Alain Thébault hatte einen Traum…

Ehrgeiziges Segel-Forschungsprojekt vorgestellt.

In Ecublens am Genfer See wurde das sicherlich innovativste Segelschiff unserer Zeit vorgestellt. Der 10,80 Meter lange und 10 Meter breite l’Hydroptère.ch ist das zweite Schiff von Skipper und Visionär Alain Thébault. Ihm steht nun ein Laborschiff zur Verfügung, das helfen soll, die Segelschifffahrt zu revolutionieren und Rekorde purzeln zu lassen,  aber auch Windenergie für  maximalen Vortrieb auf Schiffen zu erforschen (www.mediamaritim.de/blog/rekorde/segel-rekordversuch-mit-lhydroptere-geplant/#more-5969).

Der Franzose Alain Thébault arbeitet bereits seit 1985 mit seinem französisch-schweizerischen Team an einem “fliegenden” Segelschiff, das kaum noch Wasser verdrängt, sondern mittels Foils (Kufen) über das Wasser fliegt, und so Geschwindigkeiten von 100 km/h erreichen kann. 2009 stellte die Crew mit dem 18 Meter großen l’Hydroptère Weltrekorde auf 500 Metern und einer Seemeile auf. In Deutschland war der l’Hydroptère dieses Jahr auf der Kieler Woche zu erleben, mit Leichtigkeit segelte die Crew 42 Knoten (www.mediamaritim.de/blog/personality/an-bord-des-fliegenden-trimaran/#more-8019).

Dieses futuristische Segelschiff wurde speziell für Geschwindigkeitsrekorde gebaut, doch jetzt will Thèbault beweisen, dass sein Schiffstyp auch Ozean in Rekordzeiten überqueren kann. “Da sind Kompromisse gefragt und zwei Hauptprobleme zu lösen. Unser aktuelles Schiff hebt bei etwa 12-15 Knoten Wind mit den Foils ab und segelt dabei doppelt so schnell wie der Wind bläst. Also müssen wir die Segeleigenschaften auch bei wenig Wind stark verbessern. Dieser Aspekt ist sehr wichtig, da Hochseerennen oft in windarmen Zonen entschieden werden. Die zweite Anforderung ist schweres Wetter mit hohem Seegang, dafür muss das neue Schiff an Stabilität gewinnen, ohne dabei zu schwer zu werden.” so Skipper Thébault.

Das Forschungsteam unter Leitung von Jean-Mathieu Bourgeon will nichts dem Zufall überlassen, so wurde ein 1:3 reduziertes Modellschiff gebaut und heute der Öffentlichkeit vorgestellt, der l’Hydroptère.ch. Das Laborschiff, ausgestattet mit über 40 Sensoren aller wichtigen Funktionen an Bord, soll die am PC berechneten Werte bestätigen, aber, man will auch neue Erkenntnisse für das geplante 30 Meter lange Allround-Schiff der Superlative gewinnen, dem l’Hydroptère maxi. Ziel ist es, Windenergie  maximal in Vortrieb umzuwandeln um alle Hochseerekorde zu brechen, aber vor allem die Welt in etwa 40 Tagen zu umrunden. Derzeit liegt die Marke bei 48 Tagen.

Das Hydroptère-Projekt

Als Kind träumte Alain Thébault davon, mit einem Boot über das Wasser zu fliegen. 1994, im Anschluss an eine 10-jährige Phase des Forschens, Experimentierens und Kennenlernens interessierter Menschen verwirklichte er seinen Traum und flog an Bord eines 60-Fuß-Trimarans, dem er den Namen «l’Hydroptère» gab, zum ersten Mal über die Meeresoberfläche.

Der l’Hydroptère ist ein außergewöhnliches Boot, das über das archimedische Prinzip hinausgeht navigiert. Dies bedeutet, dass die Rümpfe infolge des Auftriebs, der von den Foils erzeugt wird, von der Wasseroberfläche abheben. Die Foils bleiben dann als einzige Teile des Bootes mit dem Wasser in Kontakt; der Wasserwiderstand wird dadurch stark vermindert, was wiederum zu Geschwindigkeiten führt, die jene herkömmlicher Boote erheblich übersteigt.

