Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

18
Miranda 2013 Photo courtesy of WildBute.com

Transcript of Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

Page 1: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

 Miranda  2013             Photo  courtesy  of  WildBute.com    

Page 2: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  2  

 Introduction:  The  AeroJunk  is  based  on  the  Chinese  Junk  Rig.  It  is  fully  battened  and  reefs  vertically.  It  has  the  same  fail-­‐safe  properties.  Where  it  differs  is  instead  of  straight  battens  it  has  wishbone  battens.  These  allow  the  sail(s)  to  be  cambered  instead  of  flat  producing  more  drive  for  the  same  area  with  a  higher  upwind  ability.  In  all  other  respects  it  retains  the  advantages  of  the  Chinese  Junk  but  incorporates  most  of  the  advantages  of  the  Western  Bermudan  rig.  In  all  3  versions  the  sail(s)  are  cut  flat  with  no  broad-­‐seams  or  round  so  are  easier  for  an  amateur  to  make.    There  are  3  versions  that  all  use  similar  battens.    The  Wishbone  Junk  The  Aero-­‐Junk  The  Aero-­‐Wing  All  3  versions  require  a  spreader-­‐bar  or  fixed  lateral  tube  at  the  mast  top  to  widen  the  lazy-­‐jacks  so  the  sail  can  be  hauled  up  without  the  battens  jamming.  

A  new  mast  for  an  AeroJunk  should  be  made  with  the  main  halyard  eyelet  plate  fitted  centrally.  An  extra  eye  is  recommended  on  the  front  centre  of  the  mast  for  raising  flags,  radar  reflectors  etc.  The  new  mast  should  have  a  strong  tube  400mm  long  welded  transversely.  This  is  drilled  at  350mm  centres  and  fitted  with  eyelets  ready  for  the  lazy  jacks.      An  existing  Junk  mast  may  well  have  the  halyard  eyelet  offset  to  port.  Existing  eyelets  for  lazy  jacks  will  be  too  close  together  so  a  spreader  bar  should  be  made  from  hardwood  or  aluminium  then  padded  to  protect  the  mast.  The  dimensions  are  the  same.  The  spreader  should  be  hung  from  the  existing  lazy  jack  eyelets  or  the  front  eyelet  by  two  separate  lines  to  prevent  tipping  over.  

Page 3: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  3  

       The  Wishbone  Junk  takes  an  original  junk  sail,  removes  the  straight  battens  and  replaces  them  with  wishbone  battens.  The  only  change  to  the  sail  is  to  fit  cheap  plastic  grommets  at  each  batten  position  to  allow  it  to  slide  across  the  compression/tie  rod  on  each  tack.  The  only  change  to  the  standard  wishbone  batten  is  to  replace  the  cross  bar  with  a  S/S  compression/tie  rod  at  the  30%  chord  point.    Compression  rod  =  8/10mm  dia.  (3/8th”)     (for  flexed  battens)  Tie  rod  =  6mm.  (1/4”)   (for  pre-­‐bent  battens)  The  rig  is  still  mounted  on  one  side  of  the  mast,  usually  the  Port  side.  Because  of  the  batten  width  deck  access  forward  is  limited  on  that  side.    Advantage:  More  drive  and  higher  upwind  ability.  Disadvantage:  Limited  access  forward  on  the  batten-­‐side  of  the  mast.    NOTE:  a  new  boat  conversion  using  this  rig  would  benefit  from  having  a  mast  offset  to  one  side  or  the  other  to  accommodate  the  sail.  This  will  give  scope  to  boat  designers.        The  AeroJunk  has  the  battens  enclosing  the  mast.  Here  the  sail  area  is  split  into  a  self-­‐tacking  jib  and  a  main.  This  rig  is  neater  and  faster  as  it  benefits  from  the  ‘slot-­‐effect’  between  jib  and  main.  On  each  tack  the  whole  rig  swings  sideways  away  from  the  mast.    Advantages:  very  efficient  so  can  have  a  smaller  sail  area  than  a  standard  junk  rig.  Mast  no  longer  affects  the  leeward  airflow.  Access  forward  on  either  side  of  the  mast.  Similar  upwind  ability  to  the  Bermudan  Rig.  Faster  to  rig  and  reef  than  a  Bermudan.    Sails  with  just  a  sheet  and  a  halyard.  Ideal  for  single-­‐handed  use.      AeroWing  has  identical  battens  to  the  square-­‐topped  AeroJunk  and  a  boat  with  these  battens  can  be  rigged  as  either.  Here  the  ‘internal’  jib  is  replaced  or  covered  with  an  external  wrap-­‐round  jib.  Similar  performance  to  the  AeroJunk.  (Not  yet  proved  at  Nov  2014.  When  proved  as  expected  this  paragraph  can  be  deleted.)    Advantage:  Mast  drag  removed  completely.  Disadvantage:  Loss  of  slot  effect.    Note:  When  using  a  wrap-­‐round  jib  the  rig  becomes  a  ‘single’  sail,  asymmetric  on  either  tack,  much  like  the  Wishbone  Rig,  but  the  camber  drops  from  1:8  to  1:12.  This  with  its  enclosed  mast  will  give  a  much  higher  ability  upwind  at  the  cost  of  some  speed.  To  restore  the  balance  the  crossbar  would  have  to  be  widened.  To  use  the  example  boom  it  would  have  to  go  from  740mm  wide  to  850mm  (33.5”)  for  a  camber  of  1:10  and  1070mm  wide  (42”)  for  a  camber  of  1:8.    

