Hysucat-Technologie: Gleiten macht Spaß, aber das Schweben ist elektrisierend.
Es ist einfach, Boote über die Wasseroberfläche fliegen zu lassen, aber in der Praxis ist dies eine schwierige Aufgabe, die Designer seit über einem Jahrhundert herausfordert. Seit den 1980er Jahren wurden jedoch enorme Fortschritte in diese Richtung erzielt, nicht nur aus Spaß oder für den Sport, sondern um einige funktionale Vorteile im täglichen Leben und eine verbesserte Effizienz zu erzielen. Die neue Foiling-Technologie, die ursprünglich für militärische Zwecke in den 1980er Jahren erfunden wurde, fand ihren Weg in den Dienst- und Tenderbootbau für verschiedene Zwecke.
Seit der Entwicklung von RIB-Booten in den frühen 1970er Jahren konzentrierte sich die Entwicklung darauf, die Leistungsfähigkeit und die verwendeten Materialien zu verbessern. Harte Rumpfschläge, Instabilität und steigender Kraftstoffverbrauch wurden lange Zeit als unbesiegbare Nebenwirkungen angesehen. Bis Anfang der 1980er Jahre, als zwei Männer an der Universität Stellenbosch in Südafrika die RIB-Technologie mit Katamaran-Rümpfen und Foils verbesserten. Das mag einfach klingen, erforderte aber in der Realität jahrelanges Ausprobieren und Testen mit Dutzenden von Seiten Datenanalyse und Engineering-Suchen. Warum so ernst?
Das Foiling bezieht sich auf die Verwendung von Hydrofoils, die am Rumpf von schnellen Booten befestigt sind und bei Gleitgeschwindigkeiten zusätzlichen Auftrieb bieten - oft genug, um den Rumpf vollständig aus dem Wasser zu heben. Foils arbeiten ähnlich wie Flugzeugflügel. Einfach ausgedrückt lenken sie beim Bewegen durch das Wasser den Fluss ab, der eine Kraft auf das Foil ausübt. Wenn diese Kraft nach oben gerichtet ist, wird der Lift umso größer, je schneller das Boot fährt.
Foiling mag wie ein technologisches Phänomen der jüngsten Zeit erscheinen, aber es wurde tatsächlich seit 100 Jahren entwickelt. Die erste Entwicklung eines Foiling-Wasserfahrzeugs war ein 60 PS-Motorboot, das der italienische Erfinder Enrico Forlanini im Jahr 1906 entwarf und baute. Er erhielt Patente sowohl im Vereinigten Königreich als auch in den USA. Bald darauf hatte er einen Prototypen auf dem Lago Maggiore in Betrieb. Der britische Bootskonstrukteur John Thornycroft folgte mit einer Serie von Modellen im Maßstab 1:2 mit gestuften Rümpfen und einem einzelnen Foil und hatte 1909 einen vollständigen Prototypen von 22 Fuß in Betrieb. Später brach Alexander Graham Bell im Jahr 1919 mit seinem Hydrodrome 4 den Weltrekord im Meeresschnellfahren. Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte die deutsche Armee einen 17 Tonnen schweren Foiling-Minenleger, der in der Ostsee bei Geschwindigkeiten von bis zu 47 Knoten getestet wurde.
In den frühen 1950er Jahren lief der erste kommerzielle Hydrofoil-Fährdienst zwischen Italien und der Schweiz, und ein Jahrzehnt später war eine private Hydrofoil-Yacht im James-Bond-Film "Thunderball" zu sehen. Es dauerte jedoch bis in die 1960er und 1970er Jahre, bis die Foiling-Technologie in der militärischen und kommerziellen Nutzung mit dem Start des Boeing Jetfoil eingeführt wurde, der zuerst auf den Hawaii-Inseln und später in Hongkong und Macau im Einsatz war. Traditionell wurden Hochgeschwindigkeits-Hydrofoils mit großen V-förmigen Folien verwendet, die über die Breite des Bootes hinausragten. Dies erschwerte das Anlegen und erhöhte den Tiefgang. Sie waren auch teuer im Bau, anfällig für Beschädigungen und schwierig zu betreiben, da die Propeller konventioneller Antriebe außerhalb des Wassers waren, sobald das Boot foilt. Obwohl Hydrofoils oft effizienter als herkömmliche Rümpfe waren, konnten Hochgeschwindigkeits-Katamarane die Effizienz in der Regel ohne die Nachteile erreichen. Das Problem war jedoch die abnehmende Stabilität von Katamaranen bei hohen Geschwindigkeiten.
