TEIL C

MUSKELKRAFT

Über- und Unterwasser (VII)

Im Februar 2010 erscheint in den Blogs das weltweit erste Tribrid-Wasserfahrzeug, das neben der Muskelkraft auch noch ein Segel sowie einen elektrischen Antrieb nutzt.

Das Produkt der bereits seit 1954 bestehenden und von Hobie Alter gegründeten Firma Hobie Cat Co. in Kalifornien, die ursprünglich aus einer Werkstatt für Surfbretter besteht und in Dana Point den damals ersten Spezialshop dafür eröffnet, basiert auf dem 1997 eingeführten Pedalsystem MirageDrive, das zum Vortrieb senkrecht ausgerichtete, hin und her schwingende  Flossen verwendet und ursprünglich für Kajaks als Alternative zum Paddeln angeboten wird.

Die Idee des Flossenantriebs beruht auf der Feststellung, daß universitäre Studien gezeigt haben, wie die oszillierenden Flossen von Thunfisch und Pinguinen effizienter sind als Propeller, da sie die Wirbel nutzen können, die auf natürliche Weise entstehen, wenn sich etwas durch das Wasser bewegt, um jene Wirbel zu kompensieren, die normalerweise durch Flossen erzeugt werden würden. Dies bedeutet auch weniger Turbulenzen im Wasser.

Das Mirage Tandem mit zwei Antrieben und optionalem Segel kommt 2000 auf den Markt, gefolgt von dem 1-Personen-Trimaran Mirage Adventure Island im Jahr 2006.

Im Fall des Tribrids wird der neue Elektroantrieb evolve hinzugefügt, der auf das Ruder montiert, allein oder zusammen mit mit dem Pedalsystem und/oder dem Segel für zusätzlichen Vortrieb und zusätzliche Reichweite sorgt. Wobei das gesamte, 1.899 $ teure Paket aus Motor, Steuerung, Kabel und 320 Wh Lithium-Mangan-Batterie nur 8,16 kg wiegt.

Die Boote sind inzwischen in diversen Ausführungen und Farben erhältlich.

Als weitere Entwicklung zeigt die Firma auf ihrer Homepage unter dem Namen Mirage Eclipse eine Weltneuheit: Ein Wasserfahrzeug, mit dem man aufrecht stehend vorankommt, indem man den Flossenantrieb mit einem Tretmechanismus betätigt. Was dem ,über das Wasser laufen’ schon recht nahe kommt – wenn auch mittels Stepper-Bewegungen.

Zur Stabilisierung besitzt das Gefährt eine höhenverstellbare, aus Aluminium gefertigte Lenkstange, an der man sich nicht nur festhalten kann, sondern deren Lenker auch Handhebel wie bei einem Fahrrad besitzt, mit denen sich zielgenau manövrieren läßt. Die Boards, mit denen man sich sogar relativ schnell fortbewegen kann, gibt es in den Längen 3,20 m (2.500 $) und 3,70 m (2.600 $).

Im Juni 2010 berichtet die Presse über ein Ein-Mann-U-Boot mit Pedalantrieb, an dessen Entwicklung Stéphane Rousson und der Designer Minh-Lôc Truong seit dem Vorjahr arbeiten, um damit 2011 an dem International Submarine Race (IWR) teilzunehmen (s.o.). Der Franzose Rousson war zuvor bereits mit seinen pedal- und windbetriebenen Luftschiffen Zeppy 1 und 3 bekannt geworden (s.d.).

Der gelbe Scubster ist 3,50 m lang, 2,40 m breit und 1,50 m hoch. Mittels seiner beiden seitlich angebrachten Schwenkpropeller soll er Geschwindigkeiten von bis zu 8 km/h erreichen, und damit schneller sein als ein Taucher mit Flossen. Zudem kann der Pilot den Scubster überall hin lenken, auch nach hinten. Die Tauchtiefe ist allerdings begrenzt - mehr als 5 m unter der Wasseroberfläche sind vorerst nicht möglich.