Page 4: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  4  

 

 Here  are  two  examples  of  possible  sail  types,  peaked  and  square-­‐topped.  The  square-­‐topped  sail  with  parallel  battens  has  full  adjustability  for  weather/lee-­‐helm.    Also  an  example  of  a  Wishbone  Junk  and  an  American  designed  AeroJunk  Schooner.      

 Fever:  Eclipse  22       Mystic  Rose:  26’  River  Scow  

Page 5: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  5  

       Deciding  the  mast  position.    A  Wishbone  Junk  will  work  with  any  existing  Junk  or  Cat  Rig  so  no  change  to  the  mast  position  is  required.    An  AeroJunk’s  mast  position  depends  upon  the  position  of  the  combined  Centre  of  Effort  (C/E)  of  the  Bermudan  rig  and  the  ‘lead’  of  the  donor  boat.  Generally  speaking  the  AJ  C/E  cannot  be  much  closer  than  600mm  (24”)  to  the  mast  centreline.  (See  main/jib  balance)  In  simple  terms  if  the  donor  boat  has  a  masthead  rig  then  the  new  mast  will  have  to  go  further  forward.    If  the  donor  boat  was  designed  as  a  fractional  rig  then  it  may  be  possible  to  keep  the  new  mast  in  the  same  position,  even  putting  it  alongside  the  original  mast  heel  plate;  eg,  an  offset  mast  to  avoid  a  keel  trunk,  but  this  will  demand  a  high  AR.  (See  main/jib  balance  later)  So  the  position  of  the  mast  will  determine  whether  the  new  rig  has  a  ‘High-­‐Aspect’  or  Low-­‐Aspect’  Ratio.  (AR)  Basically,  the  closer  to  the  mast  the  C/E,  the  higher  the  aspect  has  to  be  in  order  to  balance.  A  C/E  600mm  (24”)  from  the  mast  =  High  Aspect.  A  C/E  1000mm  (39”)  from  the  mast  =  Medium  Aspect.  More  than  1000mm  =  Low  Aspect.  Miranda’s  C/E  is  20”  (500mm)  from  the  mast  CL  Miranda’s  AR  =  2.17:1  Peaked  and  now  2.06:1  Square  Topped.    Coromandel  Peaked  =  1.63:1,  Coromandel  Square  Topped  =  1.41:1    Note.  If  intending  to  convert  an  existing  junk  rigged  boat  or  an  American  Cat  Rig  it  might  be  that  the  mast  is  so  far  forward  that  the  ‘jib’  would  end  up  as  a  narrow  strip  of  sail.  Or  if  you  added  a  jib  with  a  foot  of  at  least  1000mm  (39”)  it  could  make  the  ‘lead’  more  than  12%.  In  such  a  case,  rather  than  re-­‐position  the  mast  you  might  consider  a  Wishbone  Junk  or  an  Aero-­‐Wing.  Both  these  designs  can  accommodate  extreme  mast  positions.    ‘Lead’    It  has  taken  me  years  to  understand  this  but  put  simply,    A  high-­‐aspect  ratio  rig  needs  a  small  ‘lead’.  A  low  aspect-­‐ratio  rig  needs  a  large  ‘lead’.  Here  we  are  talking  about  a  range  of  3.5%  -­‐  12%.  This  is  because  High  Aspect  sails  have  a  shorter  boom  length  than  a  Low  Aspect  boom  and  therefore  a  shorter  lever.    The  centre  of  effort  of  the  sail  is  determined  from  the  flat  2-­‐dimentional  side  view  of  the  sailplan  on  the  hull.  (See  examples  above)    The  Centre  of  Lateral  Resistance  of  the  underwater  hull  is  also  determined  from  this  plan.  Perfect  balance  would  have  one  point  above  the  other  with  the  sail  in  line  with  the  boat  and  the  boat  sailing  perfectly  upright.  Unfortunately  real  life  means  the  sail  is  at  an  angle  to  the  centre  line  and  the  boat  heels.    

