Vendée Globe: Die Story der IMOCA-Foiler – Fünf Tonnen lasten auf der Tragfläche

"Erst 20 Prozent Potenzial ausgereizt"

Hugo Boss Foils

Der Unterschied zwischen den Foil-Design von Hugo Boss und Banque Populaire (unten) © VPLP

Guillaume Verdier, der führende Designer für die schnellsten IMOCA-Yachten, erklärt die Entwicklung und Unterschiede zwischen Banque Populaire und Hugo Boss.

Hugo Boss Draufsicht

Hugo Boss Draufsicht

Banque Populaire Draufsicht

Banque Populaire Draufsicht

Der französische Rennyacht-Konstrukteur Guillaume Verdier hat sich einen Namen gemacht als Konstrukteur für die schnellsten Vendée Globe Racer. Zusammen mit den Kooperationspartnern vom Design-Büro Van Peteghem Lauriot-Prévost (VPLP) zeichnet er für die Formen der sechs neuen Foiler im Feld verantwortlich.

Aber das Augenmerk ist in diesen Stunden insbesondere auf die beiden Spitzenboote gerichtet, die ebenso aus seiner Feder stammen. Im Bild oben sind die Unterschiede zwischen den beiden Tragflächen-Ausführungen zu sehen. “Hugo Boss” surft auch auf dem nach unten gebogenen Schaft, “Banque Populaire” dagegen überwiegend auf dem Ellenbogen genannten Knick am Ende des Foils. Der Vergleich zeigt auch, dass Thomsons Schiff schmaler ist.

Verdier erzählt in einer Presseaussendung, dass er sich seit 2007 nach seinem Engagement für das französische America’s Cup Team Areva mit den IMOCAs für die Vendée Globe beschäftigt hat. Zwischen 2009 und 2011 war er dann an vier Konstruktionen für die Vendée Globe beteiligt, von denen drei an der aktuellen Regatta teilnehmen: Jean-Pierre Dick’s “Virbac-Paprec 3” (nun “Bastide-Otio” mit der Kito de Pavant aufgeben musste), Armel Le Cléach’s Banque Populaire (Jérémie Bayou’s “Maitre Coq” zurzeit auf Rang drei) und François Gabart’s “Macif” (jetzt “SMA”Paul Meilhat’s musste aufgeben).

Regeländerungen erlauben Foils

Die beiden letzteren sind Schwesterschiffe, und sie waren auch vor vier Jahren nahezu gleich schnell bei der Vendée Globe unterwegs. Kaum mehr als drei Stunden lagen nach der Weltumsegelung zwischen ihnen. Laut Verdier zeichneten sich die Boote durch ein von  Michel Desjoyeaux entwickeltes komplexes Tunnelsystems unter Deck aus, das eine große strukturelle Festigkeit und Platz zum Verstauen der Segel in der Mitte der Yacht erzeugt.

Banque Populaire © Verdier

Banque Populaire © Verdier

Hugo Boss © Verdier

Hugo Boss © Verdier

2015 sind die Verbesserungsmöglichkeiten radikaler. Die Konstrukteure mit einer massiven Regeländerung für Neubauten befassen. Sie sollte die Konkurrenzfähigkeit der älteren Boote bestehen lassen, und durch Einheitskiele und Riggs die Sicherheit erhöhen sowie die Preise senken. Kurzzeitig war sogar der Wechsel zur Einheitsklasse ein Thema nach dem Vorbild des Volvo Ocean Races.

Der erfolgreiche IMOCA-Designer Guillaume Verdier © SSU

Der erfolgreiche IMOCA-Designer Guillaume Verdier © SSU

Die neuen Regeln erforderten durch das Standard-Material inklusive vorgeschriebener Stahlfinne ein prinzipiell höheres Gewicht von bis zu 200 Kilogramm im Vergleich zu der älteren Generation, die Bestandschutz genießt. Da war es fraglich, ob es überhaupt gelingen würde, neue schnellere IMOCAs zu entwerfen. Aber die Berechnungen ergaben, dass viel Gewicht im Rumpf eingespart werden konnte und die Flügel-Technik Leistungsschübe erwarten ließ.

So wurden Verdier und VPLP  mit der Planung von sechs Neubauten beauftragt. Zuerst wurde “Safran II” für Morgan Lagravière’s realisiert. Danach kamen “Banque Populaire” (Armel Le Cléach), “Edmond du Rothschild” (Sébastien Josse) , “St Michel-Virbac” (Jean-Pierre Dick’s), “Hugo Boss” (Alex Thomson) und zum Schluss “No Way Back”, die Pieter Heerema spät vom Italiener Andrea Mura übernahm.

