EP0059344A1

EP0059344A1 - Windsurfboard

Info

Publication number: EP0059344A1
Application number: EP82100958A
Authority: EP
Inventors: Emil Dipl.-Ing. Weiland
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-10
Publication date: 1982-09-08
Also published as: DE3107402C2; DE3107402A1

Abstract

Das Heck (11) eines Windsurfboards (10) wird scharfkantig senkrecht zur Fahrtrichtung ausgebildet und mit einem oder mehreren vorstehenden Verdrängungskörpern (12) versehen, wobei diese an der Unterseite der seitlichen Ränder nach vorne spitz zulaufende Finnen (13) aufweisen; damit werden die hydrodynamischen Eigenschaften sowohl bei schwachen als auch bei starken Winden verbessert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Windsurfboard, wie es im Wassersport allgemein bekannt ist. Solche Boards werden generell zwischen zwei Grenzbereichen betrieben und zwar bei schwachem Wind und Fahrt mit niederer Geschwindigkeit und bei starkem Wind mit hoher Geschwindigkeit.
Im ersteren Fall wird der Auftrieb fast ausschließlich auf hydrostatischem Weg erzeugt. Das heißt, das Board verdrängt ein dem gesamten Gewicht entsprechendes Wasservolumen. Der Widerstand wird auf hydrodynamischem Weg erzeugt und setzt sich im wesentlichen aus dem Reibungswiderstand, dem Wellenwiderstand und dem Druckwiderstand zusammen. Jedem Surfboard bzw. jeder Surfboardausgestaltung liegt daher die Forderung zugrunde, es so zu formen, daß dieser Gesamtwiderstand möglichst niedrig wird. Hierbei spielt die Ausbildung des Boardhecks eine große Rolle, denn infolge von Ablöseeffekten der Strömung am Heck entsteht hier ein großer Anteil am Gesamtwiderstand . Bisher begegnete man diesem Umstand dadurch, daß für die sögenannte "Verdrängungsfahrt" ausgelegte Auftriebskörper mit einem mehr oder weniger spitz zulaufenden Heck versehen wurden,. wie dies ja allgemein bei Boots- und Schiffskörpern der Fall ist..Plötzliche Querschnittsveränderungen werden dadurch vermieden, Ablösungseffekte - wie vorstehend ausgeführt - weitgehend reduzier.t .
Bei einem Betrieb in starkem Wind werden weit höhere Geschwindigkeiten wegen des stark anwachsenden Widerstandes vor allem des sogenannten Wellenwiderstandes ,nur dann erzielt, wenn das Board eine solche Ausgestaltung erhalten hat, daß es im "Gleitzustand" betrieben werden kann. Das heißt, das Board muß in Fahrtrichtung unter einem bestimmten Winkel α zur Wasseroberfläche angestellt werden, Dies aber heißt, daß der Auftrieb in diesem Falle vorwiegend bzw. fast ausschließlich auf hydrodynammischem Wege erzeugt wird, denn das angestellte Board erfährt auf der Unterseite einen Überdruck, der über die aus der benetzten Länge und Breite des Boards resultierende Fläche die Auftriebskraft liefert. Da nun auf der Boardunterseite dieser Überdruck entsteht, werden zwangsläufig - wie bei einem Tragflügel auch - Randumströmungen gebildet, die die Ursache für den induzierten Widerstand sind, welcher von der sogenannten Streckung - also dem Verhältnis Länge zu Breite - abhängig ist. Dieser Widerstand ist wertmäßig sehr stark am hydrodynamischen Widerstand beteiligt, da die Surfboards generell eine niedrige Streckung aufweisen. Außerdem wird dieser Widerstand noch zusätzlich dadurch vergrößert, daß wegen des plötzlichen Übergangs durch die seitliche Umströmung und die Heckströmung das sogenannte "Sprühen" auftritt, das ebenfalls einen Widerstandsanteil verursacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Surfboard zu schaffen, bei dem der hydrodynamische Widerstand sowohl bei Verdrängungsfahrt, als auch im Gleitzustand verringert und damit eine Optimierung des Fahrverhaltens im gesamten für Surfbretter möglichen Geschwindigkeitsbereich erreicht wird.
Diese Aufgabe wird in einfacher und effektiver Weise durch die im Anspruch 1 und ggf. in den weiteren Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen gelöst. Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemaskizze eines Surfboards im Fahrbetrieb,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Heckausgestaltung eines Surfboards,
Fig. 2a eine Seitenansicht auf die Heckausgestaltung gemäß Fig. 2,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heckausgestaltung,
Fig. 4 eine Frontansicht der Finnenanordnung am Boardheck,
Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4