Im Jahr 2005 überquert der fliegende Trimaran den Ärmelkanal schneller als der Luftfahrtpionier Louis Blériot 1909. In 34 Minuten und 24 Sekunden gelingt die Überfahrt von Dover nach Calais bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 33 Knoten. Alain Thébault und seine Crew beschließen daraufhin, Hochseerekorde kurzzeitig außer Acht zu lassen und sich nur noch auf die absolute Geschwindigkeit zu konzentrieren.

2009 stellt das l’Hydroptère mit 51,36 Knoten (95 km/h) über 500 Meter und 50,17 Knoten (93 km/h) über die Seemeeile zwei absolute Geschwindigkeitsrekorde auf und wird damit das schnellste Segelfahrzeug der Welt (www.mediamaritim.de/blog/personality/der-fliegende-franzose/#more-5064).

Die Besonderheit des l’Hydroptère besteht also in seiner zweifachen Leistungsfähigkeit: bei der Jagd nach Geschwindigkeits- und Hochseerekorden.

Immer schneller, höher und weiter….

Das Projekt Hydroptère  beschränkt sich aber nicht nur auf die Leistungen des 60-Fuß-Trimarans. Alain Thébault und sein Team haben beschlossen, die technologischen und geografischen Grenzen mit der Konzeption zweier neuer Boote auszudehnen, um alle bestehenden Hochseerekorde, insbesondere für den Pazifik und den Atlantik, zu schlagen. Der größte Traum des Teams: die Erde in etwa 40 Tagen zu umrunden.

Mit dem l’Hydroptère.ch wird das Ziel verfolgt, einen polyvalenten Prototypen mit einem starken Geschwindigkeitspotential für alle Wind- und Meeresbedingungen zu konstruieren, um geometrische Parameter und das Verhalten unter reellen, unterschiedlichen Bedingungen in Hinsicht auf die Konzeption des l’Hydroptère maxi testen zu können.

Gewissermaßen als Synthese aus den mit l’Hydroptère und l’Hydroptère.ch gemachten Erfahrungen entsteht das große Hochsee-Mehrrumpfboot, der l’Hydroptère maxi.

Die unter dem Namen Hydroptère geführten Programme sind wissenschaftliche und technologische Projekte, die darauf zielen, die Welt des Segelns zu revolutionieren und dieses innovative Konzept der « fliegenden » Boote weiterzuführen.

Bis zum Jahr 2014 hofft das Hydroptère-Team, über drei Boote zu verfügen, um die Rekorde der absoluten Geschwindigkeit, der Atlantik- und Pazifiküberquerung sowie der Weltumrundung angehen zu können.

Die Experimentalphase

Um den l’Hydroptère Maxi zu konzipieren, orientierten sich die Projektteams an der experimentellen Vorgehensweise, die Alain Thébault für die Entwicklung des l’Hydroptère verwendete. In dieser Phase wurden nach drei Prototypen  die letzte Ausführung 1994 mit einer Länge von 18 Metern und einer Breite von 24 Metern umgesetzt.

Im Rahmen dieses neuen Projekts ist die Versuchsplattform in reduziertem Maßstab nicht als Modell im herkömmlichen Sinn zu verstehen. Es handelt sich vielmehr um eines der größten  Regattasegelboote des Genfersees. l’Hydroptère.ch, der kleine wegbereitende Bruder des zukünftigen Maxi ist 10,85 Meter lang und 10,40 Meter breit. Das künftige Maxi-Mehrrumpfboot befindet sich gegenwärtig in der Planungsvorstufe und dürfte wohl drei Mal so groß wie der l’Hydroptère.ch. werden.

Ein hybrides Segelboot für optimale Polyvalenz

Die zahlreichen Fahrten auf dem 60-Fuß-l’Hydroptère führten zum Aufbau eines regelrechten Kompetenzfeldes und lieferten umfangreiche Daten im Bereich der Navigation mit Foils. Der l’Hydroptère ist sehr leistungsstark, sobald der Wind ein «Abheben» ermöglicht, wurde aber  hingegen nicht dafür entwickelt, bei schwachem Wind eine ähnliche Leistung zu erbringen.

Die  anvisierten Hochseerekorde mit dem l’Hydroptère Maxi erforderte die Entwicklung einer polyvalenten Plattform. Die Wetterbedingungen bei einer Ozeanüberquerung und besonders bei einer Weltumsegelung sind  relativ heterogen und es hat sich gezeigt, dass Geschwindigkeitsrekorde  auf diesen Routen oft in windarmen Zonen  entschieden werden.

