Wenn ich Schulungen gebe und die Leute an den Punkt kommen, dass sie ihre eigene Ausrüstung kaufen möchten, fragen sie oft, welche unterschiedlichen Mastlängen es gibt und für welche Mastlänge sie sich entscheiden sollen. Ist ein kurzer oder langer Mast besser geeignet?
Dieser Artikel ist auch als Video (nur in Englisch) verfügbar: Short or Long Mast for Pumpfoiling – What to Consider
Einführung
Bei den ersten Versuchen kümmern beschäftigen sich die meisten nicht sehr intensiv damit, was es genau für unterschiedliche Pumpfoils gibt. Die meisten von uns leihen sich die Ausrüstung einfach von einem Freund oder gehen an einem Geschäft vorbei und fragen nach einem geeigneten Pumpfoil-Set, mit welchem sie ihre ersten Versuche machen können. Sobald einem das Pumpfoilen aber so richtig gepackt hat und der Kauf einer eigenen Ausrüstung ansteht, stellt man sich natürlich die Frage, welche Ausrüstung und welche Komponenten man wählen soll – und damit steht auch die Frage im Raum, welche Mastlänge man wählen sollte.
Schaut man sich auf den Websites unterschiedlicher Herstelle um, so stösst man auf unterschiedliche Mastlängen, welche in Sets enthalten sind, welche für Anfänger als geeignet angepriesen werden. Sowohl Axis als auch Indiana verkaufen Sets mit Mastlängen von 75 cm, das Starterset von hydrofoil.de kommt mit einem 78 cm Mast, Slingshot Hoverglide mit 72 cm und Takuma mit einem 75 cm Mast. So zeigt sich, dass die meisten Marken in ihren Sets, welche sie als anfängertauglich bezeichnen, Masten mit einer Länge zwischen 72 cm und 78 cm haben, was einer Länge von 28 bis 30 Zoll entspricht. Wie bei vielen anderen Ausrüstungsteilen beim Pumpfoilen hängt auch die Wahl der Mastlänge hauptsächlich von den persönlichen Vorlieben des Foilers und dem Verwendungszweck ab. Das heißt, es gibt kein Richtig oder Falsch.
Daher werde ich die Frage, welche Mastlänge man wählen sollte, auch nicht mit einer konkreten Antwort, sprich konkreten Längenangabe in Zentimeter beantworten. Ich möchte hier aber ein paar Aspekte ansprechen, welche bei der Entscheidung für einen Mast berücksichtigt werden sollten.
Lasst uns aber zunächst einen kurzen Blick auf die Funktion des Mastes werfen.
Funktion des Mastes
Der Mast verbindet die Fueslage – und damit das Foil – mit dem Brett.
Abb. Funktion des Masts
Die Distanz zwischen dem Brett und dem Foil entspricht dann der Mastlänge:
Abb. Mastlänge
Der eine oder andere fragt sich nun vielleicht, warum das Foil nicht direkt am Brett befestigt ist. Nun, zunächst einmal muss das Foil vollständig im Wasser eingetaucht sein. Nur wenn es vollständig eingetaucht ist, umfließt das Wasser das Foil auch auf der Oberseite und es kann Auftrieb erzeugt werden. Darüber hinaus muss auch sichergestellt werden, dass wir bei der Auf- und Ab- Pumpbewegung nicht mit dem Board das Wasser berühren, was zu Reibung und damit Widerstand führen würde. Mit anderen Worten, der Mast sorgt zusätzlich dafür, dass zwischen Board und Foil genug Platz ist, damit wir das Board bei der Abwärtsbewegung beschleunigen können, bevor wir die Wasseroberfläche berühren.
Abb. Mastlänge dargestellt im Verlauf der Pumpfoilbewegung
Äussere Bedingungen – welliges Wasser
Denken wir über die Mastlänge nach, müssen wir auch berücksichtigen, dass das Wasser nicht immer spiegelglatt sein wird. Foilt man auf welligem Wasser, muss man darauf achten, dass das Foil im Wellental nicht aus dem Wasser fährt. Sobald das Foil nicht mehr im Wasser untergetaucht ist geht der Auftrieb verloren und das Foil wird vornüber kippen – was in den meisten Fällen zur Folge hat, dass das man vom Brett stürzt.
Abb. Effekt wenn das Foil im Wellental aus dem Wasser austaucht
Bei welligen Bedingungen kann man mit einem längeren Mast das Foil ein wenig tiefer unter Wasser fahren, dank der grösseren Mastlänge aber trotzdem von genug Raum für die Pumpbewegung profitieren. Dabei reduziert sich das Risiko, das Foil im Wellental aus dem Wasser zu heben.
