Wo liegen die Grenzen beim Speedfahren?
Das Thema, welche maximalen Geschwindigkeiten mit einem Windsurfbrett bzw. Kiteboard zu erreichen sind und wo die physikalischen Grenzen liegen, ist sicher für alle Speedfahrer interessant.
Die bisherigen Ergebnisse in Lüderitz mit idealen Bedingungen (flaches Wasser und viel Wind ) zeigen, dass die maximal erreichbaren Geschwindigkeiten bei ca 50-53 kt eingependelt haben.
Diese Werte wurden von verschiedenen Fahrern mit verchiedenen Brettern, Segeln und Finnen erreicht.
Nennenswerte Unterschiede gab es nicht, einer war sicher mal schneller, weil der Wind bzw. die Böen stärker waren bzw. das Equipment etwas besser.
Zieht man die Physik zu Rate, also betrachtet man die zur Verfügung stehende Vortriebskraft und den Widerstand, dann ist die Engeschwindigkeit erreicht, wenn beide gleich gross und entgegengesetzt sind, also Vortrieb = Widerstand.
Der Vortrieb ergibt sich aus der maximalen Segelkraft in Richtung Fahrtrichtung. Er hängt ab vom scheinbaren Windwinkel und der scheinbaren Windgeschwindigkeit. Dabei ist die maximale Segelkraft limitiert, dadurch, dass das Krängungsmoment durch das Fahrergewicht ausgeglichen werden muss.
Egal wie schnell man fährt oder wie gross das Segel ist, mehr geht nicht, sonst fliegt man hinter seinem Segel her. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit wird der scheinbare Windwinkel immer kleiner und damit auch der Vortrieb. Der Widerstand ergibt sich einmal aus dem aerodynamischen Segelwiderstand, dem Widerstand des Fahrers und dem hydrodynamischen Widerstand des Bords und der Finne. Je schneller man fährt, desto größer wird der Widerstand ( er quadratisch mit der Geschwindigkeit zu), während der Vortrieb mit der Geschwindigkeit stark abnimmt und nicht konstant bleibt.
Eine hohe Geschwindigkeit kann man bei konstanter Segelkraft damit nur bei sehr viel Wind erreichen, weil dadurch der scheinbare Windwinkel und damit der Vortrieb vergrößert wird.
Wenn man das alles durchrechnet ergebt sich das im Bild gezeigte Ergebnis, das die maximal erreichbare Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Windstärke zeigt.
Verbesserungen an der Ausrüstung zur Verkleinerung des Widerstandes (aerodynamische Verkleidung des Fahrers, flacher Segeltrimm) oder auch Erhöhung des Körpergewichts durch noch mehr Gewicht,
noch kleinere Gleitfläche, noch kleinere Finne, bringen nur marginale Verbesserungen, sie ändern aber nichts an den generellen Verhältnissen. Wir sehen, das bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit schneller als der Wind gefahren werden kann (Vs/Vt grösser 1). Die Grenze liegt bei ca. 60 kt. Darüberhinaus wird das das Verhältnis schlechter (Vs/Vt kleiner als 1), eine Erhöhung der Windstärke bringt nur eine geringe Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit. Um die bisherigen Ergebnisse wesentlich zu verbessern sind Windstärken von 50 – 60 kt erforderlich. Sie werden extrem selten auftreten und ein Handling unter diesen Bedingungen wird sicher nicht einfach sein. Somit ist es sehr unwahrscheinlich, dass sich der gegenwärtige Weltrekord wesentlich verbessert lässt.
Um die Berechnungstendenz zu verifizieren, wäre es toll, wenn die Speedfahrer die erreichten Geschwindigkeit über 500 m (kein 2s Ergebnis) unter Angabe der Windstärke in ein entsprechendes Diagramm eintragen. Den genauen Wind auf der gefahrenen Strecke zu erfassen ist natürlich schwierig aber besser als gar keine Windgeschwindigkeit anzugeben. Das Wasser sollte natürlich stehend sein und nicht fließen, um korrekte Werte zu erhalten. Das Resultat wird eine ähnliche Kurve sein.
Die Begrenzung der Vortriebskraft liegt einmal in dem kleiner werdenden Windwinkel aber insbesondere an der Limitierung der gesamten Segelkraft aus Stabilitätsgründen. Wird das Krängungsmoment, wie bei der Sailrocket 2, aero- und hydrodynamisch aufgefangen, kann man die zulässige Segelkraft erheblich vergrößern. Die Sailrocket 2 hat immerhin einen Weltrekord mit 69 kt erreicht. Allerdings ist der technische Aufwand dafür auch erheblich.