America’s Cup Erfahrung

Alle Yachten sind mit Flügeln ausgestattet, mit denen sich insbesondere Verdier beschäftigt hat. Seine Inspiration kommt von der Arbeit mit dem Team New Zealand für den America’s Cup 2013, das die Flügel für seinen AC72 Katamaran erfunden hat.

Um die Foils für die neuen IMOCAs funktionsfähig zu machen, wurden Kiel und Rigg weiter nach achtern versetzt. Die Flügel heben das gesamte Vorschiff aus dem Wasser, und dennoch ist die Flugphase nicht mit den aktuellen America’s Cuppern vergleichbar. Es handelt sich eher um einen Semi-Foiler. So sind die Ruder auch nicht mit Auftrieb generierenden T-Profilen bestückt.

Wenn die IMOCA-Foiler 20 Knoten Speed erreichen, lasten fünf Tonnen auf einer Tragfläche, die 70 bis 80 Prozent der Last trägt. Drei Tonnen werden noch vom Rumpf verdrängt und eine Tonne muss der nach Luv geneigte Kiel tragen. So ist gut vorstellbar, warum es für “Hugo Boss” so schwierig werden wird, das fehlende Foil mit Wind von Backbord zu kompensieren.

Radikaler Ansatz

Verdier betont, dass “Hugo Boss” ein radikaler Design-Ansatz ist, zu dem sich Alex Thomson bewusst entschlossen hat. Das Schiff ist nicht das leichteste der Flotte, aber seine Leistungsfähigkeit ab 12 bis 14 Knoten Wind sei enorm, weil es mit dem optimierten Auftrieb durch die besondere Flügel-Stellung seine dynamische Masse verringere.

Banque Populaire © Verdier

Banque Populaire © Verdier

Hugo Boss © Verdier

Hugo Boss © Verdier

Kollege Vincent Lauriot-Prévost weist darauf hin, dass die Entwicklungsarbeit an den Flügeln wohl erst zu 20 Prozent ausgereizt sei. Ein logischer nächster Schritt sei ein schmaleres Boot mit längeren Foils. Aber wenn “Hugo Boss” etwa nur 4 Meter statt den aktuell 5,80 der Konkurrenz aufweisen würde, hätte Thomson nach dem Foil-Bruch aufgeben müssen.

Die seitlich herausstehenden Profile sind sehr anfällig für Kollisionen, und so lange dieses Problem nicht gelöst sei, werde man immer Kompromisse machen müssen. Auch das Standard-Rigg sei ein großer limitierender Faktor. Ohne große Anpassungen in diesem Bereich seien die möglichen Entwicklungssprünge nicht so groß.

Über diese Nachricht dürfte sich insbesondere Boris Herrmann freuen. Er hat mit “Edmond de Rothschild” einen der schnellsten aktuellen Foiler zur Verfügung, und wird hoffen, dass es auch in vier Jahren noch so ist.

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Carsten Kemmling

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14 Kommentare zu „Vendée Globe: Die Story der IMOCA-Foiler – Fünf Tonnen lasten auf der Tragfläche“

  1. avatar eku sagt:

    Das ist ja ein recht informativer Artikel!
    Worüber ich zum wiederholten mal bei Erklärungen zum Thema stolpere ist folgender Satz:

    “Wenn die IMOCA-Foiler 20 Knoten Speed erreichen, lasten fünf Tonnen auf einer Tragfläche, die 70 bis 80 Prozent der Last trägt. Drei Tonnen werden noch vom Rumpf verdrängt und eine Tonne muss der nach Luv geneigte Kiel tragen”

    Wenn 5 T ca 75% der Last (welcher? dynamisch ist das bestimmt mehr als es das reine Gewicht) sind, dann kann 3+1 T nicht 25% sein – oder?
    Wie bekommt es der Kiel hin, Auftrieb zu generieren und somit etwas zu tragen? mE sollte er genau für das Gegenteil zuständig sein – höchstens am Beginn des Schafts dürfte das anders sein. Dann müsste der sich mE aber nach einer Wende/Halse verformen bzw in einer 2.Achse gedreht werden.

    Soll wirklich kein Genöhle sein!
    Ich habe das jetzt schon mehrfach gelesen (nicht nur hier) und kann es mir nicht wirklich erklären – Auch im dynamischen Bereich wäre das mE kontraproduktiv.

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    • avatar Max sagt:

      http://segelreporter.com/regatta/vendee-globe-technik-geheimnis-der-verschiedenen-foils-warum-hugo-boss-so-schnell-ist/

      Wie man da auf der Zeichnung gut erkennt hat die Kielfinne scheinbar beim segeln auf dem Foil auch Auftrieb. Gleichzeitig drückt der Kiel selbst aber nach unten… Keine Ahnung wie das genau funktioniert aber scheint tatsächlich so zu sein. Eine Erklärung von jemandem der sich damit besser auskennt wäre aber super!