Ebenfalls sollte man sich über den geplanten Verwendungszweck Gedanken machen, bevor man sich für ein Foil entscheidet. Falls Sie zum Beispiel den gleichen Mast nicht nur zum Pumpfoilen, sondern auch zum Wingfoilen verwenden möchte, kann die Wahl eines längeren Mastes sinnvoll sein. Da man normalerweise dann Wingfoilen geht, wenn es genug Wind hat, wird das Wasser auch unruhiger, respektive wellig sein. Ein längerer Mast verringert dann – wie eben beschrieben – das Risiko das Foil im Wellental aus dem Wasser zu heben.
Abb. Symbolische Darstellung des Mastes eines Wingfoilers unter der Wasseroberfläche
Während der Unterschied eines längeren Mastes im Vergleich zu einem kürzeren Mast und seine Auswirkung auf das Foilen bei unruhigen Bedingungen recht einfach zu verstehen ist, gibt es noch einen weiteren wichtigen Aspekt, den wir beim Vergleich verschiedener Mastlängen beachten sollten.
Die meisten von euch werden fragen: Gibt es einen Unterschied im Foilverhalten von einem kürzeren zu einem längeren Mast bzw. ist das Pumpfoilen mit einem längeren Masten einfacher oder schwieriger?
Betrachten wir zunächst die Änderung des Nickwinkels. Wie bereits erwähnt, ändert sich der Nickwinkel, wenn das Board in Fahrtrichtung nach oben oder unten bewegt wird. Lasst uns ein wenig genauer betrachten, was hier die Mastlänge für eine Rolle spielt.
Um die Auswirkungen besser zu verstehen, benötigen wir eine kurze Zusammenfassung der beim Pumpfoilen wirkenden Kräfte und Momente. In der nachfolgenden Darstellung wird die vom Pumpfoiler induzierte Kraft mit dem violetten Pfeil nach unten dargestellt, der vom Frontflügel erzeugte Auftrieb wird mit dem roten Pfeil nach oben und der vom Heckflügel erzeugte Abtrieb wird mit dem grauen Pfeil nach unten dargestellt.
Abb. Kräfte der Foils und des Foilers
Zum Beschleunigen neigt der Foiler das Board über die Nase nach unten. Kurz bevor das Brett das Wasser berührt, neigt der Foiler das Brett wieder nach oben. Im Video “Body Position – Importance of keeping enough weight in the front area of your foil” wird die Wirkung der Kräfte und Momente, welche durch den Foiler sowie die Foils hervorgerufen werden, ausführlicher beschrieben.
Um das Torsionsmoment zu berechnen, multiplizieren wir die vom Fahrer und den Flügeln induzierten Kräfte mit der Entfernung von dem Punkt, an dem wir das resultierende Torsionsmoment berechnen möchten. Da der Abstand zwischen Rotationszentrum und Heckflügel sowie Frontflügel fix sind, können wir folgern, dass das resultierende Torsionsmoment umso größer ist, je mehr wir den Körper nach vorne bewegen.
Abb. Momentensatz
Um aufzuzeigen, wie sich ein längerer im Vergleich zu einem kürzeren Mast auf das Pumpfoilen auswirkt, berechnen wir das Torsionsmomente für einen 70cm und einen 90cm Mast. Dabei gehen wir davon aus, dass wir zwei identische Setups haben und der einzige Unterschied die Länge der Masten ist. Die Frage, die wir beantworten wollen ist:
Wie unterscheiden sich die beiden Systeme, wenn wir die gleiche Position auf dem Brett haben und das Brett um den gleichen Neigungswinkel nach unten drücken?
Um das Torsionsmoment zu berechnen, müssen wir einige trigonometrische Berechnungen durchführen. Wer sich für die Details interessiert, findet nachfolgend die entsprechenden Berechnungen, welche für die Bestimmung des Drehmoments gemacht wurden.
Auf Grund der gemachten Annahmen wissen wir, dass der Abstand vom Mast zum Backwing und Frontwing bei beiden Systemen gleich ist. Uns interessiert daher die Distanz „z“. Dabei wollen wir wissen, wie sich die Distanz “z” mit dem Neigungswinkel ändert.
Abb. Berechnung Distanz “z”
Die Distanz “z” lässt sich aus der Summe des Krafteinleitungsabstandes des Fahrers – in unserem Beispiel 20 cm vor der Drehachse – und dem Abstand “y” berechnen. Unter Anwendung der trigonometrischen Berechnungen wird der Abstand “z” aus der Summe von 0,2 cm plus der Mastlänge, multipliziert mit dem Tangens des Neigungswinkels α und Multiplikation dieses Produkts mit dem Kosinus des Neigungswinkels α berechnet.
