Vissa saker är givna ­ om än inte helt okontroversiella. Långa kajaker har högre potentiell toppfart. Korta kajaker har mindre friktion. Breda kajaker är stabila. Smala är ranka. Stora kajaker rymmer mer packning. Små kajaken är lättare att hantera och manövrera.

AV Björn Thomasson (Text och illustrationer) | FOTO Glenn Mattsing | UR Paddling nr 2-2009

Att konstruera en kajak

Ett nytt kajakprojekt går ut på att kompromissa ihop en mängd motstridiga faktorer till en smaklig anrättning med ledning av en kravspecifikation, som definierar en användargrupp och en tänkt användning. Ungefär så här kan tankarna gå…

Fart

Är en lång kajak snabb eller långsam? Ja, det beror på vem som håller i paddeln. Möjlig toppfart är högre ­ för den som har styrka och teknik nog för att uppnå den. För den som inte har det är en lång kajak bara tungpaddlad och svårhanterad. Den långa kajaken har en större yta mot vattnet och får därför högre friktion. En lång kajak kräver därför mer kraft över hela sitt fartområde. En kortare kajak får lägre friktion och är därför mindre kraftkrävande att driva. Friktionen ökar i stort sett linjärt med farten. I låg fart (mindre än 4 km/h) är kraftåtgången så liten att skillnaden mellan långa och korta kajaker är försumbar, men i hög fart blir den avgörande.

Skrovformens betydelse
Formen på skrovet påverkar yta och därmed också friktion. För samma deplacement (anger hur mycket vatten som trycks undan av skrovet) har en rund genomskärningsform mindre yta än en kantig. Skarpa slag ger alltså sämre fartegenskaper, liksom allt som sticker ut: kölprofiler, skädda, roder och tunna stävar (som ökar ytan mer än volymen).

Vågbildning
Men sedan kommer vågbildningsmotståndet in ­ den kraft som går åt för att flytta vatten så att kajaken kommer fram. Vågbildningsmotståndet börjar märkas kring 4-5 km/h och växer sedan snabbt med ökande fart. Vid det som brukar kallas skrovfart (10-15 km/h beroende på skrovets utformning och längd) blir det stopp. Där ökar motståndet så brant att det inte går att paddla fortare ­ all kraft går åt till att skapa vågor.

Det syns på att stäven börjar klättra upp på sin egen bogvåg och hamnar i en allt brantare uppförsbacke. Men som jag sa inledningsvis ­ det finns inga definitiva sanningar. En smal kajak flyttar inte så mycket vatten och bogvågen blir därför lite mindre, vilket ger en stark och tekniskt skicklig paddlare möjlighet att med hårt råslit tvinga upp kajaken lite längre upp på bogvågen och vinna ytterligare ett par km/h.

Volymfördelning eller Pc
När man konstruerar tänker man sig en effektiv marschfart beroende på vem som är den tänkta målgruppen. Den effektiva farten kan definieras som den fart där en portion pasta ger allra flest kilometer distans. Då får man titta på volymfördelningen eller PC (prismatisk koefficient). En kajak med högt PC (0,5-0,7) har volymen fördelad relativt jämnt längs skrovets hela längd. ”Tjocka” stävar ser till att bog- och häckvåg hamnar långt ifrån varandra ­ det relativt slanka midskeppspartiet innebär att inte så mycket vatten måste flyttas undan.

En sådan kajak (tävlings- och motionskajaker, nordiska skärgårdskajaker, multisportkajaker, surfskis med mera) får en ganska hög effektiv fart. Låg-PC-kajaker (grönlandsinspirerade kajaker och en del rekreationskajaker) har tunna stävar och ett lite fylligare midskeppsparti och blir långsammare genom att skrovets vågsystem blir kortare (vågorna uppstår där volymen finns) och genom att vattnet måste flyttas en längre väg runt det fylliga midskeppspartiet.

Det finns alltså tre faktorer att putsa på för att få ner vågbildningsmotståndet:
1. Den faktiska längden i vattenlinjen
2. Funktionella längden (med hänsyn till stävarnas fyllighet)
3. Längd/breddförhållande (stort längd/ breddförhållande ökar möjligheten att överskrida skrovfarten)

Att flytta vatten
Bredd och vikt har också betydelse för farten. En bred kajak flyttar med vatten vilket kräver mer arbete. Den har också större yta vilket ger mer friktion. En tung kajak flyttar mer vatten, vilket skapar ett större och mer kraftkrävande vågsystem samtidigt som det ger mer yta och friktion. Dessutom blir den trögare att få fart på och svårare att svänga och att stoppa.