Die Fig. 1 zeigt ein Surfboard 10 im sogenannten Gleitzustand, also bei relativ hoher Geschwindigkeit. Dieses Board ist zur Wasseroberläche 15 in einem bestimmten Winkel 0I angestellt, wodurch ein bestimmter Teil des Boards "benetzt" wird. Am Heck bildet sich die sogenannte Heckströmung und aus der seitlichen Umströmung das "Sprühen". Um einen einwandfreien Gleitzustand herzustellen und einen weitgehend reduzierten Heckwiderstand zu erzielen, muß bei einem gleitenden Bootskörper das Heck scharfkantig senkrecht zur Fahrtrichtung "äbgeschnitten" sein. Dadurch ergibt sich aber ein Widerspruch zwischen den Gestaltungsregeln im Sinne eines minimalen Widerstandes für den Verdrängungs- und für den Gleitzustand.
Hier setzt die Erfindung ein und schafft eine Lösung, so daß mit einem Surfboard beide Fahrzustände wesentlich verbessert und zum Teil auch erst ermöglicht werden, denn Surfboards werden in der Regel in einem Übergangszustand zwischen Verdrängung und Gleiten betrieben. Gleiten ist aber mit einem für Verdrängung gestalteten Auftriebskörper nicht zu erreichen.
Durch die nachfolgend beschriebene und in den weiteren Figuren beispielsweise dargestellte Ausgestaltung eines Surfboards wird nun beiden Fahrzuständen gleichermaßen Rechnung getragen. Das heißt: die getroffenen Maßnahmen verbessern den hydrodynamischen Widerstand im Verdrängungsbetrieb ohne dabei einen schädlichen Einfluß auf das Gleitverhalten auszuüben. Außerdem dienen die vorgeschlagenen Maßnahmen der Reduzierung des induzierten Widerstands und des Sprühens ohne dabei einen nachteiligen Einfluß auf das Widerstandsverhalten im Verdrängungsbetrieb zu haben.
Dies wird nun dadurch erreicht, daß am rechtwinklig zur Boardlängskante abgeschnittenen Heck 11 ein oder mehrere Verdrängungskörper 12 angeordnet sind, deren Querschnittsverlauf über der Länge so gestaltet ist, daß sich ein stetiger Querschnittsübergang 14 im Heckbereich ergibt. Diese Maßnahmen dienen dazu, den Heckwiderstand zu vermindern ohne dabei die Gleitphase merkbar zu beeinflussen. Weiterhin werden im Bereich des Hecks 11 des Surfboards 10 an den seitlichen Rändern der Unterseite vorzugsweise nach vorne spitz zulaufende Finnen 13 (Strakes) angebracht , die die Randumströmung durch eine sogenannte "Endscheibenwir= kun^g" vermindern und dadurch die energieverbrauchenden Ranawirbel erheblich schwächen, wodurch in einfacher Weise eine beträchtliche Verminderung des induzierten Widerstandes erreicht wird. Durch genügend weites "Vorziehen" dieser Finnen 13 läßt sich auch das seitliche Sprühen verringern, was ebenfalls zu einer Widerstandsminderung führt. Vorzugsweise werden die Finnen 13 über die gesamte Länge des benetzten Bereichs (siehe Fig. 1) geführt.
Ihr Einfluß auf den hydrodynamischen Widerstand in der Verdrängungsphase ist vernachlässigbar klein, da nur der Reibungsanteil geringfügig erhöht wird.
Die Wirkung der Finnen 13 läßt sich nun noch dadurch steigern, daß sie nicht genau parallel zur Längsachse verlaufen, sondern zur Fahrtrichtung um einen Winkel angestellt wie es im Beispiel gemäß Fig. 2 gezeigt ist sind. Dadurch wirken sie dann wie Flügel geringer Streckung, die starke Randwirbel aufweisen. Durch zweckmäßige Abstimmung der Finnengeometrie und des Winkels kann erreicht werden, daß die Randwirbel am Boardrand, die den induzierten Widerstand erzeugen, praktisch aufgehoben werden.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß an den seitlichen Rändern des Boardhecks 11 je ein Verdrängungskörper 12 (Fig. 3) angeordnet ist, wobei diese Verdrängungskörper 12 so gestaltet sind, daß sie gleichzeitig als Finnen dienen. Hierzu wird eine zweckmäßige Ausgestaltung der Verdrängungskörper dadurch getroffenen, daß vom Kreisquerschnitt abgewichen wird und Höhe und Länge in ein richtiges Verhältnis gesetzt werden, um eine optimale Richtungsstabilität zu erhalten.

Claims

1. Windsurfboard, dadurch gekennzeichnet, daß das Heck (11) des Boards (10) scharfkantig senkrecht zur Fahrtrichtung ausgebildet und mit einem oder mehreren vorstehenden Verdrängungskörpern (12) versehen ist, die an der Unterseite der seitlichen Ränder nach vorne spitz zulaufende Finnen (13) aufweisen.

2. Windsurfboard nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finnen (13) zur Fahrtrichtung (F) um einen Winkel β (Fig. 2,4,5) angestellt verlaufen.

3. Windsurfboard nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den seitlichen Rändern des Hecks (11) je ein Verdrängungskörper (12) angeordnet ist, dessen Form so gehalten ist, daß er gleichzeitig als Finne (13) dient.