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Die Firma Tom's SpeedSail entwickelte den Aeroskimmer, eine Mischung aus
Katamaran und Drachen. 1994 begann Tom Bakker, ein technischer Ingenieur aus
Haren (NL) mit ersten Skizzen dieses Segelgerätes. Grundlegender Gedanke:
Während ein "normales" Segelboot durch die Krängung und der daraus sich
ergebenden Schräglage der Segel durch den Wind nach unten gedrückt wird und
somit der Rumpfwiderstand im Wasser sich erhöht, dachte Bakker an eine
Segelkonstruktion, welche genau entgegengesetzt geneigt ist, so dass das Boot
mit zunehmendem Wind immer "leichter" wird.
Als Partner konnte Bakker unter anderem die Firmen Airborne International für den Bereich Entwicklung und
Produktion der Faserverbund Komponenten und FlowMotion für der Bereich Aerodynamik gewinnen. Dieses neue
Konzept mit einem schräg liegendem halbfestem Flügel stellte nicht nur die Konstrukteure, sondern auch die beiden
Segler vor ganz neue Herausforderungen.
Designziel für FlowMotion war die Entwicklung eines Flügels, der nicht nur maximalen
Vortrieb bei minimalem Widerstand liefern sollte, sondern auch in der Segellage
aerodynamisch stabil ist. Denn im optimalen Fall verläuft der Kraftvektor, der durch den
Flügel verursacht wird, durch den Schwerpunkt des Katamaran. Aus diesem Grund ist
das Moment, welches die Krängung verursacht im Idealfall null.
Da aber auf dem Wasser sowohl Windrichtung und Wind-geschwindigkeit nur selten
konstant sind, kommt es zu einer Verschiebung des Kraftvektors aus dieser Gleich-
gewichtslage. Diese Gleichgewichtslage ist bei den meisten Flügeln instabil. Das
bedeutet neigt sich das Boot zu einer Seite, so vergrößert sich das Drehmoment und das
Boot neigt sich umso schneller. Bei den ersten Testfahrten konnten die beiden Segler
(Europameister im Katamaran) dieses Verhalten am eigenem Leibe erfahren. Die
letztendliche Flügelform konnte diesen Effekt größtenteils eliminieren. Diese Flügel-
optimierung wurde mit verschiedenen 2D und 3D Strömungssimulationen (CFD Compu-
tational Fluid Dynamics) durchgeführt. Entscheidend für den Erfolg dieser Entwicklung
war dabei die Berücksichtigung des Windprofils, welches auf den Flügel wirkt. Je nach
Kurs des Bootes und der Wind-geschwindigkeit ändern sich Stärke und Richtung des
„scheinbaren Windes“.
Neben der Optimierung des Flügels wurde auch die Ruderanlage bezüglich des Wasser-
widerstandes mit Hilfe der Infrarot Technik optimiert. Durch das Zusammenwirken
verschiedenster Ingenieurdisziplinen, die Ihre Wurzeln alle in der Luft- und Raumfahrt
haben, konnte ein Hochgeschwindigkeits-Katamaran gebaut werden, der auf der Speed-
week 1997 in Weymouth den 1. Platz belegte.
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Beratendes
Ingenieurbüro für
Wärme- und Strömungstechnik
Der fliegende Holländer
Entwicklung eines Hochgeschwindigkeits-Katamaran
Tom’s Speedsail
Speedsail
Druckverteilung
des Flügels
Hydrofoils am
Schwert