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Im Tiefflug über den Genfersee
Im Tiefflug über den GenferseeSTZ, Dezember 2019 - Ein Konsortium um Ernesto Bertarelli will im kommenden Jahr eine neue Rennserie mit Segelbooten starten, die auf Tragflächen über die Wasseroberfläche gleiten. Der Clou: Ein «Autopilot» steuert den Tiefflug der neuen Boote über die Wasseroberfläche
Der Katamaran, der am 20. August in Genf erstmals zu Wasser gelassen wurde, war kein Boot wie jedes andere. Es war der erste Vertreter der neuen Bootsklasse «TF35». «Das TF35 ist etwas Besonderes, weil es ein Boot ist, das mit der neuesten Technologie gebaut wurde, die aus dem America’s Cup kommt», sagt Ernesto Bertarelli. Der Pharmamilliardär und Besitzer des Segelteams «Alinghi» ist einer der Financiers, die hinter der Entwicklung der neuen Bootsklasse stehen. Im kommenden Jahr will das Konsortium eine neue Rennserie mit TF35-Booten starten, die die bisherigen Rennen mit Katamaranen der Klasse D35 ablösen sollen. Im Vergleich zu den D35-Booten wird die TF35-Klasse das Segeln buchstäblich auf ein neues Level heben: Die Boote werden – genügend Wind vorausgesetzt – nicht mehr schwimmen, sondern auf Tragflächen «im Tiefflug» über das Wasser gleiten.
Mit Tempo 100 übers Wasser
«Folien» heisst das auf Segler-Denglisch. Foiler, also Segelboote mit Tragflächen, sind eigentlich nichts Neues. Bereits 1938 bauten die Amerikaner Robert Gilruth und Bill Carl einen knapp vier Meter langen Katamaran mit Tragfläche. Das Boot hob bereits bei einer Windgeschwindigkeit von fünf Knoten ab und erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von immerhin zwölf Knoten. Später waren es dann Franzosen, die das Segeln mit Tragflächen vorwärtsbrachten: Den ersten hochseetauglichen Foiler, den Trimaran «Paul Ricard», baute Éric Tabarly. 1980 pulverisierte er damit den 75 Jahre alten Rekord für die schnellste Atlantik-Überquerung mit einem Segelschiff. Ein Vierteljahrhundert später baute Tabarlys Landsmann Alain Thébault den foilenden Trimaran «Hydroptère», mit dem er 2009 eine Seemeile mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von mehr als 50 Knoten zurücklegte. Bereits ein Jahr zuvor hatte die «Hydroptère » bei einem Rekordversuch kurzzeitig die Spitzengeschwindigkeit von 113 km/h erreicht, bevor das Boot mit einem Tempo von gut 100 km/h kenterte und schwer beschädigt wurde. An der Entwicklung der «Hydroptère» war auch die EPF Lausanne beteiligt. Waren «Paul Ricard» und «Hydroptère» noch Exoten, wurde das Foilen spätestens mit dem America’s Cup 2013 salonfähig. Für die 24. Auflage des Wettbewerbs hatte man die neue Bootsklasse «AC72» geschaffen. Diese 72 Fuss langen Katamarane hatten starre Flügelsegel und Hydrofoils, auf denen sie typische Renngeschwindigkeiten von 30 und Top-Speeds von mehr als 40 Knoten erreichten. Inzwischen sind die fliegenden Boote im Segelsport weit verbreitet. Die Tragflächen sind nicht mehr nur den millionenschweren Yachten des America’s Cup vorbehalten, man findet sie inzwischen an Booten aller Grössenklassen bis hinunter zu kleinen und auch für Hobbysegler erschwinglichen Einhand-Jollen.