Page 6: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  6  

As  the  sail  moves  away  from  the  centre  line  the  C/E  moves  outboard  and  forward,  and  so  creates  a  greater  turning  moment.    As  the  boat  heels  more  bow  is  immersed  and  less  stern  so  the  CLR  also  moves  forward  counteracting  this  tendency.  Eventually  the  wind  causes  so  much  heel  that  the  CLR  moves  ahead  of  the  C/E  and  the  boat  tries  to  turn  towards  the  wind.  (Weather  helm)    Sailboat  designers  work  out  a  static  ‘lead’  that  works  for  winds  up  to  about  Force  4.  After  that  the  heel  and  weather  helm  become  so  great  you  have  to  reef.  For  high-­‐aspect  rigs  the  C/E  does  not  move  so  far  out  from  the  centre  line  so  a  smaller  initial  ‘lead’  is  required.  (Miranda’s  ‘lead’  has  reduced  from  6.5  to  3.5%  yet  still  balances)    Designing  the  sail.    So  before  touching  your  donor  boat  you  should  design  your  new  sail.  This  will  tell  you  where  the  mast  needs  to  go.  If  this  mast  position  proves  to  be  impractical  or  undesirable  then  it’s  back  to  the  drawing  board  to  re-­‐draw  the  sail  as  higher  or  lower  aspect.    Find  a  side  view  drawing  of  your  donor  boat  and  work  out  a  scale  for  the  picture.  Work  out  the  C/E  of  the  Original  Rig.  Measure  just  the  mainsail  and  a  triangle  bound  by  the  mast,  forestay  and  just  above  the  deck.  Ignore  any  overlap  of  the  mast  by  the  jib/genoa.  Buy  some  squared  paper,  choose  a  scale  then  draw  a  shape  that  would  please  you  if  you  saw  it  on  the  horizon.  (There  is  no  point  in  designing  something  ugly  or  industrial  looking.  It  costs  just  as  much  to  make  an  ugly  design  as  a  pretty  one)    Work  out  the  C/E  of  your  new  sail  and  place  the  new  drawing  over  the  original.  Put  a  pin  through  the  new  C/E  and  into  the  old.  You  will  discover  your  new  C/E  is  higher  than  the  original  one.  Move  your  new  shape  up  and  check  it  will  give  the  helmsman  a  clear  view  forward  and  check  the  halyard  point  stops  about  600mm  (24”)  below  the  mast  top.  Adjust  your  drawing  until  it  all  fits.    Check  the  C/E  again.  Now  draw  an  arbitrary  line  for  the  mast,  at  least  24”  (600mm)  in  front  of  the  C/E.    Measure  the  area  in  front  of  the  mast  and  compare  it  to  the  area  behind  the  mast.  The  ‘Jib’  cannot  usually  be  larger  than  33%  of  the  total  area.  (See  jib/main  balance).  Except  on  small  boats  and  dinghies  the  Jib  foot  should  be  at  least  39”  (1000mm)    The  jib  on  an  AeroJunk  is  always  smaller  and  slimmer  than  the  jib  on  a  Bermudan  rig.    Jib/Main  Balance.      If  the  Jib  on  an  AeroJunk  is  too  large  compared  with  the  main  then  at  a  certain  wind  speed  the  whole  rig  will  swing  broadside  to  the  wind.  I  discovered  this  the  hard  way  so  think  about  the  shape  of  a  balanced  rudder.  My  good  friend  in  Belgium,  Jef  Verhaar,  gave  me  a  mathematical  tool  to  check  the  Jib/Main  balance.  Work  out  the  area  of  the  jib  in  say  square  meters.  Find  the  centre  of  this  area  then  measure  from  it  to  the  mast  centreline  in  metres.  Multiply  the  two  together  to  produce  a  ‘Factor’.  Do  exactly  the  same  for  the  Mainsail  and  produce  a  ‘Factor’.  Divide  the  smaller  factor  by  the  larger  factor  to  produce  a  Ratio.  This  will  be  a  number  somewhere  between  0.06  and  0.195.  If  the  number  is  0.2  or  above  then  there  is  a  risk  of  the  sail  turning  broadside  in  a  Force  4  wind.  