För några år sedan sprängdes en drömgräns. Både paddlare och roddare har i decennier jagat planingsfart ­ det vill säga den fart (ungefär dubbla skrovfarten) där kajaken lämnar sitt vågsystem och flyter ovanpå med minimal friktion och inget vågbildningsmotstånd. Flyak är ett projekt där en tävlingskajak försetts med ett fast bärplan under paddlaren och ett styrbart längst fram i förskeppet. Med en enorm kraftansträngning kan en elitpaddlare dra upp Flyaken på sina bärplan och sedan hålla en marschfart på närmare 30 km/t.

Kursstabilitet – manöverbarhet

För mig är idealet en kajak utan egenskaper ­ det vill säga den skall inte upplevas som varken kursstabil eller manöverbar, varken rank eller stabil etc ­ de egenskaperna skall finnas hos paddlaren. Kajaken skall vara följsam och dansant. Kajaker får i hög grad sina egenskaper genom brister i mångsidighet. En kursstabil kajak brister i manöverbarhet och förmåga att svänga, en lättsvängd kajak saknar kursstabilitet, en rank kajak saknar stabilitet, en stabil kajak saknar följsamhet i vågor och så vidare ­ brister som ofta måste kompenseras på sätt som gör paddlingstillvaron mer komplicerad. Många kajaker marknadsförs med både roder och skädda, ofta med argument som det bästa av båda världar och valfrihet åt kunden.

Men i grunden tycker jag att det är feghet av tillverkaren/försäljaren. Beslutet om roder eller inte tas på ritbordet. En kajak avsedd för roder görs mer kursstabil, dels för att det är ineffektivt att använda rodret för att kompensera småavvikelser och pendling (ett snedställt roder skapar turbulens, och för mycket jobb med fötterna mot pedalerna tar kraft från paddlingsmotoriken) och dels för att rodret behöver kursstabilitet att jobba mot, annars slirar kajaken snarare än svänger. En kajak avsedd att användas med justerbar skädda eller helt utan, bör istället vara lättsvängd och välbalanserad, kanske också lite skarpare slag för att underlätta styrning med lutning.

Kursstabilitet
Kursstabilitet är en eftertraktad egenskap hos havskajaker. Ovana paddlare som köper kajak väljer hellre ha en kajak som går rakt fram än en som svänger hit och dit med paddeltagen. De inser inte att sicksackandet sannolikt är en följd av dålig paddelteknik och att botemedlet ­ kursstabilitet och roder ­ angriper symptomen men inte orsaken. Vad man missar är att kursstabilitet inte är något konstruktören tillsätter som en extra bonus utan den uppkommer genom att kajaken blir berövad följsamhet, manöverbarhet och lekfullhet.

Självklart kan en utpräglad långdistanskajak ha mycket kursstabilitet för att underlätta långa raka kursben, men man bör veta vad man tappar. Lika självklart skall en kajak för lek i vågor och forsar ha minimal kursstabilitet för att fungera inom sitt specialområde. Men allroundkajaken bäst till allt, förblir en ouppnåelig dröm, vad det än står i reklambladet.

Manöverbarhet
Myntets andra sida är manöverbarhet. En lättmanövrerad kajak har sämre grepp i vattnet och blir därför lättare att svänga, manövrera, sidoförflytta etc. Den tvingar fram en effektiv paddelteknik eftersom girande paddeltag (avsiktliga eller oavsiktliga) omedelbart ger utslag. Den som är van vid kursstabilitet och roder, får räkna med en hel del paddelträning innan tekniken sitter. Det betyder också att vindens påverkan är tydligare än i en kursstabil kajak.

Om detta blir en nackdel eller inte beror på den totala kompromissen mellan volymfördelning, flytvattenplanet, stävarnas utformning, köllinjen, lateralplanet med mera. En lättsvängd kajak lovar upp mer men girar tillbaka snabbt och lätt. I en kursstabil kajak är upplovningen mindre men svårare att kompensera. (Oftast vinner den lättsvängda kajaken den här duellen. Kraften i vågorna gör att alla kajaker kastas ur kurs oupphörligen ­ överdriven kursstabilitet medför bara att det blir arbetsamt att komma tillbaka på rätt kurs igen).

Stabil eller rank?

För nybörjaren är stabilitet ofta en jumer-dess-bättre-egenskap, och han eller hon har svårt att tänka sig en situation där man inte vill ha så mycket som möjligt. Det leder till att man väljer breda, stabila kajaker och tänker sig säkerhet som extrastabilitet i form av flottörer eller pontoner. Men jämför med cyklar! Varför cyklar alla inte trehjuling ­ sådana är betydligt stabilare än tvåhjulingar. Är risken att ramla omkull i hög fart på asfalt mindre skrämmande än att ramla i vattnet i låg fart? Den som försökt svänga en trehjuling i hög fart eller försökt cykla på snedden i en sluttning vet varför vi överger trehjulingar ganska tidigt.

