dynamisk trim vil sige, at skroget er lettere bevægeligt i langskibsretning. Den buede køl vil  øge skibets manøvreevne under sejlads, hvilket vil betyde, at det vil vende bedre og reagere lettere på  roret.  

Forskelle i position af det hydrodynamiske trykcenter  

Den mest bemærkelsesværdige forskel, der blev observeret på de to skrogvarianter, er de forskellige  positioner for det hydrodynamiske trykcenter, og den betydning det har for luvgerrighed og lægerrighed i  de to skrogvarianter. På modellen af Dronningen lå trykcenteret på skroget agten for masten, hvilket  betyder, at skroget i sig selv er lægerrigt. På modellen af Saga Oseberg lå trykcenteret på skroget foran  masten, hvilket betyder, at skroget i sig selv er luvgerrigt.  

Positionen for det hydrodynamiske trykcenter har stor betydning for, hvad der sker med skibets samlede  balance, når skroget kombineres med et retvinklet symmetrisk råsejl.  

I VPP beregningerne var Marinteks beregningsgrundlag et fast aerodynamisk trykcenter i sejlet, placeret ud  for masten, hvilket vil sige midt i sejlet (Prince et al. 2008, 3). Ved bidevindssejlads med vinden ind skråt  forfra, forskydes det effektive aerodynamiske trykcenter i et råsejl imidlertid til sejlets forreste del, omtrent  i 1/3 punktet af sejlets bredde (Eldjarn & Godal 1988a, 143; Andersen & Andersen 1989, 127). Det betyder,  at trykcenteret i sejlet vil ligge foran for masten og ikke ud for masten, som det blev brugt i VPP 

beregningerne. Det bemærkes dog også i tanktestrapporten, at et fast trykcenter i sejlet har været anvendt  i beregningerne, mens trykcenteret i sejlet i praksis justeres for at opnå en balance med skrog og ror (Prince  et al. 2008, 6).  

Trykcenteret i sejlet ligger foran masten, når skibet sejler med vinden ind skråt forfra (på bidevind og  halvvind), og det er her, at balancen mellem skrog og sejl er afgørende, så skibet hverken er luv‐ eller  lægerrigt og responderer let på rorudslag. Balance mellem skrog og sejl forudsætter, at trykcenteret i  skroget og trykcenteret i sejlet ligger lodret over hinanden og ikke er forskudt i forhold til hinanden i skibets  længderetning, som det var tilfældet på modellen af Dronningen. 

Tanktestrapportens afsluttende konklusion er, at selv om der er betydelige forskelle i positionen på det  hydrodynamiske trykcenter på de to skrogvarianter, vil det ikke nødvendigvis føre til reduktion af  sejlegenskaber, såfremt at positionen for trykcenteret kan bringes i balance med sejl og rig (Prince et al. 

2008, 6). Det vil imidlertid være nærmest praktisk umuligt at opnå balance i Dronningen med et  hydrodynamisk trykcenter agten for masten, som gør skroget lægerrigt, og et aerodynamisk trykcenter 

foran masten, som også gør skibet lægerrigt. Resultatet vil blive et lægerrigt skib, der vil være vanskelig at  manøvrere, ikke kan stagvende og responderer dårligt på roret. Der er kun to muligheder. Den ene er at  gøre sejlet smallere, den anden er at trimme skroget med mindre end 1° agtertrim. 

For modellen af Saga Oseberg, hvor trykcenteret på skroget og trykcenteret i sejlet begge ligger foran  masten, betyder det, at det vil være forholdsvis enkelt at trimme til en balance mellem skrog og sejl med  mindre justeringer af ballast eller placering af mandskab.  

Da Dronningen forliste (se afsnit 3.6), havde den et omkring en meter bredere sejl, end det Saga Oseberg er  rekonstrueret med. Dermed har det aerodynamiske center ligget endnu længere fremme på Dronningen,  end det, der blev brugt til beregningerne på Marintek. Derudover var Dronningen også trimmet ned med  agterstævnen i forsøg på at trimme forskibet op (Godal 1988a, 4‐6; Carver 1995, 306). Når skibet har  agterligt trim, forskydes det hydrodynamiske center agterover (Prince et al. 2008, 5). Derfor er det  sandsynligt, at fuldskalarekonstruktionen Dronningen også har haft det hydrodynamiske trykcenter agter  for masten, da den blev testsejlet. Kombinationen af et 10,4 m bredt sejl som på Dronningens og et skrog  med agtertrim kan have bevirket, at Dronningen var lægerrig.  