Page 7: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  7  

This  calculation  also  works  for  Imperial  or  American  units  of  square  feet  and  feet.  Make  sure  you  use  the  same  units  for  all  measurements.  If  your  ratio  is  just  over  0.2  you  can  reduce  it  by  moving  the  mainsail  further  back  from  the  mast,  say  by  25mm  (1”)  at  a  time,  or  by  reducing  the  area  of  the  jib.  If  your  ratio  is  as  low  as  0.10  you  can  increase  it  by  enlarging  the  jib  or  moving  the  same  jib  further  forward  from  the  mast,  or  by  reducing  the  area  of  the  mainsail.  It  takes  time  to  work  out  the  various  balances  but  it  is  a  worthwhile  exercise.  Finally,  a  low  ratio  increases  the  load  on  the  sheet  and  a  high  ratio  reduces  the  load.    Making  the  sails    I  had  my  sails  made  for  me  by  Saturn  Sails  in  Largs.    saturnsails.co.uk  They  chose  a  5oz  Dacron  material  that  I  can  recommend.  After  18months  of  regular  use  they  still  look  good.  However  it  is  slippery  and  stiff  and  would  be  difficult  to  manage  on  a  domestic  sewing  machine.  During  my  experiments  I  made  4  different  jibs  using  170  and  200  gsm  Polytarp  (plastic  tarpaulin)  that  is  the  equivalent  of  5oz  Dacron.  This  is  cheap,  strong  and  easier  to  handle.  It  takes  double  sided  tape  and  the  edges  can  be  stuck  with  Tarp  Repair  tape.    Designing  the  Battens   Designing  the  battens  for  an  AeroJunk  rig  simply  means  designing  the  lowest  batten  or  boom.  All  upper  battens  are  a  similar  shape  whose  length  is  determined  by  the  jib  and  main  sail  chords  for  that  batten.  The  upper  batten  widths  are  measured  from  a  simple  diagram.  All  the  nose  sections  are  made  from  identical  lengths  of  white  32mm  (1  1/4”)  x  585mm  (23”)  Marine  Sanitation  Hose.  (Boat  toilet  hose)      First  of  all  decide  how  much  camber  to  use.  A  slim  easily-­‐driven  hull  will  work  well  with  1:10.  (10%)  A  wide-­‐bodied  cruiser  or  long  keeled  boat  might  need  1:8  (12.5%)  so  a  camber  of  1:9  (11%)  is  perfect  for  the  undecided!  Also  a  smaller  camber  will  allow  the  boat  to  point  higher  than  a  bigger  camber**  (The  jib  angle  is  determined  by  the  camber  of  the  main  as  setting  the  jib  too  tight  would  backwind  the  main.  Suggested  jib  angles:  1:8=18  deg.  1:9=17  deg.  1:10=16  deg.)  **  But  there  is  no  such  thing  as  a  free  lunch.  Here  higher  pointing  ability  means  reduced  drive  partly  balanced  by  the  ability  to  hang  on  to  your  sail  for  longer  before  you  reef.    All  battens  from  the  back  as  far  as  the  crossbeam  are  similar.  Then  there  is  an  allowance  for  the  mast  diameter  plus  2"  (50mm).  After  this  point  the  front  part  of  the  batten  can  be  a  variety  of  shapes  from  rectangular,  curved  or  triangular.  I  have  tried  square-­‐ended  and  rounded  and  they  both  work.  It  is  a  matter  of  taste.  The  battens  are  made  from  1”x1/2”  rectangular  or  7/8th”  OD  round  aluminium  tube.  The  crossbeams  are  made  from  the  same  tube;  rectangular  ends  cut,  opened  out,  drilled  and  screwed;  round  is  flattened  at  the  ends,  drilled  and  bolted.  The  noses  are  all  made  from  32mm  (1  1/4”)  OD  white  toilet  tube.  Mast  protection  tube  (behind  and  beside  the  mast)  is  white  ABS  32mm  (1  1/4”)  plumbing  drain  pipe.    Battens  for  a  Wishbone  Junk  will  not  need  an  allowance  for  the  mast  or  for  sail  adjustment  inside  the  batten  so  these  battens  are  the  same  length  as  the  sail-­‐foot  +  the  sheet  bearing  and  end  cap.  