Initial- och slutstabilitet
För den fortsatta diskussionen skiljer vi på initialstabilitet (eller initialstyvhet, primärstabilitet) och slutstabilitet (slutstyvhet, sekundärstabilitet). Initialstabilitet är den stabilitet som gör att kajaken känns säker när man sitter stilla i den ­ den ligger stadigt på vattenytan utan att vicka hit och dit när man rör sig och den är lätt att kliva i och ur ­ samma stabilitet som en flatbottnad snurrebåt. Slutstabilitet märker man om man lutar kajaken 20-30 grader ­ i en kajak med liten slutstabilitet kapsejsar man, men i en med stor slutstabilitet kan man hänga kvar utan att slå runt.

Stabilitet och skrovform
I diskussioner om stabilitet pratas det mycket om skrovform, lutning på friborden, bredd, last, paddlaren vikt med mera. Alla dessa faktorer påverkar men i grunden är det två saker som avgör: bredd och höjd. Initialstabilitet kan visas med en triangel, där basen är kajakens vattenlinjebredd och höjden är avståndet mellan tyngdpunktscentrum och vattenlinjen. Är triangeln hög och smal blir stabiliteten sämre än om den är låg och bred. Det innebär, fullt logiskt, att en bred kajak är mera initialstabil än en smal ­ och att skrovformen, fribordens utseende med mera har mycket mindre betydelse än man kan frestas tro.

Stabilitet och tyngdpunkten
Det innebär också att tyngdpunktens läge har stor betydelse. Långa personer (framför allt lång överkropp) upplever mindre stabilitet än korta. Män har generellt tyngdpunkten högre i kroppen och får därför sämre stabilitet än kvinnor. En tung paddlare försämrar stabiliteten genom att tyngdpunkten för hela ekipaget hamnar högre. Motsvarande ökning av vikten genom att lasta tunga prylar under däck ökar däremot stabiliteten genom att tyngdpunkten sänks. Slutstyvheten beror på helt andra saker. Bredd i kombination med höga fribord ger bra slutstyvhet (med bredd utan högt fribord kan ge sämre slutstyvhet därför att relingen hamnar under vatten tidigare). Högvälvt däck ger också bra slutstyv vid stora lutningsvinklar, när volymen i däcket kommer under vatten. När man konstruerar gäller det att anpassa stabilitetskurvan till den tänkta användaren. Nybörjaren skall ha en stabil kajak. När han eller hon lutar åt fel håll eller skär ner paddeln i vattnet eller tar stödtag på fel sida kan en stabil kajak rädda situationen. En van paddlare däremot vill helst inte att kajaken skall lägga sig i hans eller hennes beslut ­ gör sällan fel och har därför större nytta av en kajak som lyder direkt.

Stabilitet sitter i huvudet
Mycket av kajakers förmenta rankhet hör hemma i den mentala sfären. Kajaker slår sällan runt, och när det sker är det huvudsakligen av tre skäl: 1. rädslan för att kapsejsa ökar risken för att kapsejsa, 2. paddlaren gör en tabbe av sådan magnitud att kajakens marginaler överskrids och 3. paddlaren har hamnat i förhållanden där kompetensen är otillräcklig (och slår runt på grund av 1). Men erfarenheten har lärt mig att de flesta klarar rankare kajaker än de tror. Det handlar mest om det finns engagemang nog för att ta sig över den initiala tröskeln.

Fördel rankhet
Men det finns även en högst påtaglig fördel med att inte ha för hög initialstabilitet. Initialstabiliteten är ett mått på kajakens strävan att ligga parallellt med vattenytan. Om vattenytan är horisontell ligger alltså kajaken stilla utan att luta. Men när vattenytan lutar, lutar också den stabila kajaken ­ och det blir svårare för paddlaren att hålla emot ju stabilare kajaken är. I grov sjögång kan vattenytan luta upp till 30 grader (därefter bryter vågen) och det kan i värsta fall innebära pendling över 60 graders i en stabil kajak. En rankare kajak påverkas inte på samma sätt av vattenytan. Där blir det i högre grad paddlaren som bestämmer.

Skrovform

När man ritar en ny kajak är naturligtvis skrovformen en viktig parameter. En rundbottnad tävlingskajak har minst våt yta och lägst friktion och en kantig grönlandskajak mest, om de för övrigt har samma deplacement. Däremellan kommer de vanligaste skrovformerna: flack v-botten och rundade slag. Varför är då inte alla kajaker rundbottnade om det ger minst friktion? Det finns en viss skillnad i stabilitet, men den är mindre än vad de flesta tror. Det är visserligen riktigt att rundbottnade kajaker ofta är ranka, men det beror främst på att sitsen hamnar högre (man får inte plats med ändan nere på botten).