Das Boot wird im französischen Villefrance sur Mer in der Nähe von Nizza getestet, wo es auf Anhieb schafft, eine Stunde unter Wasser zu bleiben. Im Juli folgt eine weitere Versuchsfahrt an der Plage de Passable – und genau ein Jahr später, im Juli 2011, gewinnt der Scubster zwar keine Preise für seine Geschwindigkeit, aber immerhin den Innovationspreis der 11. IWR.

Zwischen 2011 und 2015 wird gemeinsam mit Partnern der Nemo Scubster (o. E-Scubster) entwickelt, eine Version mit Elektroantrieb und einer Reichweite von 2 Stunden. Der leere Rumpf aus Kohlefasern hat ein Gewicht von 30 kg, dazu kommen 2 Motoren von jeweils 10 kg sowie 2 Akkupacks à 15 kg.

Nachdem das offene Modell, das mit einem erfahrenen Taucher am Steuer bis zu 60 m tief tauchen kann, im Juli 2015 erfolgreich getestet wird, will Rousson dem eigentlichen Ziel der Entwicklung näher kommen – der Produktion und Vermarktung des Scubster. Im August startet er daher eine Kickstarter-Kampagne, bei der er einen Betrag von 15.000 € einsammeln will – soviel, wie der Bau des Bootes gegenwärtig kostet. Das Geld soll zur weiteren Optimierung des Gefährts verwendet werden. Bis Ende der Kampagne Anfang Oktober lassen sich allerdings nur sieben Personen von der Idee überzeugen, die zusammen gerade einmal 501 € aufbringen.

Für jeweils 833 € das Stück werden von der französischen Firma Aquaphile sarl aus Lyon im Sommer 2010 erstmal die Modelle SUBALO und VELOSUB angeboten, die ursprünglich durch David Adrian entwickelt und patentiert worden sind. Beide pedalbetriebene Geräte sind für die Freizeit am Strand gedacht.

Während man im SUBALO im Sitzen über das Wasser gleitet, was besonders für ältere Badegäste sehr bequem ist, wobei die Schräglage der Rückenlehne den Sitzkomfort mit einer effizienten Kraftübertragung verbindet, wird das VELOSUB auf dem Bauch liegend genutzt, was eher etwas für die jüngeren ist.

Das in der Länge leicht und schnell von 1,80 m bis 2,12 m verstellbare SUBALO bietet 30 kg Auftrieb, wiegt selbst 15 kg und hat eine Höhe von 0,66 m und eine Breite von 0,56 m.

Das schnellere VELOSUB, das ca. 40 kg Auftrieb bietet, ermöglicht es wiederum, durch seine Unterwasser-Sichtscheibe die Fauna des Meeresbodens zu bewundern.

Auch dieses Modell läßt sich auf eine gewünschte Länge zwischen 2,1 m und 2,35 m einstellen. Es ist 0,42 m hoch und 0,48 m breit. Der ummantelte Propeller bildet ein sehr geringes Risiko für Schwimmer in der Umgebung.

Im September 2010 melden die Blogs, daß Steven Roberts sein Microship zu einem Preis von 73.000 $ verkaufen möchte. Roberts hatte mit seinen ebenfalls selbst gebauten Liegerädern in den 1980er Jahren Touren von bis zu 16.000 km Länge zurückgelegt – und wird 1992 mit seinem besonders ausgerüsteten Transportrad BEHEMOTH bekannt, einem mobilen F&E-Labor, das unter den Lasten-Fahrrädern vorgestellt wird (s.d.).

Im Folgejahr 1993 schließt er eine Vereinbarung mit der University of California, San Diego, um deren Einrichtungen für sein nächstes Projekt zu nutzen – denn nun will er auf ähnlich weite Seereisen gehen, wozu er eine Art Super-Kajak braucht. Er entwirft und baut sein Boot – und erlaubt im Austausch für die Bereitstellung, daß ihm Studenten der Ingenieurwissenschaften dabei helfen.

