Segel är fascinerande. Hur mycket man än lär sig om hur de skall se ut och trimmas, så upptäcker man att det finns massor av saker som man inte förstår.

Och är man lite vetgirig, så är mitt jobb perfekt. Jag får träffa världens bästa designers, de som utvecklar nya material som 3Di, de som skriver mjukvaror för beräkningar, och de som gör analyser av verklig prestanda som Johan Barne och Aksel Magdahl.

När det gäller vindtunneltester så finns det ett ställe på jordklotet dit alla de bästa teamen åker med sina segel- och båtdesigners – Twisted Flow Wind Tunnel vid University of Auckland. Framför allt när det gäller undanvindssegel så verkar många hänvisa till deras expertis.

Och när man träffar duktiga seglare, som Johan Barne eller Olof Detlefsen, som har gjort sina examensarbete där. Så då blir man ju lite extra nyfiken.

David le Pelley är chef för Yacht Research Unit och Dan Jovett jobbar framförallt med VSPARS (se nedan).

Man tillhör University of Auckland, men ligger ute i ett industriområde sydost om centrum. Målet är att finansiera den löpande verksamheten med kommersiella uppdrag, och med tanke på hur många båtbyggare, VO70- och stora IRC-projekt som använder tunneln så verkar det fungera ganska bra.

Man har också ett antal studenter och forskarstuderanden som gör sina projekt, som spänner över ett stort antal intressanta områden. Här får man en ganska bra uppfattning om vad man håller på med: Current research projects available to students. Kul mix av vetenskaplig höjd och praktiska försök. Genom åren har en lång rad svenskar varit där.

Man arrangerar också en konferens vartannat år, High Performance Yacht Design Conference. Nästa gång kör man i mars. Med dokumenten från de gamla konferenserna har man mycket tung läsning på nattduksbordet. Just nu läser jag “The effects of staysails on yacht performance”.

Här är hela setupen. Till vänster sitter själva fläktarna. De vita “jalusigardinerna” kan justeras för att får ett “twisted flow” altså en vind som vrider med höjden. I verkligheten varierar ju både styrka och vinkel med höjd över havet, plus att båten så klart rör sig vilket påverkar relativ vindvinkel. Här åstadkommer man det på konstgjord väg.

I mitten sitter en skalenlig båtmodell i en slags vagga som gör att man kan ändra båtens lutning. Den svarta skivan kan ställas in för att justera vinkeln mot vinden. Med en fjärrkontroll så skotar man.

Till vänster datorn som står för det magiska. Man stoppar in båtdesignerns teoretiska värden för båtfart, lutning och annat som används för att ställa in båtmodellen.

Här visas de viktigaste siffrorna i realtid: fart, lutning, Drive (som är drivkraften framåt), vindstyrka och vindvinkel.

En av avknoppningarna från verksamheten är en applikation och ett bolag som heter VSPARS. Med hjälp av en kamera på däck och en mjukvara kan man i realtid samla in data om seglets form och direkt göra justeringar i trimmet för att anpassa formen.

Här ser man segelformen i realtid jämfört med den designade formen från segelmakaren. All data lagras för att kunna analyseras i efterhand. Även foton av seglet, så att man i efterhand kan se hur det såg ut när det var som effektivast.

Några projekt använder VSPARS på racen, dvs man kan hela tiden justera trimmet baserat på det man ser i mjukvaran. Här är en oerhört intressant artikel från Wally Cross kring hur man använder VSPARS på TP52 Quantum Racing.

Det finns en speciell paketering som heter VSPARS Olympic, som bland annat används av engelska OS-seglarna. Där använder man t.ex. en GoPro-kamera på däck och kan i efterhand ladda in alla bilderna i VSPARS som snabbt analyserar segelformen. Detta synkas med annan data som samlats in i Cosworth Pi Garda. Hightech!

Det vanligaste scenariot är att ett projekt kommer in och spenderar 3-4 dagar i vindtunneln. Man har med sig ett antal segel som man vill jämföra och hitta så kallade “cross overs”, dvs när lönar det sig att byta från ett segel till ett annat. I rummet finns då båtdesigner, segeldesigner, trimmers och de som ansvarar för prestandaanalys. Man kan på bara ett par dagar få rimligt bra svar på sådant som skulle ta år på havet. Camper körde till exempel 1400 olika tester på bara ett par dagar (ett visst segel under specifika förhållanden). Hur lång tid skulle det ta att göra det på havet?

Här ser man ett antal sådana körningar. Baserat på vindstyrka (TWS) och vinkel (TWA) så får varje segel (olika färger) en viss framåtriktad kraft. Man får här en ganska bra uppfattning om vilka segel som funkar bäst under vilka förhållanden.

Vi hade så klart en diskussion om datorberäkningar kontra försök i vindtunneln. För att köra en kryssgarderob så fungerar CFD (Computational Fluid Dynamics) men för undanvindssegel och mer komplexa frågeställningar så går det snabbare och blir billigare att köra i vindtunneln. Att få till bra CFD-körningar kräver mycket kompetens, och med moderna datorer så blir uppsättningstiden längre än själva beräkningarna.

Framförallt på undanvind i mycket vind är det svårt att räkna på krafterna, och hur de påverkar båtens lutning (och därmed motståndet i vattnet). Och på en VO70 med begränsad undanvindsgarderob så gäller det att få detta rätt från början. Att sy upp segel som måste lämnas i land är inte billigt… Farr Yacht Design har skrivit en bra artikel om arbetet med Abu Dhabi Ocean Racing i senaste Seahorse.

Man bygger modeller av alla de båtar man testar. Då skrovets form har stor inverkan på flödet kring ett segel, så är det viktigt att de är detaljerade.

Även besättningen påverkar så klart strömningen. Här har vi gänget på en TP52 som sitter väl samlade på railen.

Här är ett annat sätt att mäta tryckskillnaderna på lä- och lovartssidan av ett segel. Man har gjort tunna segelprofiler med massor av hål längs seglet.

Dessa går in i ett antal små slangar som sitter vertikalt i seglet. När man tejpar över alla hål utom de som man vill studera, så kan man ju mäta lufttrycket i nederkant av varje slang. På så sätt kan man jobba sig igenom hela seglet uppifrån och ner.

Man har också experimenterat med att göra undanvindssegel på detta sätt, men det har visat sig svårare än väntat.

Här har man på samma sätt monterat in slangar i en skrovmodell för att kunna mäta tryckskillnader runt ett skrov. I det här fallet en Dehler 33. I just det här fallet så stod skrovet för 12% av sidokrafterna vid kryss, vilket är ganska mycket.

Jag gillar deras “hands on”-approach till det man håller på med. Man har till example experimenter at en del med trycksensorer i segel, både kryss- och undanvindssegel. David själv seglar en Stewart 34 som får vara experimentplattform.

Här ser man sensorerna som mäter trycket på bägge sidor av seglet. Tunna sladdar går ner längs med förliket ner till en box där man samlar in data. På detta sätt kan man verifiera de teoretiska värden man får från en segelmakares CFD-beräkningar med också de värden man får när man kör ett segel i vindtunneln.

De orange banden i seglet finns där för att de skall kunna kännas igen av VSPAR.

Man har också kört trycksensorer i spinnakers.

När jag ber David titta ett par år framåt, så tror han att mycket av de rutinmässiga körningarna kommer att göras i datorer i stället för i vindtunneln, och att de kommer att jobba mer med praktiska försök med sensorer och VSPARS. Samtidigt så dyker det hela tiden upp nya frågeställningar som behöver besvaras. Det känns inte som man kommer att bli sysslolösa i första taget.