Page 8: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  8  

So  starting  from  the  back  end  of  the  tubes,  measure  2,  7/8th”  (72mm).  This  is  the  front  of  the  sheet  bearing.  Add  4”  (100mm)  for  sail  adjustment  and  mark  A.  This  is  the  leech  of  the  main.  Measure  the  mainsail  chord  from  the  plan  then  subtract  the  ‘Camber  Factor’  %  (CF  -­‐  see  below)  and  mark  B.  This  is  the  luff  of  the  main.  Add  1,  1/4”  (32mm).  This  is  the  back  of  the  mast.  Add  mast  diameter  +  2”  (50mm).  This  is  the  position  of  the  nylon  Jib  leech  slide  line.  Measure  the  jib  chord  from  the  sail  plan,  transfer  to  the  diagram  then  measure  the  straight-­‐line  length.  Subtract  the  same  CF  %  then  mark.  This  is  the  jib  luff.  Add  2”  (50mm)  for  sail  adjustment.  This  is  the  back  of  the  nose  tube.  Add  tube  diameter  and  this  gives  the  overall  length  of  the  boom.      Measure  back  23%  chord  from  B  and  draw  a  vertical  dotted  line  12.5%  chord  (for  1:8).  The  battens  must  be  twice  this  width  at  this  point.  Use  a  springy  batten  (ruler)  or  French  Curves  and  draw  a  line  from  the  back  touching  the  23%  point.  When  it  is  opposite  the  mast  the  line  should  be  horizontal.  This  gives  the  boom  (crossbar)  width.    Note.  The  batten  tubes  extend  some  100-­‐150mm  (4-­‐6”)  inside  the  nose  tubes  so  the  nose  can  be  moved  further  forward  if  more  jib  adjustment  is  required.    

Page 9: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  9  

To  find  the  camber  factor  draw  a  line  on  a  sheet  of  paper.  Take  a  Paper  Back  book,  open  out  the  back  cover  and  measure  the  width.  Mark  the  line  with  this  width.  (My  book  chosen  at  random  measured  127mm  or  5”)  Draw  a  parallel  line  10,  11  or  12.5%  of  this  distance  away  from  the  first  line.  Place  the  book  opened  as  above  on  the  line  between  the  marks.  Push  the  cover  sideways.  It  will  bend  in  a  curve  to  meet  the  second  line.  Mark  the  new  end  position  of  the  cover  on  the  line.  Measure  between  the  two  marks.  This  distance  will  represent  the  ‘shrinkage’  of  the  sail  chord  when  the  sail  is  allowed  to  camber.  The  Camber  Factor  or  CF.  The  CF  of  the  example  Coromandel  Boom  is  58mm  (2,  1/4”)  or  2%    Sail  design  (and  boat  design)  is  far  from  being  scientific.  If  your  batten  ends  up  2”  too  narrow  or  100mm  too  long  don’t  worry.  It  will  work.          