Diese Tatsachen dienten als Ausgangspunkt für weitere Forschungen für den Speed-Boot-Rennfahrer Malan Conradie und Professor Gunter Hoppe, eine weltweit führende Autorität in der Hydrofoil-Technologie und Leiter von Marine Dynamics an der Universität Stellenbosch in Südafrika. Die Idee, einen schnellen, stabilen und effizienten folienunterstützten Katamaran-Rumpf ohne Nebenwirkungen zu entwickeln, faszinierte das Duo, und die Studien begannen. Conradie arbeitete 15 Jahre lang mit Professor Hoppe zusammen. Conradie entwarf die technische, Innen- und Außendesignarbeit, und Professor Hoppe entwarf die Hydrofolien. Alle Designs wurden in der Testtankanlage an der Universität getestet, und Seetests wurden durchgeführt, um das Hydrofoil-Konzept zu bewerten. In einem späteren Stadium nahm Conradie den Beta-Version-Rumpf zu den Offshore-Powerboat-Events mit, wo er seine überlegene Konstruktion durch Überbieten der Konkurrenz unter Beweis stellte.
Diese Zusammenarbeit führte zur Geburt des Original-Hysucats - "Hydrofoil Supported Catamaran" - und führte zu einer neuen Art von Rumpfdesigns, die in Südafrika und später weltweit beliebt wurden.
Was ist also das Besondere an Bering Marine? Zunächst ist es der Rumpf oder genauer gesagt, die Rümpfe, die aus einem asymmetrischen, planenden Katamaranrumpf und einem speziellen Hydrofoil-System bestehen. Das Haupt-Hydrofoil, das zwischen den Katamaranrümpfen angebracht ist, funktioniert wie ein klassisches Foil in einem Fluidmedium. Die Oberseite erzeugt einen Bereich mit niedrigem Druck, die Unterseite einen Bereich mit hohem Druck und die Masse des vorbeiströmenden Wassers wird nach unten abgelenkt. Das Ergebnis ist ein weit effizienterer Auftrieb als bei den planenden Flächen des Rumpfs. Typischerweise beträgt das Lift/Drag-Verhältnis bei einem planenden Rumpf 4:1, während das eines Hydrofoils 20:1 beträgt. Das Hauptfoil ist ein rostfreier Stahlflügel in Form eines Chevron, der etwas vor dem Schwerpunkt des Bootes positioniert ist und den Tunnel zwischen den Katamaranrümpfen überspannt. Er ist parallel zum Boden der Rümpfe angebracht, ragt aber nicht darunter hervor. Dadurch ist der Flügel immer im Wasser und es besteht möglicherweise auch ein gewisser Schutz bei versehentlichem Grundberührung. Zweifellos trägt auch die bei höheren Geschwindigkeiten im Tunnel eingeschlossene und komprimierte Luft zum Auftriebspotential bei, bevor sie durch das Ende der Tunnel am Heck abfließt.
Kleinere Trimm-Hydrofoils sind auch im Inneren des Katamaran-Tunnels nahe dem Heck angebracht. Diese kleineren Folien spielen eine wichtige Rolle bei der automatischen Längstrimm-Stabilisierung des Rumpfes. Wenn sie die Wasseroberfläche im Katamaran-Tunnel erreichen, senkt sich der Bug ab, ihr Auftrieb nimmt ab (aufgrund der Freiflächeneffekte) und dann, aufgrund der Verringerung des Auftriebs, senkt sich das Heck wieder ab.
Im Allgemeinen sind die Hydrofoils schützend zwischen den Katamaranrümpfen angebracht und so tief wie möglich an den Rumpfkielen befestigt, um sie vollständig unter Wasser zu halten, aber nicht unter den Kiel zu ragen. Da sie nicht unter den Rumpf hervorstehen und nicht breiter als der Tunnelträger sind, gibt es keine Betriebs- oder ästhetischen Einschränkungen durch das Anbringen von Hydrofoils.
Die Vorteile dieses einzigartigen hybriden Systems verstärken viele der bestehenden Vorteile des Katamaran-Rumpfes.
Dazu gehören: Aufgrund der katamaranförmigen Rümpfe haben Bering Marine Boote eine geringere Laufwiderstand. Somit können hohe Geschwindigkeiten mit leistungsarmen Motoren mit bis zu 70% weniger Kraftstoffverbrauch erreicht werden. Dies bietet zweifachen Vorteil in Bezug auf kostengünstige Motor-Setups und geringere Kraftstoffkosten.