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      • avatar eku sagt:

        Das stimmt, die Zeichnung sagt dass so, aber die ist dermaßen “populistisch” (Modewort, juckte mich gerade), dass es immer noch schwerfällt dass so zu glauben.
        Nur zur Erläuterung:
        Ich lasse das ganze Schiff weg und betrachte nur den Kiel, der sich um einen Punkt leicht “nördlich” der Aufhängung dreht. Üblicherweise ist bei einer rein statischen Betrachtung der Vektoren an einem solchen Objekt der Ursprungspunkt des Vektors “Newton” im Gewichtsmittelpunkt zu suchen (also so ca 2 cm vor der Bombe oÄ) Mit den Vektoren sollte man ja zumindest statisch auch rechnen können (und dass ist zeichnerisch echt einfach – wie Navigation). Kurz: An der Zeichnung stimmt so vieles nicht, dass sie eigentlich gar nichts erklärt. Der Kiel konnte meiner Erinnerung nach tatsächlich schweben – mit leichtem Drang nach Luv :-)).
        Aber wie du schon sagtest: Es wäre schön wenn sich da jemand kompetenter als wir erweisen würde.

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      • avatar eku sagt:

        Jetzt fällt mir noch etwas ein:
        Die bekannten foilenden Boote (Von AC bis … ) werden ja alle aufrecht gesegelt auch wenn die 2 tragende Foils haben, wird die Crew im Trapez nie versuchen weiteren Auftrieb in Luv zu generieren. Dann könnten sie das mit dem Trapez ja auch gleich lassen ….
        Irgendetwas stimmt da nicht

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    • avatar Punkt sagt:

      “Wie bekommt es der Kiel hin, Auftrieb zu generieren und somit etwas zu tragen? ”

      Auftrieb wird bei jeder Yacht oder Jolle dadurch erzeugt, dass das Schiff samt Kiel o. Schwert gegenüber der Fahrtrichtung um ein paar Grad (den Abdriftwinkel) angestellt ist.

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      • avatar eku sagt:

        Das ist richtig. Dadurch entsteht ein hebender Vektor und erhöhte Abdrift
        Bei einem großen Lateralplan ist der natürlich auch größer … (evtl der Grund warum zB Folkeboote ganz spezielle Eigenschaften “Am Wind” haben)
        Um der Abdrift entgegen zu wirken sind nach diesem Artikel (was auch plausibel ist) die Foilenden derart gebogen, dass sie bei Lage senkrecht im Wasser stehen.
        Bei den veralteten Steckschwertern gab es auch verschiedene Konstruktionen – manche mehr gegen Abdrift (also bei Lage senkrechter) als andere.
        Die mE entscheidende Frage ist: Auf BB-Bug Auftrieb und wenig Abdrift – Was passiert auf SB. Wird das Ding in einer 2. Achse gedreht?

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  2. avatar Müller sagt:

    Na, der Kiel hat natürlich “Abtrieb” und damit ein aufrichtendes Monment aber bestimmt keinen Auftrieb, dann könnte man es sich ja einfach sparen, das Ding um die Welt zu schleppen. Es wäre ja auch eine etwas komplexere Technik notwendig, damit er dann auf dem anderen Bug nicht andersrum wirkt….
    Der Flügel hat Auftrieb und da er in Lee ist eben auch ein aufrichtendes Moment.
    Der Flügel übernimmt einen Teil des Bootsgewichts (und wirkt gegen die Krängung) und der Rumpf trägt den Rest. Der Kiel richtet nur auf. Das ist einfach nur etwas unklar gezeichnet.

    Sieht ja wirklich etwas nach falschem Kurs bei Armel aus… zum Frühstück sind wir schlauer 😉

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  3. avatar Johannes B. sagt:

    Alles ganz einfach. Der Kiel generiert an seinem Schaft wirklich Auftrieb. Die Bombe am Ende sorgt für “Abtrieb”. Es ergibt sich trotzdem ein aufrichtendes Moment, da die Bombe weiter aussen sitzt, und ein aufrichtendes Moment um den Auftriebsschwerpunkt der Kielfinne erzeugt. Der Kiel verliert aber an Bedeutung für das aufrichtende Moment, da das Foil eine Menge dessen übernimmt. Daher auch der Verzicht auf 3to Wasserbalast (5 früher vs 2 heute)
    Wodurch entsteht der Auftrieb? Natürlich durch den Anstellwinkel der Finne. Dafür muss diese aber nicht um die eigene Längsachse gedreht werden.
    In dem Moment, in dem das Boot in Gleitfahrt kommt, hebt es sich vorn an. Durch den Lift des Foils noch mehr. Dadurch entsteht im geschwenkten Kiel ein Anstellwinkel.
    Hinzu kommt, dass man theoretisch die Rotationsachse des Schwenkkiels vorn etwas höher und hinten etwas tiefer lagern könnte. Dadurch würde sich die Kielfinne beim Schwenken auch anstellen, wäre aber nicht hilfreich für amwind-Kurse auf denen nicht gefoilt wird und man auf den Auftrieb in Luv gern verzichtet.
    Aber ich bin auch kein Profi, so meine Interprätation.