Page 10: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  10  

The  end  cap  and  the  single  sheet  bearing  are  cut  from  32mm  (1  1/4”)  white  solvent-­‐weld  ABS  drainpipe.  (Plumber’s  merchant).  This  drainpipe  will  also  be  used  round  the  cross  bar  and  on  the  batten  sides  to  protect  the  mast.  A  cable  tie  is  threaded  through  the  holes  on  each  side  and  tensioned.  The  end  of  the  tie  can  be  tucked  away  inside  the  gap  at  the  back.  

Page 11: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  11  

These  are  shown  for  1”x1/2”  rectangular  tube.  For  7/8th”  round  tube  drill  two  holes  with  a  hole  cutter  in  a  short  piece  of  drain  pipe  then  make  two  vertical  square  cuts  halfway  across  each  hole.    

     

Page 12: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  12  

   Batten  assembly  and  adjustment  

My  new  best  friend  is  the  nylon  cable  tie.  (Zip  Tie)  Mine  are  7.6mm  (5/16”)  wide  and  are  available  370  and  500mm  long.  (15  and  20”)  They  are  also  available  as  locking  (single  use)  or  re-­‐usable.  The  locking  ties  have  a  50lb  (22kg)  pull  and  the  re-­‐usable  about  10kg.  Several  ties  can  be  joined  together  to  make  a  longer  tie.  At  the  luff  of  the  jib  and  the  leech  of  the  main  sails  a  third  re-­‐usable  tie  is  used  to  locate  the  sail  longitudinally  between  the  cringle  and  the  nose  tube  or  the  sheet  bearing.  At  the  leech  of  the  main  or  the  luff  of  the  jib  this  can  also  be  used  on  its  own  to  slacken  or  tighten  the  sail  thereby  adjusting  the  camber.   Battens  are  assembled  round  the  mast  by  unscrewing  one  side  of  the  nose  then  re-­‐attaching  the  nose  tube.  The  crossbar  is  always  behind  the  mast.  Start  by  fitting  the  boom  then  attaching  the  lazy-­‐jacks.  The  boom  should  be  at  a  height  that  allows  a  sitting  helmsman  to  see  forward  without  obstruction.  Then  assemble  the  battens  in  order  stacking  on  top  of  each  other  then  finally  the  yard.  Attach  the  lower  single  halyard  block  to  an  eyebolt  on  the  yard  crossbar.  The  end  of  the  halyard  can  be  attached  to  both  the  batten  and  the  leech  of  the  mainsail.  Regardless  of  the  sheeting  system  you  have  chosen,  at  this  stage  run  a  single  line  down  through  each  batten  end  until  the  whole  rig  has  been  assembled.  This  will  allow  you  to  control  the  rig  during  assembly.  

