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Die
Erfindung betrifft ein geschlepptes Wassersportgerät gemäß Anspruch
1.
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Es
sind geschleppte Wassersportgeräte
bekannt, mit denen Personen aufrecht stehend über das Wasser gleiten können. Hier
sind vor allem Wasserski und Wakeboards, und neuerdings auch Surfboards
hervorzuheben, die von Motorbooten oder Wasserski-Seilbahnen gezogen
werden. Die Schleppgeschwindigkeit liegt bei etwa 30–45 km/h. Vor
allem durch die Einführung
des Wakeboards hat der Sport eine sehr hohe Dynamik entwickelt,
die in Deutschland dazu geführt
hat, dass in kurzer Zeit über
30 Seilbahnen entstanden sind. Die Personen, die diese Sportgeräte beherrschen,
sind nach einer kurzen Übungsphase,
die darauf ausgerichtet ist, das Gerät elementar zu beherrschen
darauf aus, das Gerät
in immer neuen Figuren um die verschiedenen Achsen zu drehen, auch
in der Luft. Hierzu dient eine besondere Absprungtechnik aus dem
Wasser, die Heckwellen eines Motorbootes (Wake), oder eine Rampe
im Wasser (Kicker). „Airtime" also die Zeit, die
ein Fahrer in der Luft verbringt, ist neben anderen Punkten ein
wichtiger Indikator für
die Kunstfertigkeit des Sportlers.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Zeit, die ein Fahrer
in der Luft verbringt, um mehrere Größenordnungen zu verlängern.
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Dies
soll durch den Einsatz von Tragflächen geschehen, die durch den
Fahrtwind angeströmt,
einen ausreichend großen
Auftrieb erzeugen um Fahrer und Gerät vom Wasser abheben zu lassen.
Diese Aufgabe wird erleichtert durch den Umstand, dass das zu verbessernde
Sportgerät über keine
eigene Antriebsmaschine verfügt,
und daher entsprechend leicht ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Wassersportgerät mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das
Wassersportgerät mit
Auftriebsflächen
versehen, die vom Fahrtwind angeströmt werden, so dass der Sportler
mitsamt dem Gerät
in die Flugphase kommt, wobei der Vortrieb durch Abschleppen erfolgt.
Die Auftriebsfläche
hat vorzugsweise ein Clark-Y-Profil. Als Schwimmkörper wird
vorzugsweise ein Surfboard verwendet. Zum Steuern des Wassersportgerätes kann
dieses mit einem Leitwerk ausgeführt
sein. Eine mögliche
Ausgestaltung der Auftriebsflächen
ist in Anspruch 5 definiert. Das Schleppseil wird vorzugsweise von
der Person gehalten, so dass diese jederzeit loslassen kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Wassersportgerätes
ist in den 1–3 dargestellt.
Im Folgenden werden die einzelnen Bauteile und ihr Zusammenwirken
näher erläutert.
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[Schwimmkörper]
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Für die Entwicklung
des Basiskörpers
[5], d.h. des Körpers
auf dem sich der Fahrer befindet, und an dem die Tragflächen angebracht
sind, wird aus Gründen
der einfachen Bedienung von einem schwimmfähigen Körper ausgegangen. Es wird von einer
Person ausgegangen, die zu tragen ist, dazu kommen das Gewicht der
Tragfläche,
ggf. ein Leitwerk und der Basiskörper
selbst. Als kostengünstiger Schwimmkörper eignet
sich ein handelsübliches Surfboard.
Kostengünstig
deshalb, da keine Neuentwicklung eines Schwimmkörpers erforderlich ist.
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[Tragfläche]
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Erfindungsgemäß wird an
dem Schwimmkörper
eine Tragfläche
[4] angebracht. Diese Tragfläche muss genügend Auftrieb
bieten, um Gerät
und Sportler vom Wasser bei einer relativ geringen Geschwindigkeit
von ca. 30–45
km/h abheben zu lassen. Erleichternd wirkt, dass das Sportgerät nicht
mit dem Gewicht eines eigenen Antriebs belastet ist und dass der
Zug des Schleppseils (bei einer Seilbahn) nicht parallel zur Fahrtrichtung
erfolgt, sondern von dem umlaufenden Seil ausgeht, dass in eine
Höhe von
etwa 8 Metern verläuft
bei einer gegebenen Seillängen
einen bestimmen, nach oben gerichteten Zug ausübt.