Der erste Entwurf umfaßt einen großen zentralen Tandem-Kajak mit zwei kleineren Kajaks, die durch Ausleger verbunden sind. Um den Entwicklungsprozeß zu beschleunigen, kauft Roberts 1994 einen fertigen, 6 m langen, pedal- und segelbetriebenen Fulmar-Trimaran, entdeckt jedoch schon bald, daß es weder möglich ist, an Bord zu schlafen, noch das Gefährt in der beabsichtigten Art und Weise auszustatten.

Ab 1995 wechselt er daraufhin zu einem vorgefertigten 9 m-Trimaran mit einklappbaren Auslegern namens Hogfish. Nach Auslaufen der Vereinbarung mit der Universität bietet sich Apple Computers als Sponsor an und stellt einen ausreichend großen Platz in einem Gebäude im Silicon Valley zur Verfügung, damit Roberts an seinem Projekt weiterarbeiten kann. Diesmal muß er feststellen, daß der Hogfish ein zu großes Boot ist, als daß er seine ursprünglichen Pläne damit verwirklichen kann – und beginnt das Interesse zu verlieren.

Erst nach ein paar Jahren kehrt er wieder zu den Grundlagen zurück - ein modifiziertes Kevlar-Kanu als Hauptrumpf, eine selbst gebaute Kabine aus Divinycell-Schaum und Fiberglas, dazu schlanke und kleine Ausleger. Nach Ende des Apple-Sponsoring zieht er nach Camano Island, Washington und schafft es, bis 2003 sogar zwei Microships herzustellen, von denen eines inzwischen seinem Ex-Partner gehört.

Der pedal-, wind- und solarbetriebene Mikro-Trimaran besitzt hydraulisch absenkbare Räder, die es erlauben, amphibische Landungen zu machen, und hat eine kleine Schlafkabine an Bord. Ausgestattet ist er mit hochwertigen elektronischen Komponenten wie einem marinen UKW-Radio, LED-Navigationslichtern sowie einer 480 W Solarstromanlage. Doch bereits nach der ersten Mini-Expedition in der Puget Sound Bucht, entscheidet er sich, das es wohl doch etwas größer sein soll.

Wer sich für die ausfühliche Geschichte interessiert, dem sei das im Juli 2000 von Roberts Nomadic Research Labs veröffentlichte Buch From Behemoth to Microship empfohlen. Ansonsten verwiese ich auf die Seite microship.com, auf der Roberts Projekte äußerst umfangreich und sehr ansprechend dokumentiert sind.

Von den Plänen einer weiteren Atlantik-Überquerung wird im Oktober 2010 berichtet. Diesmal sind es die Ingenieure Mike Sayer und Mark Byass, Mitarbeiter der Firma Bentley, welche das Projekt auch sponsert, die 2013 in einem pedalbetriebenen Boot namens Torpedalo eine Transatlantikfahrt von den Kanarischen Inseln bis nach Antigua absolvieren wollen.

Damit wollen sie für zwei gemeinnützige Organisationen 250.000 £ sammeln. Für die 3.000 Meilen lange Strecke plant das Duo eine Reisezeit von nur 38 Tagen, was 73 Tage schneller sein würde, als der aktuelle Rekord für eine pedalbetriebene Kreuzfahrt.

Das von den beiden Ingenieuren selbst entwickelte Boot soll in erster Linie aus Kohlefaser gebaut werden, wobei das voll beladene Schiff trotzdem noch eine ganze Tonne auf die Waage bringen wird. Alleine die notwendige Nahrung wird zu Beginn der Reise 200 kg wiegen (davon sind 35 kg Schokolade).