Page 13: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  13  

 It  is  easier  to  fit  the  mainsail  first  starting  at  the  yard  then  hauling  the  sail  up  through  the  batten  stack  a  batten  at  a  time,  fitting  as  you  go.  Use  adjustable  cable  ties  to  fit  the  luff  tight  to  the  cross  bar.  Use  adjustable  ties  to  fit  the  supports  to  the  leech  in  line  with  the  start  of  the  100mm  /  4”  adjustment  mark  and  tension.  Finally  fit  an  extra  tie  from  the  leech  grommet  to  the  sheet  bearing  and  tension.    The  jib  is  a  repeat  exercise  starting  at  the  yard.  The  support  ties  are  fitted  across  the  nose  through  8mm  (3/16”)  holes  drilled  through  the  top  and  bottom  of  the  nose  tube  opposite  the  start  of  the  50mm  /  2”  adjustment  point.  An  additional  tie  is  fitted  between  the  luff  grommet  and  the  front  centre  of  the  nose  and  lightly  tensioned.  At  the  leech  a  thin  nylon  line  or  cord  with  loops  at  each  end  is  made  such  that  the  line  is  too  short  to  touch  the  battens.  The  line  is  then  passed  through  the  leech  grommet  and  tensioned  from  each  side  with  adjustable  cable  ties.  Ensure  that  the  battens  between  the  slide  cords  and  the  crossbars  have  pieces  of  ABS  plumbing  tube  to  protect  the  mast.  The  final  height  of  the  boom  should  be  just  above  the  parked  position  of  the  furled  sail  and  the  yard  no  closer  than  18”  (450mm)  to  the  mast  top.    Adjustment.      Camber.  The  camber  of  each  sail  can  be  reduced.  Pulling  the  mainsail  leech  back  will  flatten  the  sail  and  move  the  point  of  maximum  camber  slightly  aft.  Tighten  the  aft  tie  then  re-­‐tension  the  support  ties.    The  jib  luff  can  be  moved  forward  by  slackening  the  support  ties  and  tightening  the  fore  tie  flattening  the  sail.  Re-­‐tension  the  support  ties  afterwards.  This  may  improve  pointing  ability.  This  can  be  further  improved  by  fitting  stop  or  spacer  tubes  between  the  jib  and  each  batten  side  thus  limiting  the  jib  angle  but  beware  of  back-­‐winding  the  mainsail.    Weather/lee-­‐helm.  This  applies  to  square-­‐topped  sail  designs  with  parallel  battens.  **  To  reduce  weather-­‐helm  move  the  whole  jib  forwards  including  the  slide  line  of  the  leech  grommets.  To  reduce  lee-­‐helm  move  the  whole  mainsail  backwards.  This  will  mean  new  support  ties  across  the  batten  behind  the  crossbar.  Connect  several  ties  together  to  make  them  long  enough.  Ensure  the  mainsail  luff  remains  in  the  centre  of  the  batten  to  prevent  the  batten  tipping  over.    **  Peaked  sail  designs  can  also  be  moved  forwards/backwards  but  because  of  the  angled  battens,  extra  measures  are  necessary.  For  the  main  and  jib,  pieces  of  plywood  or  HDPE    sheet  (food  chopping  boards)  have  to  be  bolted  to  the  yard  batten  sides  and  drilled  with  holes  parallel  to  the  battens  below  plus  3  extra  leech  and  luff  grommets  above  the  second  last  batten.  For  the  jib  a  row  of  3  additional  grommets  are  fitted  vertically  to  the  luff  below  the  grommet  on  the  second  last  batten.  The  extra  jib  cloth  after  adjustment  above  the  yard  can  be  folded  over  and  taped  down.    

Page 14: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  14  

    Sheeting   Traditional  Junk  Rig  sheeting  is  multi-­‐part  with  sheetlets  joining  pairs  of  battens,  usually  run  from  the  aft  cockpit  rail.  The  advantage  of  this  is  when  reefed,  sheet  tension  is  enough  to  hold  the  reefed  battens  together.  The  disadvantage  is  copious  lengths  of  rope  sweeping  across  the  cockpit  on  each  tack,  particularly  hazardous  during  gybes.  Many  boats  fit  a  hoop  over  the  cockpit  to  protect  the  crew  from  this.  Traditional  sheeting  is  probably  still  the  best  choice  for  offshore  and  ocean  junks.    However  coastal  AeroJunks  will  benefit  from  single-­‐line  sheeting.  Here  a  single  sheet  is  run  down  through  each  batten  end  between  the  sheet  bearing  and  the  end  cap.  It  then  runs  to  a  fiddle  block  on  the  cockpit  sheet  track,  back  up  to  a  single  block  slung  under  the  boom,  down  to  the  fiddle  block  and  through  a  jammer.  The  other  end  terminates  in  a  stopper  knot  on  the  second  highest  batten  or  the  yard  of  a  peaked  sail  design,  or  through  the  end  of  the  yard  on  a  square-­‐topped  design  where  it  joins  the  halyard  between  the  masthead  and  the  yard.    

Page 15: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  15  

Tension  on  the  sheet  is  resisted  by  the  halyard,  thus  pushing  the  battens  against  the  mast.  This  tends  to  reduce  twist  at  the  sail  top.    Coastal  Junks  don’t  usually  have  to  sail  with  more  than  two  reefs  so  downhauls  can  be  fitted  to  the  crossbars  of  the  boom,  batten  1  and  batten  2  and  run  back  to  the  cockpit.  I  also  recommend  a  fixed  boom  vang  to  stop  the  boom  lifting  when  fully  squared  out  downwind,  fitted  from  the  base  of  the  mast  to  each  side  of  the  boom.  This  system  has  proven  to  be  neat  and  effective.    