Godal og Carver beskrev efter Dronningens forlis, at skibet var vanskeligt at manøvrere (se afsnit 3.6). De  havde vanskeligheder ved at stagvende med skibet, og i flere forsøg lykkedes det ikke. Forstævnen trak væk  fra vinden og det var hårdt for rorgængeren at styre (Carver 1995, 308‐309). Godal mente, at løsningen på  problemet kunne være at sy sejlet smallere, så halsen kom længere agterud (Godal 1988a 4‐5; 1988b, 6). 

Problemerne og løsningsforslaget tyder på et lægerrigt skib. I rapporten fra forliset nævner Godal sejlets  bredde som værende årsagen til Dronningens manglende manøvreegenskaber, men ubalancen mellem sejl  og skrog kunne også skyldes, at skroget var trimmet ned med ballast til et betragteligt agtertrim, så skrog  og sejl var ikke var i balance med hinanden, og skibet var lægerrigt.  

For at øge Dronningens manøvreevne blev kølen gjort 15,0 cm dybere ved at montere en 15 cm dyb stråkøl  under skibets midterste 8,0 m (Godal 1988b, 2‐7). Denne ekstra kølhøjde er som nævnt ikke taget med i  tanktesten. Det vides derfor ikke, hvilken effekt den eventuelt havde, men den har haft en eller anden form  for indvirkning på sejlegenskaberne og på skibets krængning, som må være forøget i forbindelse med  afdrift og vindstød. Ved sejladsen lå Dronningen med 10 krængning og med de øverste bordgange og  årehullerne i vandet (Carver 1995, 307) (se fig. 5.5 midt). 

Krængning 

Testen konkluderede, at begge skrogmodeller fik vand over rælingen ved 15 krængning, og at grænsen for  den maksimale krængevinkel ville reduceres ved bevægelse i søgang. Det blev nævnt i tanktestrapporten,  at dette problem ville kunne løses ved at øge fribordets højde til 2,5 m agten for midtskibs. Denne løsning  er dog kun realistisk i forbindelse med løst monterede skvætbord, fordi der ikke er spor i originalskibet  efter, at fribordet har været højere. Løst monterede skvætbord vil imidlertid øge vindmodstanden på  skroget og give afdrift. Det understreges i denne forbindelse, at Osebergskibet har en skrogform, der af  flere årsager ikke bør krænge for meget. Dels vil vandet komme ind gennem årehullerne ved 15° 

krængning, dels vil skibet få afdrift på grund af dens forholdsvis flade bund (fig. 5.5). I testen konkluderes  også, at placeringen af mandskabet ville have en signifikant effekt på krængningen, hvilket igen ville  formindske risikoen for, at skibet ville sejle vand indenbords. En naturlig løsning på problemet vil være at 

øge tværskibsstabiliteten med besætning, idet Osebergskibet blev bygget til en besætning på 30 mand. 

Deres samlede vægt på omkring 2,3 ton placeret langs med rælingen, med en vægtarm på 2‐2,5 m fra  skibets centerlinje, vil tilføre et betydeligt oprettende moment og være en realistisk måde at formindske  skibets krængningsvinkel.  

Fig. 5.5. Tanktesten opererer med krængning på 5°, 10° og 15°, hvor krængningsvinkler over 10° må 

betegnes som en urealistisk krængning for et lavbordet skib, som Osebergskibet. Her illustreret med Lundins  tegning på 14 ton deplacement. Illustration forfatteren. 

