Bericht FR 46

FRA 46

FRA 46 ein „America´s Cupper“ als Modell (Bericht: Heinz Schmalenstroth)

Schnelle und schnittige Segelyachten haben mich schon immer begeistert, neben den legendären America´s Cup Yachten der J-Klasse, besonders die modernen hightech Yachten der Internationalen America`s Cup Class. Da lag es nahe, irgendwann ein segelfähiges Modell so einer Rennyacht zu bauen. Den Ausschlag dazu gaben dann schließlich die Berichte im Internet von den Regatten des America`s Cup 1999/2000 vor Auckland.

Der America´s Cup
Der America’s Cup ist die älteste und eine der prestigeträchtigsten Sporttrophäen der Welt.
Er gilt als die am schwersten zu gewinnende Trophäe bei einer Segelregatta überhaupt. Der Cup wurde erstmals 1851 als Regatta rund um die südenglische Isle of Wight ausgetragen. Der Schoner „America“ des New York Yacht Clubs besiegte damals die „Britannia“ und nahm die silberne Kanne mit nach New York.
Der Cup wurde auf den verschiedensten Bootstypen ausgesegelt. In den frühen Jahren segelte man mit Schonern und anschließend mit kutter- und gaffelgeriggten Booten.
Ab 1930 begann das Zeitalter der Sloops, die Ära der legendären J-Klasse Yachten.
Aus Kostengründen entschied man sich ab 1937 für die sogenannten Zwölfer oder 12mR Yachten, ein Produkt aus komplizierten Vermessungsformeln. Bis zum Jahre 1983 wurde der America´s Cup ausschließlich von amerikanischen Booten gewonnen bis die Australier mit ihrem Zwölfer, der „AUSTRALIA II“, die mit dem revolutionären Flügelkiel ausgerüstet war, den Cup entführten.
Nach langen Diskussionen um das Reglement segelte man ab 1992 mit der noch immer aktuellen IACC Klasse. Heute ist der Cup im Besitz der Neuseeländer, die die Kanne 2000 mit ihrer schwarzen Yacht „Black Magic“ vor Auckland erfolgreich gegen die italienische „Luna Rossa“ verteidigen konnten.
Die Rennen werden in Matchraces, das heißt in Zweikämpfen Boot gegen Boot ausgetragen.
Im Finale des America`s Cup treten der Cup Verteidiger gegen den Sieger aus dem Louis Vuitton Cup, das sind die Ausscheidungsrennen zum eigentlichen America`s Cup, gegen einander an. Die IACC Boote werden mit einet 16-köpfigen Crew gesegelt.

America`s Cup Jubilee – 150 Jahre America`s Cup
Als ich vom großen Klassiker-Treffen anlässlich des 150-jährigen Jubiläums des America`s Cup vor Cowes vom 18.08. bis 25.08.2001 hörte, fasste ich spontan den Entschluss, diesem wohl einmaligen Ereignis beizuwohnen. Denn wann bekommt ein Modellbauer schon die seltene Gelegenheit, die Segellegenden des America`s Cup live zu erleben. Zumal ich hoffte,
das Original meines im Bau befindlichen Cuppers zu sehen und noch einige Details zu prüfen
Also liefen die Urlaubsplanungen für das Jahr 2001 in Richtung Südengland, genauer gesagt zur Isle of Wight.
Es war das wohl größte Treffen von America’s-Cup-Yachten, dass es je gegeben hat. Allein 15 Finalteilnehmer der America’s-Cup-Geschichte waren vor Cowes versammelt, um den 150. Geburtstag des Cups zu feiern. Die Organisatoren, der Royal Yacht Squadron und der New Yorker Yacht Club hatte rund 220 Klassiker eingeladen. Die J-Klasse, 12-m-R-Yachten, sowie die IACC-Yachten segelten jeweils in separaten Regattafeldern gegeneinander. Somit ließen sich die einzelnen Klassen optimal von der Küste aus beobachten. Zum Höhepunkt der Veranstaltung trafen sich die Yachten zum großen Race um die Isle of Wight. Der Kurs führte exakt entlang der Strecke, die damals der legendäre Schoner „America“ gesegelt war und den ersten Sieg für den New York Yacht Club errang.
Meine Frau und ich waren total begeistert, es war schon ein eindrucksvolles Erlebnis die großen J`s sozusagen hautnah zu erleben. Bei strahlendem Sonnenschein und leichter Brise kreuzten die drei noch existierendem J-Klasse Yachten „Endeavour“, „Valsheda“ und „Shamrock“ im Solent. Überall wo das Auge hinsah wimmelte es von Begleitbooten und historischen Yachten.
Eine Augenweide waren auch die im der Marina von Cowes liegenden 12m R-Yachten, die man nach Beendigung der Regatten besichtigen konnte.
Aber eine herbe Enttäuschung musste ich dennoch einstecken, leider waren die modernen IACC Yachten nicht zu besichtigen, da sie wegen ihres enormen Tiefganges nicht direkt im Yachthafen festmachen konnten. Ebenso fehlte auch das Original meines Modells, es wurde wegen des neuen Outfits nicht rechtzeitig fertig.