Das mit Ausnahme des Kiels und des langsam laufenden 2-Blatt-Propellers 8,30 m lange, 1,5 m breite und 1,5 m hohe Boot soll mit diversen elektronischen Geräten, einschließlich GPS, Satelliten-Telefon, Radio, Radar und einem Videoaufzeichnungssystem ausgestattet werden. Die Rumpfform ist so ausgebildet, daß sich das Boot selbst aufrichtet – was sinnvoll ist, wenn man bedenkt, daß es wahrscheinlich bis zu 12 m hohen Wellen begegnen wird.

Das Duo wird abwechselnd treten, und alle zwei Stunden die Plätze tauschen. Neben dem Vortrieb wird die Energie des Tretens teilweise auch in den Batterien gespeichert, um zusammen mit den Sonnenkollektoren die Elektronik und eine Wasserentsalzungsanlage zu betreiben.

Das Team nutzt einen Tank an der University of Newcastle, um die Form des Hauptrumpfs zu optimieren – doch weitere Schritte sind bislang nicht zu verzeichnen, nachdem Ende 2012 die letzten Meldungen über das Projekt erscheinen.

Im April 2011 wird von Erik Richards und Andrew Howansky das Patent ,Aquatic equilibrium cycle’ angemeldet (US-Nr. 9.056.220, erteilt 2015). Dabei handelt es sich um ein selbständig die Balance haltendes Wasserfahrrad, das unterhalb der Wasseroberfläche getreten wird und für Muskeltraining, zur Physiotherapie oder bei Wettbewerben eingesetzt werden kann.

Während einige Ausführungsformen einen Fußpedal-Klappflügel-Mechanismus verwenden, der das Gefährt – ähnlich wie ein Oktopus – vorwärts bewegt, erlauben andere Modelle die Einstellung der Auftriebskraft, um sich der Körpergröße des jeweiligen Benutzers anzupassen. Die Auftriebskörper sind in den Lenker und den Sitz integriert. Umgesetzt worden scheint das Patent bislang aber  noch nicht.

Als erste Deutsche überquert die Extrem-Sportlerin Janice Jakait aus dem nordbadischen Neulußheim den Atlantik von Portugal nach Barbados in ihrem Ruderboot Bifröst, wofür sie sich zwei Jahre lang intensiv vorbereitet hatte. Die 6.500 km lange Strecke bewältigt sie in nur knapp drei Monaten zwischen November 2011 und Februar 2012.

Zur Verpflegung hat sie 250 km Lebensmittel dabei. Die rund 7 Liter Trinkwasser, die sie pro Tag benötigt, erzeugt sie über einen elektrisch und manuell funktionierenden Katadyn-Meerwasserentsalzer. Als Reserve werden sämtliche Ballasttanks im Kiel mit Frischwasser gefüllt. Das Boot verfügt zudem über Solarpanels auf der Kabine mit insgesamt 210 W, deren Energie in zwei 105 Ah Gel-Batterien gespeichert wird, die zusammen fast 70 kg wiegen.

Mit ihrer Aktion will Jakait auch ein Zeichen gegen den zunehmenden Unterwasserlärm in den Weltmeeren setzen.

Der Industriedesigner Austin Blough aus Grand Rapids, Michigan, stellt Anfang 2012 (?) mit seinem Konzept Campcraft den Entwurf eines modularen Tretbootes vor, das für das Kreuzen und Camping entlang von Flüssen und Binnenseen gedacht ist.

Bis auf einige Grafiken hat das Boot aber keine Spuren hinterlassen, obwohl es sich durch eine hohe Stabilität auszeichnen soll, leicht herstellbare, identische Schwimmer und anpassungsfähige Lagerflächen besitzt.

Ein neuartiges Antriebssystem für Ruderboote namens FrontRower wird im Mai 2012 gezeigt. Die Entwicklung von Ron Rantilla aus Warren, Rhode Island, läßt sich in drei Betriebsarten nutzen: Ganzkörper, nur Oberkörper oder nur Unterkörper.