Vedrørende det vertikale tyngdepunkt KG  

I rapporten fra tanktesten er krængningen vurderet på baggrund af et tyngdepunkt KG (det samlede  tyngdepunkt for skrog, rig, ballast og mandskab) 1,75 m over kølen (Prince 2008, 3). Det forekommer at  være for højt. Skrog, ballast, udstyr og mandskab vejer til sammen ca. 13,5 ton, og ingen af disse vægte  befinder sig højere end 1,0 m over kølen. Mast, rå sejl og rig vejer tilsammen 650 kg. Tyngdepunktet må  derfor ligge lavere end 1,75 m, som testen går ud fra, og vil ikke være over 1,25 m. Derfor vil skibet ikke  krænge så meget, som der er regnet med i testen. Hvis tyngdepunktet flyttes ned til 1,25 m, vil 

krængningsstabiliteten være henholdsvis 26 % og 30 % større end forudsat i testen for Saga Oseberg og  Dronningen (Smitt 2017, pers. medd.).  

Modellen af Saga Oseberg har 19,5 % større udgangsstabilitet end modellen af Dronningen. Hydrostatiske  beregninger af de to skrog, lavet i NMF‐Ship programmet viser, at med den angivne højde for 

tyngdepunktet (KG) på 1,75 m over kølen er begyndelsesstabiliteten (GM) 19,5 % større for Saga Oseberg  end for Dronningen (fig. 5.6).  

Stabilitets oversigt    Dronningen  Saga Oseberg  Ratio Dr./S.O. 

Deplacement, ton    16.00  16.00   

Grader bov op   Trim  1.0  1.0   

Tværgående Metacenter, m  KMT  3.39   3.71   

Vertikalt opdriftscenter, m  KB  0.59  0.61   

Formodet tyngdepunkt, m  KG  1.75  1.75   

KMT over KG, m  (begyndelsesstabilitet) 

GM  1.64  1.96  1,195 (19,5 %) 

Fig. 5.6. Hydrostatiske beregninger viser, at Saga Oseberg har 19,5 % større udgangsstabilitet end  Dronningen ved samme deplacement på 16 ton og 1° agtertrim. Dette er den samme kondition, som  anvendt ved tanktesten. Tabel Leif Wagner Smitt.   

Forklaringen på Saga Osebergs større begyndelsesstabilitet er, at Saga Oseberg har større bredde og større  fylde i skroget generelt. Ved samme deplacement er vandlinjebredden midtskibs større på Saga Oseberg  end på Dronningen. Begge dele øger stabiliteten væsentligt. Forskellene på de to skrogvarianter kan ses på  nedenstående tegning, hvor Dronningens tværsnit er optrukket med blåt og Saga Osebergs tværsnit er  optrukket med rødt. Tværsnittene er en udtegning af det bredeste sted på skibet midtskibs, spantet agter  for masten. Største indvendige bredde midtskibs er 5,07 m på Saga Oseberg, men kun 4,96 m på 

Dronningen. Udvendigt mål er henholdsvis 5,13 m og 5,02 m. målt på øverste bords overkant. Saga  Oseberg er altså ialt 11,0 cm bredere end Dronningen var (fig. 5.7).  

Et bredt skib er mere stabilt end et smalt skib, idet vandlinjebredden øger stabiliteten i 3. potens (Smitt  2017, pers. medd.). Største vandlinjebredde er 30,0 cm bredere på Saga Oseberg end på Dronningen. Det  er dét, der er afgørende for, at Saga Osebergs begyndelsesstabilitet er 19,5 % større end Dronningen, som  vist i fig. 5.6. 

Fordi enderne er mere løftet på den nye rekonstruktion, har Saga Oseberg mindre skrogareal i vandet end  Dronningen og dermed 2,0 cm større dybgang ved samme deplacement på 16 ton. Derfor er ny 

rekonstruktion tegnet lavere end Lundin på fig. 5.7 herunder. 

Fig. 5.7. Saga Oseberg (rød) har et fyldigere skrog og 30,0 cm større vandlinjebredde end Dronningen (blå)  på samme deplacement på 16 ton. Største vandlinjebredde på Dronningen er 4,10 m og på Saga Oseberg  4,40 m. Da vandlinjebredden øger stabiliteten i 3. potens, bevirker det, at Saga Oseberg har 19,5 % større  begyndelsesstabilitet end Dronningen. Tegning skala 1:40. Tegning forfatteren.