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Erfindungsgemäß wird eine
Spannweite von 5 m und eine Flügeltiefe
von 1 m vorgeschlagen. Als Tragflächenprofile kommt erfindungsgemäß ein ,Clark
Y'-Profil zum Einsatz,
dass über
sehr gute Auftriebseigenschaften verfügt, dabei aber auch eine hohe
Stabilität
in der Querachse aufweist. Für
die Realisierung wird erfindungsgemäß eine zerlegbare Tragfläche vorgeschlagen.
Dies hat den Vorteil, dass die Konstruktion leichter zu transportieren
ist. Basis der zerlegbaren Konstruktion bilden zwei Rohre aus Aluminium,
GKF oder CFK, die die Holme bilden. Auf diese Holme können dann
Spanten, die Styropor bzw. Styrodur(R) gefertigt und mit entsprechenden Bohrungen
versehen sind, gesteckt werden. Alle Styropor/Styrodurbauteile sollten
mit einer dünnen Kunststoffschicht überzogen
werden, um die Haltbarkeit zu erhöhen. Die Verwendung von zwei
Holmen verhindert eine Verdrehung der Spanten. An der Vorder- und
Hinterseite werden dann Nasen- und Endleiste (Styropor) gesteckt.
Für die
genaue Passung verfügen
die Spanten über
entsprechende Zapfen die Nasen- und Endleisten über passende Aussparungen. Über diese
Konstruktion kann dann eine Folie aus Segeltuch oder Laminat gespannt
werden. Erfindungsgemäß ist hierfür eine dünne Kunststofffolie, vorzugsweise
aus Mylar, das sehr leicht und dabei sehr reißfest ist, vorgesehen. Diese
Bespannung ist in der Mitte auf einer Breite von ca. 50 cm ausgespart,
um Platz für
den Fahrer zu lassen, (vgl. 1). Die Tragfläche kann
darüber
hinaus mit Querrudern ausgestattet werden, wie sie vor Flugzeugbau
her bekannt sind. Die Querruder erhöhen den Bewegungsspielraum
des Fluggerätes,
und können
bes. in engem Kurvenflug die Stabilität erhöhen, wenn sie entsprechend
angesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt über Seilzüge von einem Steuerknüppel aus, der
sich in der Nähe
des Fahrers befindet.
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[Verbindung:Tragfläche-Schwimmkörper]
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Die
Höhe der
Tragfläche
[4] über
dem Schwimmkörper
[5] ist so gewählt,
das die Tragflächenenden
in der Schwimmphase ausreichend Abstand zum Wasser haben, damit
das Gerät
in der Kurvenfahrt, wo es typischerweise etwas geneigt wird, manövrierfähig bleibt.
Auf der anderen Seite sollte die Tragfläche so nahe am Wasser wie möglich sein,
damit in der Startphase der Bodeneffekt ausgenutzt werden kann.
Der Bodeneffekt wirkt bei Tragflächen,
die sehr nahe am Boden operieren, und bewirkt zum einen, dass ein
Art Luftpolster zwischen Boden und Tragflächenunterseite entsteht, zum
anderen, dass der induktive Widerstand der Tragfläche verringert
wird, da der Druckausgleich zwischen Tragflächenober- und -unterseite durch
die Bodennähe
erschwert wird. Beide Effekte bewirken, dass der Auftrieb erhöht und der
Widerstand verringert wird, was das Abheben des Fluggerätes erleichtert.
Bei der Bauausführung
[9] werden Styroporblöcke
verwendet, die eine Höhe
von ca. 50 cm haben und eine Länge
von ca. 80 cm und eine Dicke von ca. 10 cm. Diese Blöcke stehen
vertikal zwischen Tragflächenunterseite
und Schwimmkörperoberseite,
wobei sie auf dieser Seite zur Stabilisierung mit einer waagerechten
Styroporplatte verbunden sein können.
Die erwähnten
Bauteile werden erfindungsgemäß mit Spanngurten,
wie sie handelsüblich
z.B. für
die Befestigung von Lasten auf PKW-Dachgepäckträgern eingesetzt werden, sicher
und einfach miteinander verbunden. Insgesamt zwei Gurte werden über die Holme
[3] der Tragflächen,
die in der Mitte offen liegen, und die Unterseite des Schwimmkörpers so
verspannt, dass eine zuverlässige
und verrutschungssichere Verbindung entsteht. Die beiden Tragflächenholme
erstrecken sich über
die gesamte Spannbreite von ca. 5 m. In der Mitte über dem
Surfboard, in dem Bereich in dem der Fahrer kniet, liegen die Holme frei,
so dass hier die Verspannung angebracht werden kann, indem sie über die
Holme geschlungen werden. Die gesamte Konstruktion ist auf diese
Weise sehr stabil aufgebaut, so dass eine zusätzliche Verstrebung nicht erforderlich
ist.
