The big womper

Med en højde på 57 meter er det ikke bare den højste vinge der nogensinder er bygget til en sejlbåd, men også en vinge der er længere end hvad man finder på en 747 (64m), A380 (80m) eller B52 (56m), som man da ellers har indtryk af er nogle ordentlige krabater. (De angivne tal er det samlede vingefang).

Vinger er ikke noget nyt i sejlsport eller Americas Cup for den sags skyld. Mange af de højt specialiserede fartmaskiner som jagter den absolute fartrekord på vand, så som Macquarie Innovation, Vestas Sailrocket og Wot Rocket har alle vinger af vidt forskelligt design, men de er alle konstrueret til at sejle stærkt på en bestemt halse og gerne kun på halvvind.

Udfordringerne er anderledes når man skal kunne sejle alle kurser på en bane, og også gerne på begge halser.

Macquarie Innovation, foto Steb Fisher

Hvad er teorien
De fleste er nok bekendt med at aerodynamikken der holder en flyver i luften, er den samme som driver en sejlbåd fremad (med mindre man er på platlæns).

Og kigger man på vingeprofiler på forskellige flytyper, ser man at jo hurtigere flyet skal flyve, jo fladere er profilet.

Med et normalt sejl prøver man at efterligne et vingeprofil – et dybere sejl giver mere power men et fladere sejl har højere topfart (hvis båden da kan slæbes op i fart).

Masten vil dog altid give turbulenser på begge sider af sejlet og dermed reducere sejlets effektivitet. Et skridt på vejen til at minimere turbulensen og øge riggens effektivitet, er en roterende vingemast som man ser det på de fleste flerskrogsbåde.

Ved at rotere masten meget får man et dybere sejl, og roterer man den ind, får man et fladere sejl (den simple version), så ud over at have reduceret turbulensen har man også en øget mulighed for at justere sejlets dybde.

Øges farten eller blæser det op, roteres masten ind for at minimere ”drag” og mindske ”power”. Hvis det blæser mere end man kan holde, er masten roteret nok ind til at lave minimal drag og hvis sejlet twistes, vil den øverste del helt miste trækket mens bunden fortsat trækker.

Næste skridt er så vingen. Problemet er at have et justerbart profil som også er så optimalt som muligt på begge halser.

En af de klasser der mest har eksperimenteret med fast vinge er C-cat, som i dag ikke bruger bløde sejl mere. Også i A-Cat har der været et par faste vinger og Start & Stripes fra Americas Cup i 1988 er også et godt eksempel.

Øverst ses en fast vinge med optimal airflow. Vakum på læ forkant som trækker fremad og let passage af luft på luv side.
Derefter en vinge med 2 lodrette sektioner. Man opnår næsten samme flow på riggen, det er dog vigtigt at få helt styr på hvordan det optimale flow er mellem sektionerne. De vil typisk være hængslet så de forskyder sig lidt.
Vingemasten med "blødt sejl" kan fortsat lave et pænt flow på læ side, men der vil opstå mindre turbulenser ved overgangen mellem mast og sejl på luv side. Hvis masten roteres ind, vil der også opstå turbulens på læ side.
En ikke roterende mast genererer turbulens på begge sider af sejlet.
Håber mit forsøg på en skitse kan forstås.

For at vingen kan fungere på begge halser, skal den bestå af nogle lodrette sektioner som kan justeres i forhold til hinanden. C-cat'en har restriktioner på sejlareal (ikke nogen spiler), så derfor har de behov for at kunne justere vingens dybe meget og har derfor gerne 3 lodrette sektioner. BMW Oracle Racing og Alinghi har ingen begrænsninger, så de kan godt nøjes med en 2 sektioners vinge og så supplere med en genakker på læns. 2 sektioner er simplere at trimme og kan bygges lettere. Da hastighederne på disse både ligger på omkring 2,5 gange vindens hastighed, vil de under alle omstændigheder kun have brug for et hult sejl ved acceleration fra stilstand.

Ser man på BOR's ”big WOMPER” som den kaldes (Wing Of Massive Power), så har den også 8 vandrette sektioner på bagerste halvdel af vingen. Da man ikke kan twiste og/eller rebe en vinge på samme måde som man kan med et sejl, er det nødvendigt at kunne reducere power i toppen for ikke at vælte i hård luft, men samtidig kan der holdes fuld kraft i bunden af riggen. Det gøres ved at indstille de 8 sektioner individuelt alt efter forholdene. Her er en af vingens styrker at der ikke er noget der flagre og genererer drag og uro når der lukkes op i toppen.

Hvad med krafterne og vægten
Generelt vil riggens krafter på platformen reduceres. Vingen står på mastestøtten og roteres efter behov. En konventionel rig på en flerskrogsbåd har ikke en kick, men en stor skødeskinne som går fra den ene side til den anden.

Der skal kun ringe fantasi til for at forestille sig med hvilken kraft der skal hives i skødet for at holde kappen inde på et sejl der sidder på en 61 m høj mast. Den del er helt væk.

Ben Hall fra Hall spars i USA havde i 2007 bygget sig en vinge til sin A-Cat. Han sagde at han gik fra en 1:8 udveksling på storskødet til 1:2.


Ben Hall på sin A-Cat med vinge.

Vægten af vingen vil nok overgå et sejls vægt, men man kan så også fjerne bom, reducere gearingen på skødet, i dette tilfælde ned skalere hydraulikken så alt i alt er forskellen ikke så stor.

Hvornår ser vi en vinge på Alinghi.
Det er et godt spørgsmål. Og det er mindst lige så godt et spørgsmål om BOR vil bruge deres til februar.

I min tidligere blog har jeg jo spået at begge teams nok ville teste et par master med bløde sejl og en fast vinge hver, og det er kun en fast vinge på Alinghi vi mangler at se for at det går i opfyldelse.

Rygterne siger da også at Ernesto Bertarelli har en af de førende vinge specialister på lønningslisten, men på den anden side er tiden ved at løbe ud.

Alinghi anslås at værre lettere end BOR, så de kan måske nok slippe afsted med en mindre effektiv rig. Og da der ikke er nogen restriktioner på mastehøjden, kan man komme langt med rette mast/sejl kombination, og man spare sig trods alt for en masse riggen til og riggen af bøvl, ved bare at have et sejlet man kan tage ned.

BOR har 250 sensore der opsamler 26.000 målinger i sekundet. Hvis 3 af de målinger er vindhastighed, vindretning og bådfart, burde de nok hurtigt kunne vurdere om vingen kan bruges :-)
Men effektiviteten skal også være noget større end traditionelt sejl, for vingen er lavere end deres tidligere master, arealet ser ud til at være mindre og de sejler den (indtil videre) uden forsejl.

Men der er kun omkring 40 dage tilbage til at lære og bruge den, for så skal tingene så småt til at pakkes sammen og sendes til Valencia.

Jeg fik en mail fra Glenn (BOR's træner) i mandags i anden anledning, og der skrev han bl.a. følgende: ”We have a big wing going on tomorrow all being well….. Crazy really but very cool.” - det er meget sigende :-)