Also wurde bei der Konzeption vom l’Hydroptère.ch darauf geachtet, die erworbenen Erkenntnisse hinsichtlich der Geschwindigkeit und Verhalten des Bootes beizubehalten bzw. zu optimieren, und gleichzeitig an seiner Polyvalenz und seine Segeleigenschaften bei schwachem Wind zu arbeiten.

Zu diesem Zweck hat das Design-Team eine hybride Plattform entwickelt, die in archimedischer Version leistungsstark bleibt, wenn die Wetterbedingungen ein Abheben des Bootes nicht zulassen. Gleichzeitig behält es  das starke Flugpotential, um sich von der Konkurrenz bei entsprechenden Windbedingungen abzusetzen.

Eine neuartige Geometrie

Der l’Hydroptère.ch sollte aber ebenfalls eine neue Geometrie der Plattform testen. Zahlreiche Daten konnten dank des aktuellen 60-Fuß- Trimarans, der mit zwei Foils und einer zentralen Hydrofoil ausgestattet ist, zusammengetragen werden.

Um das Gleichgewicht in der Flugphase  auch für den l’Hydroptère maxi  zu verbessern, wollten die Bootscrew, die Ingenieure und Techniker eine neue Art von seitlichen Ruderblättern, testen; letztendlich hat man sich für eine Katamaranversion mit einem strukturellen zentralen Rumpf entschieden. Somit ist der l’Hydroptère.ch nicht mehr wie der 60 Fuß l’Hydroptère mit einer einzigen, sondern mit zwei kompletten Steuerstrukturen, bestehend aus Ruderblatt und Tragfläche, ausgestattet.

Was die Plattform selbst betrifft, so besteht der Katamaran aus einem zentralen strukturellen Rumpf, sowie aus V-förmigen Foils , wie bei dem 60 Fuß-l’Hydroptère.

Die Entscheidung für die V-förmigen Foils entspricht dem Wunsch, die Erfahrungswerte,die das grundlegende Element des l’Hydroptère betreffen, beizubehalten.

Ein Laborboot

Der l’Hydroptère.ch soll bestätigen, dass mit der Entscheidung für die neue Geometrie die richtige Entscheidung getroffen wurde. Darüber hinaus soll die Wirkung zahlreicher Parameter auf die Leistung des Segelbootes abgeschätzt werden. Das Boot ist also ein regelrechtes «schwimmendes Labor», ausgestattet mit einem originellen mechanischen System, das diverse Einstellungen während der Navigation erlaubt. Die Position der Foils und ihr Anstellwinkel oder auch der Trimm der Plattform sind Parameter, die ohne weiteres reguliert werden können, um ihren Einfluss auf das Verhalten und die Leistung während der Navigation zu beurteilen.

Außerdem wird das Boot mit einer elektronischen Meßvorrichtung versehen, um eine exakte Erfassung aller Einstellungen und meteorologischer Daten sowie der diversen Kräfte, die auf die verschiedenen Elemente einwirken, zu gewährleisten. Die Analyse all dieser Meßdaten ermöglicht letztendlich, diejenigen architektonischen Entscheidungen zu treffen, auf denen die Konstruktion des l’Hydroptère Maxi beruhen wird.

Im Brennpunkt: Was ist neu an dem l’Hydroptère.ch?

Die Erfahrung, die auf dem 60 -Fuß-l’Hydroptère gemacht wurde, hat ganz deutlich gezeigt, wie wichtig eine Abstufung an den Schwimmern ist, wenn diese bei hoher Geschwindigkeit auf die Wasseroberfläche treffen. Im Gegensatz dazu wirken sich diese abgestuften Schwimmer nach dem archimedischen Prinzip bei geringen Geschwindigkeiten sehr negativ auf die Leistung aus, da sie starke Turbulenzen erzeugen.

Eine besondere Innovation an dem l’Hydroptère.ch ist die Entwicklung von beweglichen Schwimmerunterseiten an der Vorderseite der Schwimmer. Dieses System ermöglicht es, über eine geradlinige Schwimmerunterseite zu verfügen, falls das Boot auf seinen Rümpfen navigiert und gegebenenfalls auf eine abgestufte Schwimmerunterseite umzustellen, wenn das Boot abhebt.