Recherchen und Vorbereitungen
Als ich den Entschluss fasste, ein Modell der aktuellen IACC-Klasse zu bauen war mir klar, wie schwer es sein würde, an brauchbare Bauunterlagen zu kommen. Erste Kontakte mit renommierten Designerbüros und America`s Cup Syndikate endeten erwartungsgemäß alle negativ. Die Antworten waren alle gleich, sorry wir geben keine Unterlagen heraus. Kein Wunder bei den super geheim gehaltenen Konstruktionsdetails der hightech Yachten.
Als einzige brauchbare Unterlage fand ich in der „Yacht“ einen Bildbeitrag über die IACC-Yachten mit den dazugehörigen Hauptabmessungen und einigen technischer Details.
Zusätzlich konnte ich durch Internetrecherchen an die Hauptabmessungen der verschiedenen Herausforderer herankommen. Da die IACC Konstruktionsformel variable Maße in Breite und Rumpftiefe der verschiedenen Yachten zulässt und ich möglichst maßstäblich bauen wollte, musste ich mich für ein bestimmtes Boot entscheiden.
Nach ersten überschlägigen Rechnungen entschied ich mich für einen Baumaßstab von 1:15. Hierbei würde das Modell eine Gesamtlänge ca. 1630 mm, eine Breite von 270 mm und eine Masthöhe von 2150 mm erhalten. Diese Maße konnte ich der Internetseite des französischen Herausfordererteams „Le Defi“ entnehmen. Da mir diese Yacht, die beim Louis Vuitton Cup 1999/2000 immerhin das Halbfinale erreichte, auch optisch ansprechend erschien, war die Entscheidung gefallen, mein Modell wird die weiß-blau-rote „6e sens“ mit der Segelnummer FRA 46.
Als Erstes sammelte ich alles verfügbare Bildmaterial und Informationen die ich bekommen konnte. Anhand der mir nun vorliegenden Unterlagen zeichnete ich auf Millimeterpapier einen Spanten- und Längsriss im Maßstab1:50. Diesen kopierte ich anschließend auf meinen Baumaßstab von 1:15. Um später keine bösen Überraschungen zu erleben begann ich gleichzeitig mit den Berechnungen meines Modells. Aus Rechnung und Graphischer Darstellung ermittelte ich ein vorläufiges Modellgewicht von 12,0 Kg mit einen Ballastanteil von 8,5 Kg.
Als Bauzeit veranschlagte ich einen Zeitraum von ca. 1 1/2 Jahren. Baubeginn sollte November 2000 sein und das Modell sollte zum Anschippern 2002 getauft werden. Als Grundlage meiner Berechnungen verwendete ich bekannte Formeln aus der Literatur.