Auch Greta „flog“ über den Atlantik
Auch Hochsee-Rennyachten mit nur einem Rumpf sind heute häufig auf Tragflächen unterwegs. Der nächste America’s Cup beispielsweise wird mit foilenden 75-Fuss-Einrumpfbooten ausgetragen. Und selbst die junge Klimaaktivistin Greta Thunberg flog bei ihrer öffentlichkeitswirksamen Reise im Segelboot zum UNKlimagipfel nach New York eben doch ein wenig: Thunberg reiste mit der «Malizia II», einer foilenden Hochseejacht, mit der der deutsche Skipper Boris Herrmann im kommenden Jahr an der Vendée Globe teilnehmen will. Die Non-Stop-Regatta, die entlang des Südpolarmeers im Bereich der sogenannten Roaring Forties einmal um den Globus führt, gilt als härteste Einhandregatta der Welt.
Autopilot macht den Tiefflug beherrschbar
Von den Roaring Forties zurück zum Genfersee, wo der neue Foiler TF35 schon bei seiner ersten Ausfahrt einen prächtigen Eindruck macht. Das Boot ist sprichwörtlich schneller als der Wind. Bei einer Windgeschwindigkeit von neun Knoten erreicht es vor dem Wind eine Geschwindigkeit von 17 Knoten. Mit dem Wind im Rücken fliegt das TF35 sogar mit 23 Knoten über den Genfersee, also mehr als doppelt so schnell wie der Wind. Noch beeindruckender als die Geschwindigkeit ist aber der Umstand, dass das TF35 quasi mit Autopilot über den Genfersee fliegt: Die Flughöhe und der Pitch, also die Bewegung des Bootes um die Querachse, werden vom Computer gesteuert. Bisherige Foiler stellen hohe Ansprüche an das Können der Crew: Bei Skipper und Trimmer ist stets volle Konzentration gefordert, um das Boot im stabilen Tiefflug zu halten, und die Koordination der gesamten Crew muss stimmen. Bei hohen Geschwindigkeiten kann schon der kleinste Fehler dramatische Folgen haben. Vor allem die Wendemanöver mit Foilern stellen auch die besten Segler der Welt manchmal vor unlösbare Aufgaben. Hier setzt das computergesteuerte Flugassistenzsystem des TF35 an: Der Computer steuert die Flughöhe und den Pitch des Bootes, die Crew kann sich auf das eigentliche Segeln konzentrieren, das nach wie vor «von Hand» stattfindet. Der Kopf hinter dem Flugsteuerungssystem ist Luc du Bois. Der Waadtländer, selbst Top- Segler und Olympia-Teilnehmer, ist einer der weltweit führenden Köpfe, wenn es um die technische Weiterentwicklung des Segelsports geht. Von 1998 bis 2017 war du Bois für verschiedene Teams in sieben America's Cup-Kampagnen engagiert. Unter anderem half er als Mitglied des technischen Teams von «Team New Zealand», den Katamaran für den America’s Cup 2013 in San Francisco zum Fliegen zu bringen.
Computer steuert die Flughöhe
«Man kann sich die Arbeitsweise des TF35- Flugsteuerungssystems vorstellen, wie den Autopiloten eines Flugzeugs, der ausschliesslich das Höhenruder steuert», erklärt du Bois. Das Flugsteuerungssystem des TF35 steuert einzig die Foils. «Entscheidend ist, dass Flughöhe und Pitch des Bootes möglichst konstant bleiben», erklärt du Bois. Dafür müssen die Ruderklappen an den Tragflächen des Bootes ständig verstellt werden. Im Gegensatz zum «echten» Fliegen mit einem Flugzeug, das komplett von Luft umgeben ist, muss die Steuerung der Flughöhe sehr genau sein: Das Boot soll fliegen, doch die Tragflächen müssen immer unter der Wasseroberfläche bleiben. «Dafür brauchen wir eine Menge Informationen, denn beim Segeln verändert sich die Lage und Geschwindigkeit des Bootes ständig », sagt Luc du Bois. Der «Autopilot» des neuen Katamarans verfügt über einen Schallsensor, der den Abstand zur Wasseroberfläche misst, sowie über eine inertiale