Showing  the  sheet,  halyard,  end  cap  and  an  earlier  version  of  the  sheet  bearing    

Page 16: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  16  

Coda    I  started  this  project  over  25  years  ago  so  it  is  the  product  of  much  reading,  thinking  and  experimentation.  I  was  attracted  to  the  Chinese  Junk  rig  for  its  inherent  practicality  and  safety  and  always  thought  its  performance  could  be  improved  with  modern  materials  and  the  results  of  aerodynamic  research.  Since  its  introduction  to  the  West  by  Blondie  Hasler  and  Jock  McLeod,  many  others  have  spent  their  time  and  energy  pursuing  the  same  aim,  notably  ‘Bunny’  Smith,  Vincent  Reddish  and  Slieve  McGonagal  who  has  adopted  the  ‘Split-­‐Junk’  idea  but  the  person  who  has  done  most  for  the  Junk  Rig  is  Arne  Kvernson  of  Norway.  He  has  embraced  the  Cambered  sail  or  ‘Pillowed  sail’  and  has  done  much  to  work  out  mast  scantlings  and  other  details  for  his  rig.    I  urge  all  to  read  his  writings.    Arne  rigs  his  boats  with  ‘clouds’  of  sail  –  Marena  reminded  me  of  a  19th  Century    ‘Wind  Jammer’.  I  have  gone  down  the  minimalist  route.    Less  is  sometimes  more.    My  boat,  an  Etap  23  arrived  with  a  main  and  genoa  measuring  26.88  m2.  (289ft2)    My  AeroJunk  rig  for  Miranda  measures  just  208ft2  (19.3m2)  yet  I  can  exceed  the  hull  speed  of  5.8  knots  on  a  broad  reach  in  a  perfect  Force  3  wind.  (Wind  speed  10/11  knots,  boat  5.9  knots).    I  have  also  clocked  6.2  on  a  broad  reach,  7.2  downwind  and  5  knots  close  hauled  in  a  Force  4.  These  figures  suggest  that  a  High  Aspect  Ratio  AeroJunk  is  very  efficient.    Wishbone  battens  are  still  not  popular.  Traditionalists  hate  the  sight  of  ‘all  that  scaffolding’.  But  if  the  shiny  battens  don’t  put  you  off  then  I  cannot  recommend  this  rig  too  highly.    Now  for  the  cherry.    If  the  icing  on  the  cake  is  the  increased  efficiency  of  the  AeroJunk  then  here  comes  the  cherry  for  the  top  –  even  greater  efficiency.    Make  a  two-­‐part    ‘trampoline’  from  sailcloth.  Fill  in  the  area  of  the  boom  under  the  mainsail  and  jib  fastening  the  trampolines  from  the  batten  sides.  Make  a  second  two-­‐part  trampoline  and  do  the  same  for  the  yard.  These  become  wing  ‘end-­‐plates’  or  fences.  If  you  extend  the  foot  of  the  main  and  jib  in  graceful  arcs  by  up  to  4”  (100mm)  they  will  seal  against  the  trampoline  on  each  tack  and  prevent  high  pressure  windward  air  from  leaking  through  to  the  low  pressure  leeward  side.  This  will  increase  drive  from  the  whole  sail,  not  just  some  of  it      Paul  McKay                      Isle  of  Bute  November  2014    

Page 17: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  17  

   

   Mystic  Rose,  a  26’  River  Scow  -­‐  

 -­‐an  American-­‐designed  AeroJunk  Schooner                      Picture  below  –      Miranda  2014:  now  with  square-­‐topped  battens  and  filthy  sails.      (The  strange  looking  top  to  the  jib  and  batten  spacing  are  left  over  from  my  first  unsuccessful  design)    Two  new  top  battens  on  the  way.  

Page 18: Miranda!2013! ! ! ! ! ! PhotocourtesyofWildBute.com!!!!! !!!!! Miranda!!!! ...

AeroJunk  Folio  Paul  McKay  

  18