Modellmaße: Originalmaße:
Länge: 1630 mm Länge: 24 m
Breite: 270 mm Breite: 4 m
Masthöhe: 2115 mm Masthöhe: 32 m
Gewicht: 12,5 kg Gewicht: 20 t
Segelfläche: 1,5 m2 Segelfläche: 750 m

Rumpf- und Decksbau wie bei den Originalen
Aus Gründen der Gewichtsersparnis wolle ich einen sehr leichten GFK-Rumpf auf Epoxi-Basis herstellen. Eine Negativform erschien mir zu zeitaufwendig, so dass ich darauf verzichteten und den Rumpf nur auf Basis einer Positivform laminieren wollte. Nach dieser Methode wird übrigens die überwiegende Teil der Original-Yachten hergestellt.
Zunächst baute ich wie üblich, ein Spantengerüst aus Sperrholz und füllte die Zwischenräume mit 30 mm Styrodurplatten aus. Anschließend wurde der so entstandenen Kern verspachtelt und grob abgeschliffen. Darüber laminierte ich eine Lage Glasfibergewebe und darauf eine Lage Abreißgewebe. So entstand ein relativ glatter Positivrumpf, den ich abermals abspachtelte und mit Schleifpapier behandelte. Damit war der Urrumpf fertig.
Nun ging es an den eigentlichen Rumpfbau. Der Kern wurde mit Trennwachs und Trennlack behandelt und darüber drei Lagen Glasgewebe (Köpergewebe) 163 bzw. 260 g/m2 laminiert. Zum glätten der Oberfläche legte ich wieder ein Nylon-Abreißgewebe auf. Zum Andrücken und ausrollen benutzte ich einen Gummiroller, der üblicherweise zum Tapetenandrücken benutzt wird. Die überstehenden Ränder schnitt ich im nassen Zustand mit einem Cutter glatt ab. Nachdem der Rumpf ausgehärtet war, ließ sich dieser mit viel Wasserzugabe unter einigen Schwierigkeiten von der Form abziehen.
Das Deck mit der anlaminierten Plicht stellte ich ebenfalls aus GFK her. Die Form dafür entstand aus einer mit ABS-Platten verkleideten Holzkonstruktion. Anschließend schraubte ich dieses Gebilde auf eine kunststoffbeschichtete Spanplatte auf und füllte die Nahtstellen mit Modellwachs aus. Anschließend wurde die Form mit den üblichen Trennmitteln behandelt.
So konnte ich mit einfachen Mitteln eine recht brauchbare Positiv-Form erstellen.
Wie schon beim Rumpfbau beschrieben, laminierte ich Deck mit Plicht ebenfalls aus drei Lagen Köpergewebe aus.

Leichte Inneneinbauten
Da absoluter Leichtbau angesagt war, gestaltete ich die Inneneinbauten ähnlich wie beim Original. Um die Kräfte von Kiel und Mast auf die Rumpfschale zu übertragen entschied ich mich für eine zentrale Konstruktion aus Aluminium Profilen. Auf dem Rumpfboden aufliegend befindet sich ein vierkant Alu-Rohr als Kielschwein, auf dem der Mast von oben drückt und der Kiel von unten zieht. Die Kielhalterung besteht aus mehreren in 25 mm Abstand in die Konstruktion eingesetzten Alu-Rohren. Somit besteht die Möglichkeit, den Kiel je nach Erfordernis zu verschieben. In diese Röhrchen werden zwei in den Kiel einlaminierte 4 mm Nirosta Gewindestangen eingeschoben und oberhalb der Wasserlinie mit Stopmuttern gesichert. Diese Konstruktion ist sehr stabil, absolut dicht und hat sich bisher bei allen meinen Modellen sehr gut bewährt.
Die einzelnen Elemente wurden miteinander verschraubt und verklebt. Zur Gewichtsersparnis habe ich alle überschüssigen Materialanhäufungen ausgebohrt oder abgesägt.
Den Ruderkoker stellte ich aus 10 mm Messingrohr her, in dem als Lager zwei 4 mm Sintermetallbuchsen eingepresst wurden. Zur Stabilität fertigte ich aus kupferkaschierten Platten eine Bodenplatte in die der Koker mit vier Verstrebungen eingelötet wurde.
Die Installation der Elektronikteile sollte einfach und leicht zugänglich erfolgen. Dazu stellte ich eine Auflageplatte her, bei der die der Segelwindeneinheit und Servos von oben eingeschraubt werden können. Dazu habe ich unter die ebenfalls aus kupferkaschierten Platten bestehende Auflage M3 Messingmuttern gelötet.
Unterhalb der Befestigungspunkte für Wanten und Stage brachte ich unterhalb des Decks Plättchen mit untergelöteten M2 Muttern an.
Als Decksauflage klebte ich an der Innenseite des Rumpfes beiderseitig je ein 10×10 mm ABS Winkelprofil an.
Anschließend wurde die Einbauten in den noch offenen Rumpf mit Sekundenkleber fixiert und anschließend mit Epoxi eingeharzt.
Vor Aufbringen des Decks schnitt ich die Decksöffnungen für Elektronik und Ruderservo aus und klebte jeweils einen Rahmen mit untergelöteten Messingmuttern darunter.