Einstellung der Foils

Ein komplexes mechanisches System wurde entwickelt, um die Foils mühelos heben und senken zu können, ohne das Boot während der Navigation stoppen zu müssen. Außerdem können hierdurch Einfall- und V-Winkel der Foils – zwei besonders wichtige Parameter für die Stabilität des Bootes während der Flugphase – bei voller Belastung reguliert werden. Diese Innovation ermöglicht es darüber hinaus, die besten Einstellungsspielräume zur Foilregulierung für unterschiedliche Arten von Windbedingungen, von Geschwindigkeit, Meereszustand (Wellengang) oder von Kursen zum Wind festzulegen. Ein Foil mit unterschiedlichen Einstellungswinkeln.

Anhebbare Steuerstrukturen

Der Katamaran wird mit einem System versehen, das die Steuerteile am Heck des Bootes anzuheben vermag, um dadurch den Wasserwiderstand des Bootes zu verringern.

Während der Navigation wird das Boot  nur über die leeseitigen Partien am Bootsende gesteuert. Da die luvseitigen Teile nicht notwendig sind, können sie aus dem Wasser genommen werden, wodurch der hydrodynamische Widerstand ganz erheblich verringert wird. Die Mechanik der Partien am Bootsende antwortet unter anderem auf die Anforderungen eines umfangreichen Lastenheftes: Radius des Ruderblattes zur Richtungsvorgabe, Variation des Einfallwinkels der Tragfläche für das Gleichgewicht in der Flugphase und die Fähigkeit, die gesamte Struktur entweder zur Hälfte oder ganz anzuheben, um sich an die Geschwindigkeit anzupassen, indem der geringstmögliche Wasserwiderstand erzeugt wird. Darüberhinaus ist die Feinabstimmung des Steuerruders ein entscheidender Faktor für die optimale Ausnutzung des Bootes, was das ausgeklügelte Übertragungssystem, das an die großen Geschwindigkeitsunterschiede angepasst ist, erklärt.

Bordmesssystem

Der l’Hydroptère.ch wird mit mehr als 40 Sensoren ausgestattet, mit Hilfe derer die Crew das Potential des Bootes, sowie die auf die Struktur einwirkenden Kräfte, kontinuierlich aufnehmen kann.

Das Ziel besteht darin, so viel Informationen wie möglich für die Entwicklung des l’Hydroptère maxi zu sammeln.

Mit dem Bordmesssystem können folgende Parameter gemessen werden:
die Belastungen der Foils, der Ruderblätter, der Takelage (Wanten und Vorstag) sowie die  gleitenden Schwimmerunterseiten
_  der Wind (Geschwindigkeit und Richtung)
die Geschwindigkeit des Bootes und seine Richtung
die Regelungen der Foils, der Ruderblätter und der hinteren Tragfläche

Das Design Team

Der wissenschaftliche Pol des Hydroptère Projektes befindet sich teils auf dem Campus der Eidgenössischen Technischen Hochschule (EPFL ) in Lausanne und teils in der Bretagne. Auf Anregung von Thierry Lombard und seines Sohnes Adrien, die das Projekt seit 2005 unterstützen, und um den Anforderungen der Partnerschaft mit der EPFL gerecht zu werden, kreierte das Hydroptère Projekt sein eigenes Design Team, zusammengesetzt aus 6 Ingenieuren und einem Schiffsarchitekten. Der Leiter dieses Teams, Jean-Mathieu Bourgeon, ist verantwortlich für Forschung und Entwicklung,.

Das Design Team besteht aus drei Ingenieuren und dem Schiffsarchitekten, die in Vollzeit in Lausanne arbeiten und von ihren 3 Ingenieurskollegen, die im französichen Teil des wissenschaftlichen Pols in der Bretagne tätig sind, unterstützt werden. Somit wirken die komplexen und spezifischen Kompetenzen, die zur Konzeption und Herstellung eines Hochseeracers mit absolut innovativer Navigationstechnik nötig sind, zusammen.