Das resultierende Torsionsmoment ist dann die Distanz “z” – welche wir gerade berechnet haben – multipliziert mit der vom Foiler eingeleiteten Kraft.
Abb. Berechnung resultierendes Moment in Abhängigkeit der Mastlänge
Im Ergebnis ist zu sehen, dass bei Änderung des Neigungswinkels ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Mastlänge und dem resultierenden Torsionsmoment besteht. Das mag sehr theoretisch klingen. Aber das Gute ist, dass man nicht in der Lage sein muss, das zu berechnen, um ein guter Foiler zu werden. Ich werde hier aufzeigen, wie wir dieses Ergebnis interpretieren können.
Wenn man das Mass z und das Torsionsmoment für die beiden unterschiedlichen Mastlängen vergleicht und das Ergebnis für unterschiedliche Neigungswinkel darstellt, dann sieht man, dass bei einem längeren Mast der Effekt der Winkeländerung viel größer ist, als bei einem kürzeren Mast. Das führt dazu, dass sich ein längerer Mast weniger stabil anfühlt, als ein kürzerer Mast. Oder auch anders ausgedrückt:
Beim Verwenden eines längeren Mastes haben kleine Gewichtsverlagerungen einen grösseren Einfluss.
Abb. Abhängigkeit der Distanz “z” und des Drehmoments von der Mastlänge
Das Gefühl, dass es weniger stabil ist, geht aber auch gleichzeitig damit einher, dass man mit einem längeren Mast mehr Agilität gewinnt. Als Fazit können wir also festhalten, dass ein längerer Mast für weniger erfahrene Foiler schwieriger ist, da er schneller auf kleine Gewichtsverlagerungen reagiert.
Höhe des Docks
Den letzten Punkt, den ich hier erwähnen möchte, ist die Höhe des Docks. Wenn man das Foil während der anfänglichen Startphase nur wenig unter Wasser eingetaucht hat, so ist die sogenannte „nutzbare Höhe“ für die Pumpfoil-Bewegung am grössten.
Abb. Höhe des Docks
Allerdings muss man auch bedenken, dass je länger der Mast ist, desto höher man auf das Brett springen muss. Falls man also generell von höheren Docks startet, profitiert man von einem längeren Mast. Wenn man jedoch meist von niedrigeren Docks startet, wird die durch einen längeren Masten zusätzlich gewonnene Höhe durch die Sprungfähigkeiten des Foilers irgendwann begrenzt.
Abb. Höhe des Docks und “nutzbare” Höhe
Zusammenfassung – kurzer oder langer Mast fürs Pumpfoilen
Fassen wir also zusammen, was man bei der Entscheidung für die geeignete Mastlänge beachten sollten.
- Ein längerer Mast hat den Vorteil, dass man bei welligen Bedingungen das Foil tiefer unter Wasser fahren kann und trotzdem noch genug Höhe für die Pumpbewegung hat. Dadurch wird die Gefahr des Heraushebens der Foils im Wellental verringert.
- Wenn man in Betracht zieht, den gleichen Mast auch für andere Foiling-Aktivitäten zu verwenden, ist ein längerer Mast möglicherweise die bessere Wahl, so zum Beispiel wenn man den gleichen Mast auch fürs Pumpfoilen nutzen möchte.
- Ein längerer Mast führt zu einem weniger stabilen Setup. Bei längeren Masten wirken sich kleine Gewichtsveränderungen stärker auf die Kipp- und Rollbewegung des Foils aus, was als weniger stabil empfunden werden kann.
- Ein längerer Mast hat grundsätzlich eine grössere nutzbare Höhe. Bei Starts von niedrigeren Docks wird dieser Effekt aber von der Sprungkraft des Foilers begrenzt.
Ich hoffe, ich konnte hier einige Aspekte aufzeigen, welche bei der Entscheidungfindung für die für sich persönlich geeignete Mastlänge helfen. Einige werden jetzt vermutlich einwerfen: Halt, das Gewicht des Mastes nicht wurde ja gar nicht erwähnt. Ja, da muss ich Recht geben. Das Gewicht habe ich nicht erwähnt. Sicherlich ist im Allgemeinen ein längerer Mast schwerer als ein kürzerer Mast. Allerdings müssten wir uns dann generell mit dem Materialaspekt befassen und dies is ein anderes Thema, welchem ich mich sicher auch mal widmen werde.