Ballastkiel mit gewaltiger Bleibombe
Der Kielschaft besteht aus einem Spantengerüst durch das zwei 4 mm Niro-Gewindestangen durchgeführt und jeweils mit den einzelnen Spanten verschraubt sind. Zur Versteifung des Schaftes habe ich zwischen den Gewindestangen und Spanten eine 6 mm Kohlefaserstange in Längsrichtung hindurchgeführt. Die Gewindestangen stehen am oberen und unteren Schaftende entsprechend über und dienen zur Befestigung im Rumpf bzw. zur Befestigung des Bleiballastes.
Die Lücken zwischen den Spanten wurden mit Styrodurresten ausgefüllt, verklebt und das Ganze mit GFK überzogen. Anschließend wurde der Schaft gespachtelt und glatt verschliffen.
Die Ballastbombe besteht aus zwei horizontal geteilten Hälften und wurde mittels der längs durch den Kielschaft geführten Gewindestangen miteinander verschraubt.
Vor dem Abgießen der Ballastbombe habe ich beide Halbteile mittels Balsaholz-Formteilen in Sand abgeformt und anschließend mit Blei ausgegossen. Den Ballast errechnete ich mit max. 8,5 Kg, das entspricht einem Ballastanteil von 68 %. Die Länge des gesamten Ballastkiels beträgt 480 mm.

Ein Ruder wie ein Küchenmesser
Das Ruderblatt wurde in Schichtbauweise aus 2 mm starkem wasserfesten Sperrholz hergestellt. Die Ruderachse besteht aus 4 mm VA-Rundmaterial und ist mit einer Verdrehsicherung ausgestattet. Diese besteht darin, dass im 90° Winkel zur Achse ein 1,5 mm ca. 20 mm langer Stahlstift eingebohrt wird. Die Konturen der Achse mit dem seitwärts stehenden Stift werden aus zwei 2 mm starken Sperrholzstücken ausgeschnitten. In diese Aussparung wird nun die Achse eingeharzt und beiderseitig mit einer Sperrholzplatte verleimt. Anschließend wurden die Außenkonturen ausgesägt und verschliffen. Um das Holz gegen Wasser zu schützen wurde das Ruderblatt anschließend mit GFK überzogen.
Die Form des Ruderblattes, das einem Küchenmesser sehr ähnlich sieht, entnahm ich Photos der Original-Yachten, jedoch vergrößerte ich die Fläche um ca. 50%.