In der Schweiz ist Stéphane Dyen mit der digitalen Berechnung der Strömungsdynamik beauftragt. Davy Moyon kümmert sich um strukturelle Aspekte, Daniel Schmäh ist für die Materialien verantwortlich und Robin Amacher ist Schiffsarchitekt . In Frankreich ist Damien Colegrave der Versuchsingenieur an Bord des l’Hydroptère, Florian Goldenberg führt die Entwicklung des Flugsimulators weiter und Pierre Sissler ist der technische Zeichner, der die Pläne erstellt und die Herstellung auf der Werft B&B betreut.

Alain Thébault

Alain Thébault ist der Initiator des Projekts und Skipper des l’Hydroptère und auch des l’Hydroptère.ch. Seit seiner Kindheit verfolgt der 1962 geborene Alain Thébault denselben Traum: ein Boot über das Wasser fliegen zu lassen. Diese Leidenschaft für das Gleiten hat er mit einem Surfbord eines großzügigen Freundes in Guilvinec entdeckt. Beseelt von seinem Interesse für Mathematik und Mechanik zeichnet er die ersten Skizzen eines fliegenden Segelbootes, das er «l’Hydroptère» tauft. 1984 lernt Alain Thébault Eric Tabarly kennen und vermag ihn in sein Abenteuer einzubeziehen. Im Gegenzug schlägt Tabarly ihm vor, sein Pate zu sein und Alain Thébault die gesamte Verantwortung für das Projekt zu übertragen. Das Projekt wurde 1994 Wirklichkeit und das Leistungsvermögen des l’Hydroptère hat sich ständig weiterentwickelt, bis es schließlich 2009 das schnellste Segelboot der Welt wurde.

Sein jetziger Traum? Alle wichtigen Hochseerekorde zu erringen und den Jules Vernes Traum, um die Welt zu fliegen, weiterzuführen.

Die Opas

Seit Beginn seines Abenteuers  l’Hydroptère wird Alain Thébault von einigen eherenamtlich agierenden Ingenieuren, die zum größten Teil beriets in Rente sind und ehemals im Luftfahrtbereich tätig waren (Airbus, Dassault,…), begleitet. Sie arbeiten aktiv an den Konzeptionsphasen mit und beraten, in welche Richtung sich das Projekt weiterentwickeln soll. Diese acht ehrenamtlich mitwirkenden Ingenieure verfügen über Kompetenzen, die für die komplexe Entwicklung eines fliegenden Bootes nötig sind. Ihre Teilnahme an der Konstruktion ist von grundlegender Bedeutung: sie geben grünes Licht für die Daten und die vom l’Hydroptère -Team getroffenen Entscheidungen.

Die Werftarbeiten

Die Konstruktion des l’Hydroptère.ch ist das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit  einer  einer französischen und einer schweizer Werft.

Die in La Trinité-sur-mer gelegene Werft B&B, gewissermaßen der Heimathafen des l’Hydroptère, ist der hauptsächliche Schiffsbauplatz für den 60-Fuß-Trimaran. Dort wurden in Zusammenarbeit mit der Airbus-Produktionsstätte in Nantes bereits zahlreiche Teile hergestell. Im Rahmen des Projekts l’Hydroptère.ch, wurde die Werft B&B mit der Herstellung des Seitenflosse, der Auslegerarme, der Steuerstrukturen am Heck sowie der Foils beauftragt.

Die Werft DECISION SA aus Ecublens stellte die Schwimmer und den zentral gelegenen Rumpf her. Die Montage des l’Hydroptère.ch erfolgte ebenfalls in der Werft von DECISION SA, und wurde in gemeinsamer Arbeit von Bertrand Cardis’ Team und dem Design Team durchgeführt.

Der Arbeit dieser beiden Komposit-Spezialisten ist es zu verdanken, dass dieses Projekt unter Gewährleistung höchster Qualitätsstandards erfolgreich umgesetzt und somit ein außergewöhnlicher Prototyp geschaffen werden konnte.

Technisches Datenblatt

gleitende Schwimmerunterseite
Anhebbare Steuerstrukturen
Schwimmer
zentral gelegener Rumpf
Einstellung der Foils
Länge: 10,85 m
Länge über alles: 15 m
Breite: 10,40 m
Gesamthöhe: 21 m
Tiefgang: 2,5 m
Mast: 20 m
Maximale Segelfläche:
am Wind: 155 qm, vorm Wind: 200 qm