Messeinheit, die die Lage und Bewegungen des Bootes in drei Achsen überwacht. «Das System errechnet im Wesentlichen den Anstellwinkel und die Geschwindigkeit des Foils», so Luc du Bois. «Wenn wir diese Grössen kennen, wissen wir, wie die Klappen eingestellt werden müssen, um den gewünschten Auftrieb zu erzeugen.» Die Klappen werden dann durch Linear-Aktuatoren angesteuert. Die TF35 wird die erste Klasse fliegender Segelboote weltweit sein, in der die Flughöhe der Boote während des Rennens vom Computer gesteuert wird. Im Gegensatz zum TF35 mit seinen T-förmigen Foils sind grössere Foiler bisher meist mit L-förmigen Tragflächen ausgerüstet, die schräg ins Wasser gelassen werden. Daraus ergibt sich dann unter der Wasseroberfläche ein V-Profil. Dieses ermöglicht es, den Auftrieb passiv zu regulieren: Je höher das Boot aus dem Wasser kommt, desto kleiner wird der Teil des Profils, der unter der Wasseroberfläche den Auftrieb erzeugt. Das klingt zwar nach einer einfachen und eleganten Lösung, doch auch die L-Foils müssen immer wieder eingestellt werden. Bei grösseren Booten bringt das manuelle Verstellen der Tragflächen auch die fittesten Segler sehr schnell an die Grenzen ihrer physischen Leistungsfähigkeit. Luc du Bois kann sich deshalb vorstellen, dass Flugsteuerungssysteme zukünftig auch in anderen foilenden Bootsklassen zum Einsatz kommen. Beispielsweise an Bord der grossen Hochsee-Trimarane der Ultim-Klasse. Diese Boote werden auf Langstreckenregatten mit nur ein oder zwei Mann Besatzung gesegelt und foilen deshalb nur streckenweise. Ein Flugsteuerungssystem könnte helfen, das Potenzial dieser Yachten voll auszuschöpfen. Doch auch auf kleineren Booten könnte sich der «Autopilot» des TF35 als echter Game Changer herausstellen. Denn, so heisst beim TF35-Konsortium, das TF35 sei im Vergleich zu seinen Vorgängern mit dem Ziel entwickelt worden, «einem breiteren Publikum von Seglern Folien auf höchstem Niveau anzubieten ». Der Begriff «breiteres Publikum» ist hier allerdings relativ zu verstehen: Erst einmal werden für den Start der Rennserie im kommenden Jahr acht Boote gebaut. Den Preis für einen TF35-Katamaran bezifferte der TF35 Class Manager Betrand Favre im Interview mit dem Fernsehsender CNN mit rund 750 000 Euro – ohne Segel.
Vom Genfersee aufs Meer
Während die Regatten mit den Vorgängerbooten der D35-Klasse ausschliesslich auf dem Genfersee stattfanden, sollen die T35- Boote ihre Rennen auf unterschiedlichen Gewässern austragen. Das Boot ist so ausgelegt, dass es auf Seen ebenso gesegelt werden kann wie auf dem Meer. Zwar sind die ersten Regatten 2020 ebenfalls auf dem Genfersee geplant, nach dem Bol d’Or sollen jedoch zwei Rennen auf dem Meer folgen. Auch über den Transport und die Ersatzteilversorgung haben die Entwickler des TF35 sich frühzeitig Gedanken gemacht. Weil der 20 Meter hohe Carbonmast in zwei Teile zerlegt werden kann, passt ein TF35 vollständig in einen 40-Fuss-Seecontainer. Der Transport der Boote zu den verschiedenen Austragungsorten soll gemeinsam stattfinden. Der Umstand, dass alle Boote identisch sind, ermöglicht es zudem Ersatzteile, zu vertretbaren Kosten, herzustellen und bereitzuhalten. Ernesto Bertarelli gibt sich für den Start der neuen Rennserie optimistisch: «Meine Hoffnung für das neue Design ist, dass es nicht nur so erfolgreich ist wie das D35, sondern dass es auch international auf offenem Meer zu einer konkurrenzfähigen Klasse wird.»
Autor: Hendrick Thielemann
Bildquelle: Loris von Siebenthal
Artikel aus der STZ: Ausgabe Dez. 2019