Därav att rundbottnade havskajaker normalt kompenserar bristen på stabilitet genom ökad bredd, eller gör en dygd av nödvändigheten och säljs som havsracers för vana paddlare. Och varför lockar grönlandsskrov om de har hög friktion? Jo, de kantiga slagen och kölen fungerar som styrlinjer och gör skroven lättmanövrerade ­ lite lutning och de girar som med ett roder. De raka sidorna ger också ett distinkt stöd vid mycket stora lutningsvinklar, och innebär att skrovets slutstyvhet kan hålla en paddlare flytande med ryggen i vattnet (balance brace).

Stävarnas betydelse
Vertikala stävar innebär att längden i vattenlinjen blir så lång som möjligt, vilket ger hög potentiell toppfart. Flackt sluttande (utfallande) stävar innebär kort vattenlinje i förhållande till totallängden och därmed sämre fartresurser. Fördelen med raka stävar är därför ökad potentiell toppfart, nackdelen är att det inte finns så mycket reservdeplacement som hindrar kajaken att dyka i vågor. Detta löses ofta med att göra stävarna högre, vilket ger nya nackdelar i form av ökat vindfång. Tävlings-, multisport, motionskajaker och surfskis har normalt maximerad vattenlinjelängd. Utfallande stävar och kort vattenlinje ger istället bra manöveregenskaper och lättsvängda kajaker.

Men intressant är att med ökande fart kommer bogoch häckvåg att ”klättra upp” längs stävarna och öka vattenlinjelängden. En sådan kajak får alltså högre fartpotential och mer kursstabilitet ju fortare man paddlar, men blir lättsvängd igen när man saktar in ­ som att både äta kakan och ha den kvar. Grönlandskajaker har ofta utfallande stävar ­ västgrönländska lite lagom, östgrönländska extremt. Det finns en skillnad i hur de båda stävformerna beter sig i grov sjögång. Rakstävade kajaker kan genom bristen på reservdeplacement skära dem genom topparna på vågorna och hålla bra fart med mindre långskeppsgung, men inte sällan till priset av en blöt och översköljd paddlare.

Kajaker med utfallande stävar gungar generellt mer när volymen i stävarna håller förskeppet över vattenytan, tappar fart men går mjukare och torrare. Begreppet havskajak har för många kommit att stå för kajaker med höga stävar och krökt relingslinje, med inspiration från västgrönländska kajaker. Men egentligen är det ett ”översättningsfel” De ursprungliga kajakerna hade . inte höga stävar ­ det såg bara så ut eftersom de var så låga midskepps. När formen dök upp i England på 60-talet, höjde man raskt relingen 7-8 cm för att ge bättre plats i sittbrunnen och för att behålla formen följde stävarna med.

Däcket
Däckets utformning har kanske inte så mycket med kajakens hydrodynamiska egenskaper att göra. Men högt välvt däck innebär att slutstyvheten vid stora lutningsvinklar förbättras. Det beror på att däckets volym ger flytkraft och ett kraft fullt rätande moment. Däcksformen har annars mest betydelse för komforten.

Sittbrunnshålets form och storlek
Sittbrunnshålets storlek handlar om komfort och vana. Vad man föredrar är dels en smaksak, dels en fråga om hur man använder kajaker och slutligen vilken paddelteknik man lärt sig. Stor sittbrunn (cirka 80×40 cm och uppåt) var länge det vanligaste. Med inspiration från grönländska kajaker kom på 70- och 80-talen kajaker med små sittbrunnshål (cirka 38×50 cm). De kallas för ocean cockpits på engelska för att lite försåtligt antyda bättre lämplighet på öppet hav. De flesta sittbrunnshål numera är en kompromiss med insvängda sidor eller knästöd i framkanten ­ så kallade nyckelhålssargar. Det finns för- och nackdelar med alla tre varianterna.

Stort hål är lättare att kliva i och gör det möjligt att under färd komma åt saker från sittbrunnen, men ger dålig kajakkontroll med sämre möjligheter att rolla, och inte sällan en pöl av vatten i kapellet. Litet sittbrunnshål är bekvämare, ger bättre kajakkontroll, lättare att få tätt mot kapellet och innebär att karta och kompass hamnar närmare, men är lite besvärligare att komma i och ur. Nyckelhålet är tänkt att förena fördelarna med båda, men inte helt utan nackdelar: passformen blir kritisk och man sitter mer inklämd med kompromisser både för kajakkontrollen och för den effektiva paddelmotoriken.

Kajakdesign
Att skapa en ny kajak går i stort ut på att kompromissa ihop de uppräknade ingredienserna till en smaklig anrättning, med ledning av en kravspecifikation som definierar en tänkt användare och en tänkt användning. Man kan konstruera en kajak som är fantastisk för ett visst sammanhang eller en som är hyfsat bra på mycket ­ men aldrig en som är bäst på allt. »«

Det finns inga relaterade inlägg.