Otte ens, superchargede både, der flyver over vandet og når hastigheder på op til 100 kilometer i timen – det er helt sikkert sejlads ... men næppe, som du kender det.
Siden starten i 2019 er SailGP hurtigt blevet den største begivenhed i sejlkalenderen. Denne globale løbsliga ligner imidlertid mere Formel 1 på vandet end traditionel kapsejlads. Komplet med sportsfolk, der mere ligner jagerpiloter end tidligere tiders gennemblødte sejlere.
De flyvende F50-katamaraner, som sejles af verdens bedste kapsejlere, er et af de største gennembrud inden for sejlsport – foilende teknologi.
Hvad er foilende sejlads, hvordan virker det, og hvornår blev det så cool at sejle?
Konceptet med hydrofoils er elementær fysik, navnlig Newtons 3. lov – "for hver aktion er der en lige så stor og modsatrettet reaktion".
Hydrofoils fungerer på samme måde som flyvinger, idet de skaber en trykforskel over og under foilen når de skærer gennem vandet. Hvis kraften opad er den største, gælder det, at jo hurtigere båden bevæger sig, desto kraftigere er opdriften.
En af fordelene ved hydrofoils er, at de kan være meget mindre end flyvinger. Dette fordi vand er næsten 800 gange mere kompakt end luft. F50-katamaranfoils har såldes meget mere ‘masse’ at "skubbe imod" og kræver derfor et meget mindre overfladeareal. Vandets større densitet betyder dermed, at hydrofoils ikke behøver at bevæge sig nær så hurtigt som et fly, førend der opstår opdrift.
Og ved at løfte båden op af vandet reduceres modstanden fra skroget betydeligt, så bådene kan nå tidligere uhørte hastigheder. På F50-bådene fungerer vingerne således som motor – en tredje foil – og giver yderligere op- og fremdrift.
Billede: Nærbillede af F50-hydrofoils ved høj hastighed.
Det handler om "drag"
"Hvis man ser på luftfartsindustrien, er den faktisk meget enkel sammenlignet med at få en af disse både til at "flyve", sagde Renato Conde fra Danmarks SailGP Teamets støttebesætning.
"Du starter, rammer 800 km/t, og det er sådan set det. Hverken vingernes form eller teknologien har ikke ændret sig i årevis."
"Men for at få disse foilende sejlbåde til at sejle hurtigere skal overfladearealet i vandet og overfladearealet i luften reduceres. Jo mindre foils, desto mindre modstand og desto højere fart. Her handler det om risiko kontra gevinst, og det koster. Det er meget sværere at opnå løft og begynde foiling med mindre foils."
I toppen af F50'erens hastighedsinterval, omkring 50 knob, begynder vandet at koge og boble omkring kulfiberfoilene. Et fænomen, der kaldes kavitation.
Selvom du ikke kender udtrykket, har du nok set kavitation i aktion. Det er de små dampbobler, der stiger op bag en båds skrue, når den bevæger sig gennem vandet.
Når foilen bevæger sig gennem vandet, skaber det frembragte lave tryk en isoleret boble, og vandet omkring foilen omdannes til damp.
Når dette sker, falder massen næsten 800 gange, og det bliver sværere for foilen at få "greb". Det er et problem, både hvad angår stabilitet og hastighed, da det påvirker sejlernes evne til at sejle båden optimalt.
Når man imidllertid undgår kavitation, giver foilerne uovertruffen effektivitet og kraft – og når man først er kommet i gang, skaber man sit eget momentum. Der er tale om en slags sneboldeffekt.
Historien bag hydrofoils
Faktisk har disse topmoderne F50'ere allerede overhalet hastighedsbarrieren på 50 knob, og hver dag flytter sejlere verden over de fysiske grænser med stunts, der trodser tyngdekraften, og overmenneskelige hastigheder.
Men selvom foilfænomenet har revolutioneret de hurtige kapsejladser det seneste årti, har foiling gamle rødder. Faktisk kan man spore de tidligste eksempler på teknologien over et århundrede tilbage til slutningen af 1800-tallet.
Det første patent på en båd, der var designet til at sejle hurtigere på grund af reduceret vandmodstand, blev registreret af den franske opfinder Emmanuel Denis Farcot den 3. december 1869 – og da blev hydrofoil-konceptet født.
Teknologiens tidligste pionerer fik dog først et markant gennembrud i begyndelsen af 1900-tallet, da den italienske ingeniør Enrico Forlanini præsenterede sin prototype i fuld skala med et stigesystem af foils og nåede en tophastighed på 68 kilometer i timen på Maggiore-søen i 1906.
Gennembruddet blev anset for at være så innovativt, at flere ikoniske ingeniører, herunder Wright-brødrene, der fløj den første flyvemaskine, og Alexander Graham-Bell, telefonens opfinder, selv udforskede teknologien i løbet af de næste to årtier, hvor Graham-Bells HD-4 fartøjsdesign satte en ny hastighedsrekord på 114 km/t i 1919.
I de første 100 år efter dette skelsættende øjeblik har de flyvende bådes popularitet varieret – og de fandt en niche inden for militære passagerkøretøjer under 2. Verdenskrig. Foilingteknologiens sårbarhed og omkostninger gør imidlertid den kommercielle anvendelse til en udfordring.
Det var først i 1970'erne, hvor David Kepier sejlede over 32.000 km i sin hydrofoiltrimaran, at foils til kapsejlere igen begyndte at blive taget alvorligt.
Næste grænse
Hvis fremtiden er foiling, hvad er så næste skridt for sportens modigeste pionerer? Ifølge Conde er den næste "lydbarriere" allerede sat inden for kapsejlads.
"Vi oplever, at den næste innovation indenfor foiling handler om individuel tilpasning," tilføjer Conde.
"Jo mere du kan skræddersy overfladearealet på foilpladerne og vingesejlet til det absolutte minimum, der kræves for at flyve, desto hurtigere går det."
Han fortsætter: "Det er ikke en one-size-fits-all-løsning, og ét sæt foils vil ikke fungere perfekt i både let og kraftig vind. Det vil altid være et kompromis. Man er nødt til at vælge, hvad der skal prioriteres."
"I SailGP er jeg spændt på teknologiens fremtid – og jeg vil gerne se, hvad jeg gerne kalder "ekstreme" foils.
"Lige nu, på en dag med kraftig vind (16 knob+), kan man sejle F50 med det mindste (18 meter) vingesejl for at reducere overfladearealet i luften, men der er stadig masser af overfladeareal i vandet.
"Med disse slankere, "ekstreme" foils kan man også begrænse overfladearealet i vandet, og dermed vil vi se, at hastigheden stiger betydeligt mod 60 knobs-barrieren. Teknologien og designet til dette findes findes, så det handler om tilpasning."
Beneath The Surface
Vi går #BeneathTheSurface i Aarhus for at lære mere om Danmark's næststørste by, dens inbyggere og, naturligvis, SailGP ⛵
Opdag mere Beneath The Surface
Innovation gør det muligt at sænke verdens emissioner og at sejle 100 km/t i en 50-fod katamaran - men den får sjældent den opmærksomhed den fortjener. Den er oftest skjult under overfladen, i væggene, skroget, materialerne, computerne og i vores sind. Læs mere om hvad der sker under overfalden her.