Im Ganzkörper-Modus soll die gleiche Leistung und Bewegungsqualität erreicht werden, wie beim herkömmlichen, nach hinten gerichteten Schiebesitz-Rudern, aber in einer nach vorn gerichteten Position, die zudem effizienter zu sein soll. In dem Nur-Unterkörper-Modus hat man dafür den Luxus des freihändigen Ruderns. Dabei reicht es, die Pedale mit den Füßen in den langen, glatten Schüben nach vorn zu schieben und zurück zu ziehen. Die Ruder heben, drehen und senken sich automatisch.

Das FrontRower-System, das Rantilla erstmals während der der Blackburn Challenge im Jahr 1996 genutzt hatte, kostet 2.185 $ und kann leicht in bestehende Boote wie Kanus und Touren-Ruderboote eingebaut werden, auch doppelt für zwei Ruderer (Stand 2016).

Der Industriedesigner Imran Othman aus San Francisco stellt im September 2012 das Konzept eines seltsamen 1-Personen-Wasserfahrzeugs vor, das sowohl für die Freizeit als auch für humanitäre Zwecke entworfen wurde, wo es z.B. bei Flutkatastrophen als mobile Schwimmweste genutzt werden kann.

Der Stingray besitzt einen Auftrieb schaffenden Sattel und eine Hebelkombination, mit der ein zweistufiges pneumatisches Antriebssystem betätigt wird, das die vom Benutzer erzeugte Energie in einen Luftstrom umwandelt. Damit wird Schub ohne die Verwendung von Zahnrädern oder elektrischen Schaltungen wie mit einer Luftpumpe direkt auf das Wasser übertragen.

Um den Auftrieb und die Stabilität ohne großen Aufwand zu steigern, befinden sich am Sattel mehrere Öffnungen, in welche man leere Plastikflaschen hineinschrauben kann.

Im Juni 2012 berichten die Fachblogs über eine weitere hochentwickelte Monoflosse mit längerer Geschichte. Die patentierte DOL-Fin Orca der Firma Smith Aerospace Corp. aus Sahuarita in Arizona ist insbesondere für hohe Leistung beim Freitauchen ausgelegt. Sie sollen einen Taucher 60 - 90 % schneller als herkömmliche Tauchflossen vorantreiben.

Entworfen und gebaut wird die Antriebsvorrichtung von dem Firmengründer und Luftfahrtingenieur Ron Evan Smith, der in den frühen 1980er Jahren mit Monoflossen zu experimentieren beginnt. Im Jahr 1992 findet er mit der dynamisch oszillierenden Lateral-Flosse (Dynamic Oscillating Lateral-Fin, DOL-Fin) die Technologie für seinen ersten zufriedenstellend funktionierenden Prototypen. Diese Technologie unterscheidet sich von anderen Monoflossen dadurch, daß sie für den Antrieb einen starren Tragflügel verwendet.

Smith produziert schließlich die sehr leichtgewichtige DOL-Fin Orca, kann sie aber nie in Serie bauen. 2010 existieren nur zwei Proof-of-Concept-Prototypen die konstruiert wurden, um die Leistungsvorhersagen zu validieren. Er verwendet die Monoflosse in einem AIDA Freediving Wettbewerb in Kona, Hawaii, und kann im September 2012 bei den AIDA Team Freediving Weltmeisterschaften in Nizza, Frankreich, in der Freitauchdisziplin Dynamische Apnea mit Flossen (DYN) auf 175 Metern sogar einen nationalen US-Rekord setzen.

Inzwischen hat die Smith Aerospace die Herstllung aber begonnen und kann für 2015 sogar zwei neue Produkte vorstellen: Die DOL-Fin Orca Mk-2, als zweite Generation der Freediving-Monoflosse (1.500 $), sowie die DOL-Fin Pilot, die einen Tragflügel auf einem Exo-Skelett-Rahmen besitzt (599 $ ohne bzw. 690 $ mit Schuhen).

 

Weiter über und unter dem Wasser...