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  4. avatar christoph sagt:

    Moin,
    Also der Kiel Erzeugt wie im Text beschrieben einen Teil des Auftriebs wenn mann alle Auftriebskomponenten Bilanziert. Wie dieser generiert wird erkläre ich gleich. Zunächst zu der Bilanz. Natürlich generiert der kiel wenn man nur auftrieb und Gewicht des Kiels bilanzier keinen Auftrieb, Da der Auftrieb ja wie oben beschrieben nur 1t ist die Bombe aber etwa 3to oder so wiegt. Aber es geht hier eben um eine Bilanz am gesamten system Schiff. Dabei nimmt man das Gewicht des Kiels nicht einzeln sondern die Summe aller Massen im Gesamtschwerpunkt des Schiffes (Dieser liegt bei gekanteter Kielstellung wohl etwa 200mm unter dem Rumpf und etwa 1000mm außermittig in Luv) Hier wirkt die Gewichtskraft nach unten. Dagegen stellt man die Summe aller Auftriebskräfte also die Dynamischen aus der Kielfinne den Foils und dem angeströmten Unterwasserschiff (wie beim Gleitmotorboot) sowie die statischen also durch die Verdrängung des Wassers. Wo der Resultierende Kraftvektor aus diesen ganzen Auftribskräften liegt ist schwer zu schätzen. Klar ist aber dass er in jedem fall weiter in lee liegen muss als der Werktor der Gewichtskraft da das Schiff ja sonst umfallen würde weil es kein aufrichtendes Moment hätte. Ob die Foils nun 40 50 oder 70% der Gesamtauftriebskraft übernehmen kann man sicher nicht so sagen da es sich ja je nach Geschwindigkeit Wellenform und Trimm ständig ändert. Aber das es in spitzen 5 to sein können kann ich mir schon vorstellen wenn zu der vorwärtsbewegung noch ein eintauchen nach einem Sprung von der Well kommt dann wird das Full ja mit hoher Geschwindigkeit schräg von unten angeströmt.
    NUN ZUM AUFTRIEB DER KIELFINNE:
    Diese generiert deshalb Auftrieb wenn sie abgekantet ist weil bei den neueren Konstruktionen eine geneigte Drehachse verwendet wird. Das Bedeutet dass die Achse auf der der kiel im Rumpf hängt, nicht parallel zur Wasseroberfläche ist sondern Vorne höher liegt als achtern. Dadurch hägt die rinne wenn sie senkrecht nach unten hängt parallel zur mittschiffslinie Wenn der Kiel aber ausschwenkt dann ist die Vorderkante der Finne höher als die hinterkante Das Profil hat also einen Anstellwinkel zum Wasser und erzeugt eine Auftriebskraft bei Fahrt. Dies ist übrigens auch bei den Volvo Ocean 65 so gemacht.

    Ich hoffe ich habe alle Klarheiten beseitig

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    • avatar christoph sagt:

      Ich sehe gerade das Johannes B das mit dem Anstellwinkel ja auch schon erwähnt hat. Habe wohl zu lange gebraucht meinen Aufsatz zu schreiben 😉

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    • avatar eku sagt:

      Hatte die letzten Tage wenig Zeit (nicht wg VG verfolgen – das kam erschwerend hinzu)
      Der entscheidende Hinweis war für mich der mit der Drehachse – ja hatte ich auch schon im Kopf, aber irgendwie eine Gedankenblockade. Leicht zum Heck weg neigen und es erklärt sich alles zumindest im groben. Für Details sind wir eh nicht zuständig. Danke für die Erklärung und Auflösung der Blockade 🙂

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  5. avatar Sven 14Footer sagt:

    Vielen Dank für die fachlichen Kommentare und den guten Artikel. Alle Kommentare ohne Polemik und Besserwisserei. Eine fachliche Diskussion und Wissenaustausch. Ich danke dafür dem autor und allen Kommentatoren. Habs gerne gelesen und mich damit schlau gemacht.

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  6. avatar meerkater sagt:

    Die Spannende Frage wird sein, ob Boris Herrmann nicht nur ein Schiff hat, sondern auch genug Budget zusammenbekommt, damit er die Foils auf dem aktuellen Stand der Entwicklung halten kann, mit neuen Schwertkästen, an womöglich anderer Position usw.
    Denn bei der nächsten VG, werden die Foils sicher bei 60-80% sein und dann umgekehrt die Rümpfe weniger beitragen. Höchsten das Gewicht ist dann ein Thema und leichter ist wieder extrem teuer.

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