Bilder fra forskning i hjemmelaget vindtunnel

Nedenfor ser du enden av vindtunnelen min utenfra. Tunnelen var 12 meter lang, 3 meter bred og 3 meter høy. Av bildene vil du se at jeg har benyttet et bygningsstillase der jeg selv har supplert dette med hjemmelagde sakse-seksjoner. Heldigvis var min pressenning også stor nok til å rekke ned til gulvet på begge sider. Jeg fant fort ut at tverrsnittet i tunnelen ble for stort, så jeg laget derfor en innvendig kanal som ledet luften med et mer avpasset tverrsnitt areal inn over bassenget. Det var derfor lite praktisk å ta seg inn i tunnelen fra denne enden. For å komme inn i tunnelen måtte du derfor smyge deg gjennom det sirkelrunde hullet for propellen.

Jeg var så heldig å få låne en stor industrihall av Svelvik kommune. Hallen lå bare et steinkast fra der jeg bor. Flypropellen er ekte vare. Den stammer fra et småfly. Jeg driver den her med en 5 hesters el. synkronmotor. ( Før dette hadde jeg laget til drift av propellen med kraftuttaket på traktoren. Det utspant seg artige sener i min hage ved uttesting av dette. Jeg var nær ved å ribbe pæretreet for blader. ) Ved bruk av synkronmotor oppnådde jeg at propellen gikk med samme turtall uavhengig av belastning. Hastigheten på vindstrømmen kunne jeg regulere ved å vri propellbladene. Siden jeg ikke hadde fagutdannelse på området, opererte jeg med litt høyere vindhastighet enn det optimale. Men testresultatene fikk likevel i etterkant godkjent karakter av de profesjonelle eksperter.

Nedenfor har jeg invitert deg med inn i tunnelen. Her sitter jeg og jobber med å få frem testresultater etter et av forsøkene. Min sønn sitter ved kanten av bassenget og betrakter seilføringen. Jeg fikk låne hans badebasseng fra hagen hjemme. Seilføringen er montert på en flåte. Seilet var laget slik at det kunne føres inn i et spor i bakkant av masten og fastspennes der. Både vingemasten og standard mast hadde et slikt spor. Derfor kunne jeg benytte samme seil ved begge mastetyper, og til og med feste seilet lenger inn i masteprofilen for vingemasten slik at vingeprofil og seil ikke skulle utgjøre noe større seilareal sammenlignet med testingen av standard mast. Begge mastene ble dessuten spent opp på nøyaktig samme sted på flåten ved hjelp av en spennmekanisme på mastetoppen. Vantene ble derfor ikke berørt, og mastene hadde presis identisk vinkel langskips og tverrskips.

Flåten fløt fritt i vannet, kun fortøyd med ei "trosse" vinkelrett til lo side fra baugen og tilsvarende fra hekken. Rett akterut var ei line strekt over til et måleinstrument for registrering av trekkraft langskips. På det nederste bildet fremkommer mer detaljer på testutstyret.

På bildet over sitter jeg og slår inn på en regnemaskin med papirstrimmel tallverdier jeg tidligere har lest inn på lydbånd. Nedenfor ser du ei elektronisk kjøkkenvekt som er montert vertikalt ut for hekken til "seilskipet". Denne kjøkkenvekta oppdaterer seg hvert annet sekund og viser trekkraften digitalt med 2 grams nøyaktighet. Under testing av seilføringen måtte jeg ligge ved siden av kjøkkenvekten og lese inn på båndopptakeren fortløpende etter hvert som vekten oppdaterte seg. Når alle siffer var slått inn på regnemaskinen kunne jeg lett finne tverrsummen, og få en nøyaktig verdi for trekkraften på gjeldende seilingskurs. Som du også ser i kanten av bassenget var dette inndelt i grader med 5 graders intervaller.

Det ble målt signifikant forskjell i trekkraft med vingemast, og trekkraften falt markant når seilingskursen ble så rom at vinden ikke lenger klarte å følge overflaten på le side. Vingemaster har den egenskap at de er i stand til å lede luftstrømmen laminært inn over seilets le side, uten turbulens. Og det er her det oppstår et undertrykk på samme måte som på oversiden av flyvinger. Det vesentlige av testingen ble utført uten forseil, men skjøtet for storseilet ble prøvet ut i mange posisjoner.

Det store spørsmålet var om de effektene som ble målt kunne overføres til vingemaster anvendt på båt i full skala. Mest likhet oppnås på flerskrogsbåter som ikke krenger særlig mye. Men på enskrogsbåter vil kreftene fra vinden føre til krengning, og kanskje litt mer krengning ved vingemast. Under disse forhold mistes en større andel av effekten som ble målt i vindtunnel. Forseilet forstyrrer også noe av effekten, særlig når luftspalten mellom forseil og storseil blir liten. Ved montering av vingemasten på båt fører rotasjon av masten til at denne blir ført merkbart til le. Dette gjør ovennevnte spalte enda trangere. Ved uttesting på båt så vi interessante ytelser ved flere anledninger, og oftest under lette vindforhold.

Det ble seilt en del regatta, men resultatene var ikke revolusjonerende. Selv om det nok fortsatt var mulig å optimalisere mange detaljer som kunne øke effekten, oppgav vi prosjektet da vi fant ut at vingemasten kunne stages på en enklere måte. Konstruksjonen ville da ligge utenfor patentet, tilgjengelig for enhver. Vi så oss ikke i stand til å konkurrere med etablerte masteprodusenter i et meget meget snevert marked. Vingemaster på enskrogsbåter kommer nok til å være forbeholdt meget spesielt interesserte.