P.T. MAGAZIN 05/2012

Segeln mit Nerven aus

Segeln mit Nerven aus Glas Im Rennsport können winzige Details über Sieg oder Niederlage entscheiden. Eine ausgetüftelte Sensorik hilft jetzt, Grenzen zu überschreiten. Wirtschaft Um zu messen, welche Kräfte auf das Segel wirken, haben die Forscher es mit einem Netz aus Glasfasern versehen DIE NUMMER EINS IN PREIS & LEISTUNG Unser Telefonanschluss, inklusive kostenfreien Telefonaten ins dt. Festnetz, ist mit 9,95 Euro, jeden Monat 20,- Euro billiger als der vergleichbare Telefonanschluss der Deutschen Telekom. Weitere Informationen unter: www.telefonanschluss.mobi | Tel: 0800 271 71 71 09 Die Sehnsucht nach immer neuen Rekorden hat den Bootsbau zu einem Hightech- Geschäft gemacht. Die Rennyachten, die heute bei den internationalen Regatten an den Start gehen, sind auf Höchstgeschwindigkeit getrimmte Sportgeräte. Seit Jahrzehnten werden die Boote optimiert, doch unlängst schien die Grenze erreicht: Bei der fünften Etappe des »Volvo Ocean Race« im Frühjahr 2012 von Neuseeland nach Brasilien erreichte nur eines von sechs Teams ohne technische Probleme das Ziel – alle anderen mussten unterbrechen oder aufgeben. Die Regatta eskalierte zur Materialschlacht. Dabei sind die Yachten die besten der Welt: „Diese Boote sind sehr gut gebaut“, beteuert Ian Walker, Skipper des Teams Abu Dhabi Ocean Racing. „Ich glaube nur, wir nehmen sie zu hart her und sie sind so steif und so leicht, dass ich glaube, sie müssen zwangsläufig brechen.“ Wie also baut man Yachten, die schneller sind als der Wind und doch so stabil, dass sie den harten Bedingungen auf hoher See trotzen können? Mit Sensorik auf Kurs gebracht Ein neues Sensorsystem vom Fraunhofer- Institut für Nachrichtentechnik HHI kann helfen, Schwachstellen rechtzeitig aufzuspüren und Segler warnen, wenn die Belastungsgrenze erreicht ist. Prof. Dr. Wolfgang Schade und sein Team in der (Foto: Fraunhofer HHI) Projektgruppe Faseroptische Sensorsysteme in Goslar haben Nerven aus Glas entwickelt, mit denen sich die Kräfte messen lassen, die auf Rümpfe, Masten und Segel wirken. Eigentlich wurde die Technik für das Monitoring von Windkraftanlagen erarbeitet. Dort sind Rotorblätter und Kabel hohen Belastungen ausgesetzt. „Mit faseroptischen Sensoren können wir Delaminationen oder auch Risse in einem frühen Stadium detektieren – lange bevor Brüche oder Ausfälle auftreten“, erklärt der Physiker. Das Herzstück der neuen Technik sind „Faser-Bragg-Gitter“, mikroskopische Strukturen, die in definierten Abständen in die Glasfaser integriert sind, und die den Brechungsindex verändern. Licht, das durch die Glasfaser rast, wird von diesen Gitterpunkten reflektiert. Die Wellenlänge des reflektierten Lichts ist abhängig vom Abstand der mikroskopischen Strukturen: Jede Dehnung oder Stauchung der Glasfaser verändert die Wellenlänge. Um das Reflexionsspektrum schnell und kostengünstig messen zu können, haben die Forscher ein Mini-Spektrometer entwickelt. Durch Analyse des Frequenzspektrums Signalverstärker können die Experten Rückschlüsse ziehen auf die Kräfte, denen die Glasfaser gerade ausgesetzt ist. Wind nutzen, schnell sein Die Idee, die Messtechnik auch auf Segelbooten einzusetzen, kam Schade während eines Törns im Herbst 2010: „Beim Segeln geht es darum, den Wind optimal zu nutzen und möglichst schnell zu sein, gleichzeitig muss man aber verhindern, dass die Belastungsgrenze überschritten wird. Faseroptische Sensoren können dabei helfen, die Kräfte, denen Rumpf, Mast und Segel ausgesetzt sind, während der Fahrt in Echtzeit zu bestimmen.“ Dass sich die Sensoren eignen, um den Segelsport voranzutreiben, konnte Schade wenige Monate später beweisen. Auf der Düsseldorfer Bootsmesse lernte er Jens Nickel kennen, den Chef der Segelwerkstatt Stade. In Nickels Werkstatt wurden in Zusammenarbeit mit dem Tuchhersteller Dimension Polyant ein Großsegel und eine Genua mit einem Spinnennetz aus Glasfasern, das 45 Messpunkte enthielt, versehen und beim anschließenden Probetörn vermessen. „Es stellte sich heraus, dass die Zugspannung im Segelkopf, ganz oben im Segel, höher war als bisher angenommen“, so Nickel. „Die Belastung im Schothorn, dem unteren, hinteren Teil des Segels und im gesamten Achterlieksbereich, der das hintere Ende eines Segels bildet, waren hingegen geringer als gedacht.“ Die Segelwerkstatt Stade nutzte die Daten sofort, um die Verarbeitung ihrer Segel zu optimieren. Mit App in den Wettkampf Als nächstes wollen Schade und sein Team die Messtechnik fit machen für den Einsatz im Wettkampf. „Wir haben jetzt Segellatten mit faseroptischen Sensoren ausgerüstet, die Sportlern künftig dabei helfen können, den optimalen Trimm zu finden. Das ist die Segelstellung, mit der das Boot bei bestimmten Wind- und Wellenverhältnissen am schnellsten ist“, so Schade. Die Ergebnisse der Sensortechnik sollen an Bord jederzeit und überall abrufbar sein – eine App, die das Abrufen der Echtzeitdaten via Smartphone erlaubt, hat Schades Team bereits entwickelt. Das neue Messsystem kommt unter dem Markenamen NextSailSystem demnächst auf den Markt. n Ihr Spezialist für Lichtwellenleiter-Technik. Wir lösen die durchgängige Kommunikation von Automatisierungsnetzwerken mittels eigener Hard- und Software. www.eks-engel.de Jetzt Testen: Schnellstes Internet Und für alle die schnelles Internet möchten: 1 Monat kostenlos LTE testen* Zoo Leipzig Am Dreieck 10 ℅ 04828 Zeititz Tel.: 03425 8543-0 ⋅ www.ziegler-spielplatz.de Gehen Sie jetzt auf www.deutschland-testet-lte.de und in wenigen Tagen können Sie es ausprobieren. 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