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[Fahrerposition]
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Wasserski
oder Wakeboards werden aufrecht stehend benutzt. Für das hier
vorgestellte Sportgerät
wird eine kniende Haltung vorgeschlagen. Der Fahrer kniet zwischen
den beiden Tragflächenhälften auf
dem Surfboard, und kann sich an einem der beiden Tragflächenholme
gut festhalten. Der Fahrer befindet sich dabei etwa auf der Höhe des Auftriebspunktes
der Tragfläche.
Er sitzt dabei nicht aufrecht, sondern in einer geduckten Haltung,
um einerseits eine aerodynamisch günstige Position einzunehmen,
und andererseits sich mit ausgestreckten Armen am vorderen der beiden
Holme festzuhalten.
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[Schleppseil]
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Das
Schleppseil [1] ist an einem Ende durch einen Mitnehmer
mit dem umlaufenden Kabel der Seilbahn, bzw. mit dem Motorboot verbunden.
Am anderen Ende ist handelsüblich
eine sog. Hantel angebracht, die der Sportler in der Hand hält. Auch
für das
hier besprochene Sportgerät
wird vorgeschlagen, dass der Sportler die Hantel aus Sicherheitsgründen in
der Hand behält
und sie nicht etwa in irgendeiner Weise mit dem Sportgerät verbunden
ist. Der Sportler kann die Hantel mit einer Hand zugleich mit einem
Tragflächenholm
der wahlweise auch mit den Spanngurten umgreifen. Auf diese Weise
kann eine gute Verbindung zwischen Zugseil und Sportgerät hergestellt
werden, die aber auch sicher und sehr schnell wieder gelöst werden
kann, wenn der Fahrer dies wünscht.
Da die Stabilität
des Gerätes
umso höher
ist, je weiter vorne am Gerät
der Angriffspunkt des Schleppseils liegt, wird vorgeschlagen, in
der Nähe
des Surfboardbugs eine Umlenkung [2] einzurichten. Diese
Umlenkung besteht aus zwei Bauteilen. Das hintere Bauteil (vgl. 1 und 2)
begrenzt das Schleppseil zur rechten Seite und in der Höhe, das
vordere Bauteil zur linken Seite. Im Zusammenspiel können sie
das Seil sicher führen,
lassen aber Seil und Hantel auch durchlaufen, wenn der Fahrer das
Seil freigibt.
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[Leitwerk, Steuerung]
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Aufgrund
der Tatsache, dass das Sportgerät geschleppt
wird, entsteht eine Kraft, die das Gerät in der Luft stabilisiert.
Anders als bei einem frei fliegenden Flugzeug, sind die Bewegungsmöglichkeiten
um die Hoch- und
Querachse eingeschränkt.
Das Zugseil greift mittig auf der Höhe des vorderen Tragflächenholms
an, und stabilisiert das Fluggerät.
Es wird trotzdem empfohlen ein Leitwerk (bestehend aus Höhen- [6]
und Seitenleitwerk [8]) einzusetzen. Diese Bauteile sind
wie in den Zeichnungen (vgl. 1, 2 und 3)
zu ersehen, am hinteren Teil des Fluggerätes angebracht. Sie sind, wie
auch die Tragflächen
aus Aluminium-, GFK- oder CFK-Holmen und Styropor- Spanten und Nasenleisten
gefertigt. Die Anbringung bzw. die Ausführung des Seitenleitwerks erfolgt über Styroporbausteine,
die mit Alu- oder Verbundwerkstoffen stabilisiert werden. Die Stabilisierung
erfolgt über
kreuzweise angebrachte Spanngute (vgl. 3).
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Der
Einsatz eines Leitwerks bietet neben der Möglichkeit der Stabilisierung
auch die Möglichkeit der
Lenkbarkeit. Wir vom Flugzeugbau her bekannt, können Höhen- und Seitenleitwerk mit
Höhen-
und Seitenruder ausgeführt
werden, und über
Seilzüge von
einem Steuerknüppel,
der sich in der Nähe
des Fahrers befindet, angesteuert werden. Über diese Steuermöglichkeiten
kann der Bewegungsspielraum des Fahrzeugs erweitert werden.
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- 1
- Schleppseil
(extern)
- 2
- Schleppseilführung
- 3
- Tragflächenholme
- 4
- Tragfläche
- 5
- Schwimmkörper (Surfboard)
- 6
- Höhenleitwerk
- 8
- Seitenleitwerk
- 9
- Auflage
für Tragfläche
- 10
- Finne