„Schnittmuster“ für die Segelgarderobe
Die Segelgarderobe der original America`s Cup Yachten bestehen aus Kohlefasergewebe und wird in aufwendigen Arbeitsgängen gefertigt, um das mittels Computer errechnete Profil exakt einzuhalten. Einzelne Kohlefaserstränge werden per Hand in verschiedenen Stärken auf speziellen Formen aufgelegt. Dabei hängt der Segelmacher im Trapez über dem Segel und fährt mittels Kranbahn in jede gewünschte Position. Anschließend wird das gesamte Segel im Ofen „gebacken“. So ein Originalgroßsegel verschlingt gut und gerne bis zu 30.000 US $.
Als Vorlage für den Segelschnitt verwendete ich einen aus den Internet heruntergeladenem Riss des im America`s Cup 2000 unterlegenden italienischen Finalisten „LUNA ROSSA“. Diese Zeichnung verglich mit Photos der verschiedenen IACC Yachten und erstellte daraufhin eine entsprechende DIN A4 – Skizze. Diese Skizze ließ ich auf den Modellmaßstab von 1:15 vergrößern. So entstanden dank moderner Kopiertechnik schließlich zwei „Tapeten“ von 1000 mm Breite und 2400 mm Länge.Auf Basis dieser „Schnittmuster“ erstellte daraufhin die Segelmacherei Latsch ein durchgelattetes Großsegel, sowie die Fock in hervorragender Qualität. Als Segelstoff wählte ich ein Kevlar-Gewebe mit eingewebten Kohlefasersträngen. Dieses Material kommt auch optisch den Originalsegeln sehr nahe. Zur besseren Stabilität zog ich anschließend 0,5 mm dünnes Kohlefaserrundmaterial in die eingenähten Taschen des Großsegels ein.
Als Mast verwendete ich einen handelsüblichen schwarz eloxierten Alu-Mast. Die Sailings bestehen aus 5mm Alurohr, die auf in den Mast eingeklebten Stahlstiften aufgesteckt werden.
Den Großbaum habe ich aus Gewichtsgründen in Leimholzbauweise hergestellt und anschließend schwarz lackiert. Einiges Kopfzerbrechen machten mir die Achterstagen, die beim Original jeweils an Back-, oder Steuerbord dichtgeholt werden müssen. Um keine komplizierte Mechanik/Elektronik einzubauen verzichtete ich hierauf und setzte beide Achterstags soweit nach vorne , dass noch ein Öffnen des Großsegels bis ca. 60 Grad möglich ist. Dieses stell jedoch einen gewissen Kompromiss dar, der bei Vorwindkursen Probleme bereiten könnte.

Baueinheit Windensteuerung und Elektronik
Die gesamte Segelwindensteuerung mit Schotführungen, Umlenkeinheit und Segelwinde wurde wie bei meinen Modellen üblich, als Baueinheit konzipiert und kann komplett aus dem Boot herausgenommen werden. Die gesamte Windeneinheit einschließlich Elektronik habe ich unter einer abschraubbaren Öffnung in der Plicht platziert und kann diese durch lösen von vier Befestigungsschrauben herausnehmen. Die Schotführung wurde als Entlosschot ausgeführt und mit der Winde auf ein 12 x 12 mm Alu-Rohr geschraubt. Damit die Umlaufschot immer straff bleibt, wird die Umlenkrolle durch eine Spiralfeder gespannt. Die Fockschot wird über eine Umlenkrolle die an einem Servoarm befestigt ist, geführt. Damit besteht die Möglichkeit einer zusätzliche Trimmung für die Fock. Zur Strom- und Spannungsversorgung wurde nach bewährter Methode ein 7,2 Volt Akkupack mit einer Kapazität von 1,8 Ampere eingesetzt. Ladebuchsen, Zentralschalter und Anzeige-LED´s befinden sich unter dem abnehmbaren Großschotpodest.
Winschen, Umlenkrollen und Steuerräder sind Kaufteile, die Grinder wurden aus 1 mm ABS gefertigt und mit Kurbeln Alu-Blech versehen. Die Genua Strecker dienen nur der Optik und sind nicht funktionsfähig. Die Befestigungen für Wanten, Achter- und Vorstag habe ich aus Alu-Profilen gefertigt.

Neues Outfit für die FRA 46
Zur Vorbereitung auf den America`s Cup 2002/2003 wurde die weiß-blau-rote Original-Yacht, die im französischem Lorient beheimatet ist, gründlich überarbeitet und erhielt eine neue Farbgebung. So wurde aus der nun als Trainingsboot fungierenden „6 sens“, gemäß den Farben des neuen Sponsors, ein knallrotes „monster.fr“
Nach den üblichen Spachtel- und Schleifarbeiten brachte ich zunächst eine Grundierung auf, schliff nochmals nass mit 600ter Papier über und spritzte Rumpf und Deck mit Autolack. Anschließend schliff ich den Lack mit feinsten Schleifpapier an und brachte die Schriftzüge seitlich am Rumpf an. Diese ließ ich in den original Farben bei einer Beschriftungsfirma aus dünner Folie ausplotten. Abschließend spritzte ich die komplette Einheit mit Klarlack über.
Die vorne am Rumpf und im Segel angebrachten Trump-Köpfe habe ich einem Internet-Photo von Martin Raget entnommen, jeweils passend vergrößert, mittels Tintenstrahldrucker auf eine Klebefolie gedruckt, anschließend mit Klarlack übersprüht mit einer scharfen Schere ausgeschnitten.

Eine Crew muss an Bord
Was ist schon ein America`s Cupper Modell ohne Mannschaft . Also musste eine möglichst originalgetreue Crew her. Aus alten Beständen fand ich vier schon etwas ramponierte Männer, die vom Maßstab her passten. Aber Kleider machen bekanntlich Leute, daher verpasste ich meiner Crew extra angefertigte Windjacken mit Segelhosen und entsprechende Kopfbedeckungen. Als „Tüpfelchen auf dem i“ wurde anschließend von meiner Frau der obligatorische Sponsoren Schriftzug „monster.fr“ auf den Rücken gebügelt.
Durch einfache Steckverbindungen (Stift in Röhrchen) läst sich die Crew dann beim Segeln leicht entfernen.

Optimales Segeln bei Leichtwind
Da ich es überhaupt nicht erwarten konnte, ob denn mein Modell auch segeln würde, führte ich mit dem halbfertigen Boot einen ersten Segeltest durch. Bei schwache Westwind nahm mein Modell sofort Fahrt auf. Vorsichtig probierte ich einige Schläge und war überrascht, wie mein Modell bei jedem Manöver reagierte, zeigte sich doch schon ohne Trimmung ein Segelverhalten wie ich es mir gewünscht hatte.
Einen weiteren Test führte ich dann mit dem bereits fertigen Boot an einen frühlingshaften Nachmittag in Januar durch. Hierbei zeigte sich bei leichtem Wind ein anluven in Böen und aufgrund der großen Segelfläche ebenfalls ein starkes krängen. Eben ein Segelverhalten wie man es bei Leichtwindseglern beobachten kann. Dank der großen Ruderfläche ist das Modell sehr wendig und kursstabil. Mit den Segeleigenschaften meines Modells speziell bei Leichtwind wurden meine Erwartungen weit übertroffen. Sachkundige Zuschauern meinten schon, das sei ja ein echter Flautenrenner.
Aber die Kehrseite der Medaille kam dann doch noch, denn bei stärkerem Wind kommt mein Modell nicht so optimal zurecht, es luvt in Böen sehr stark an, so dass kaum noch Ruderwirkung zu verspüren ist. Jetzt stellt sich die Frage, nur bei Leichtwind segeln oder noch Änderungen der Schwerpunkte vornehmen, denn diese Möglichkeit habe ich vorsorglich eingebaut.

Abschließend möchte ich noch bemerken, dass ich bis zur Fertigstellung meiner „monster.fr“ ca. 750 reine Baustunden benötigte, darin enthalten sind nicht die für Internetrecherchen und Konzeptstudien benötigten Stunden. Der Bau und besonders die Entwicklung meines Bootes stellte für mich eine große Herausforderung dar, die mir sehr viel Freude bereitete. Wie man unschwer auf den Photos erkennen kann, stellt das America`s Cup Modell wegen seiner Größe und mit seinem attraktiven Erscheinungsbild einen echten Hingucker dar, der nicht auf jeden Modellteich zu sehen ist. Daher möchte ich an alle interessierten Modellbauer appellieren, doch auch so einen Versuch zu wagen, ein Segelmodell ohne Bauunterlagen zu konzeptieren.

Für Interessenten einige Internetadressen als Quellenangaben:

http://www.ledefi.com
http://www.stars-stripes.com/
http://www.nyyc.org/AA_HTML_NEW/america’s_cup_home.html
http://www.americascupnews.com/
http://www.esys.org/americup/index.html
http://www.sealogy.com/aline.htm
http://www.cowes.co.uk/america1.html

Bekannte Yachtfotografen:

http://www.martin-raget.com/fr/actu/detail.cfm?numero=283
http://www.beken.co.uk/index.htm
http://www.francopace.it/

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