Wywiad z Ursem Hungerbühler - projektantem GA-KITES, WINGS oraz FOILS.

Mamy dla Was nie lada gratkę, a mianowicie wywiad z Ursem Hungerbühler, który przez wiele lat był odpowiedzialny za badania i rozwój GA-KITES. Wprowadził on swoją zdobywaną przez lata wiedzę na temat aerodynamiki i hydrodynamiki do opracowania wysoko cenionej serii skrzydeł GA-Wings oraz całego segmentu foil. Pracując i mieszkając w Tajwanie, Urs regularnie odwiedza zakłady produkcyjne w celu kontroli jakości, a także natychmiast testuje nowe prototypy w różnych warunkach. Urs myśli nieszablonowo, znajduje innowacyjne rozwiązania i współpracuje z doświadczonymi zawodnikami z zespołów windsurfingowych, kitesurfingowych i wing foilowych GA oraz Tabou, tworząc wielowymiarową ofertę foilów, wingów oraz kiteów dla wszystkich zawodników. 

1. Cześć Urs, jesteś tajemniczym człowiekiem odpowiedzialnym za wszystkie produkty GA Wing, Kites i Foils. Czy mógłbyś się przedstawić? (historia, tło...)
Cześć, urodziłem się i dorastałem w Szwajcarii. Bardzo interesowaliśmy się sportami górskimi, takimi jak narciarstwo, wspinaczka i latanie na paralotniach. Zacząłem pracować dla szwajcarskiej firmy paralotniowej, doskonaląc skrzydła. To było w połowie lat 90. W tamtym czasie już budowaliśmy latawce do użytku na lądzie z nartami, czy mountainboardem. Wiedzieliśmy, że jeśli uda nam się zbudować latawiec, który można zrestartować z wody, to stworzymy nową dyscyplinę sportu wodnego z ogromnym potencjałem. Kiedy zobaczyliśmy pierwsze latawce tubowe, dwulinkowe, postanowiliśmy stworzyć lepszy latawiec o większej wydajności i lepszej kontroli niż latawce dwulinkowe. Ja i moi dwaj bracia zaczęliśmy budować latawce typu foil, które mogły podnieść się z wody. Niedługo potem na rynek weszły duże firmy windsurfingowe i postanowiliśmy, że nie możemy z nimi konkurować i zrezygnowaliśmy z produkcji latawców. Wtedy przeniosłem się do Tarify w Hiszpanii ze względu na wiatr i kitesurfing. Po pewnym czasie zacząłem współpracować z Montym Spindlerem przy tworzeniu latawców. Następnie skontaktował się on z Knutem Budigiem, aby sprawdzić, czy może dojść do współpracy. Knut był wtedy już związany z firmą Gaastra i właściwie szukał osób, które potrafią projektować latawce. Od tego czasu zajmuję się projektowaniem latawców dla Gaastry. Kiedy Gaastra zaczęła budować kolejną fabrykę, spędziłem sporo czasu w Chinach. W tym czasie zacząłem uczyć się chińskiego i poznałem moją obecną żonę, która jest z Tajwanu. Po tym czasie nadal chciałem pozostać w regionie chińskim, aby lepiej nauczyć się chińskiego, ale nie chciałem pozostawać w samych Chinach. Dlatego przeniosłem się do Tajwanu. Tutaj mamy dobre wiatry i na wschodnim wybrzeżu fajne fale. Latamy na latawcach zimą i używamy winga lub foili latem. Niedawno zacząłem również pracować nad rozwojem foili oraz wingów.
 

2. Jaki jest proces projektowania/rozwijania skrzydeł - wingów? Na jakie główne punkty zwracasz uwagę przy tworzeniu podstawy projektu?
Rozpoczęcie od zera to dość długi proces. Później, gdy istnieje pewna podstawa, staje się nieco prostsze. Zazwyczaj najpierw wykonuję podstawowe obliczenia dla profilu. W zasadzie opracowuję profil. Do tego wykonuję również pewne symulacje. Jednak nie jest to symulacja skrzydła, ponieważ skrzydła są elastyczne. Oznacza to, że nie posiadamy wszystkich właściwych parametrów wejściowych. W przypadku symulacji CFD (dynamiki płynów komputerowej) mały błąd wejściowy nie jest tylko małym błędem wyjściowym, ale sprawia, że projekt staje się całkowicie bezwartościowy. Jednak do opracowania profilu możemy przeprowadzić symulacje i obliczenia w celu określenia prędkości, siły nośnej, prędkości przeciągania (stall speed) itp. Mając już profil, rysuję skrzydło w oprogramowaniu 3D, które jest sparametryzowane. Oznacza to, że mogę łatwo zmieniać parametry bez konieczności ponownego rysowania skrzydła. Manipuluję skrzydłem, dostosowuję wszystkie parametry, takie jak krzywizna krawędzi natarcia, współczynnik proporcji (aspect ratio), kształt końcówki i wszystkie możliwe parametry. Gdy już mam pożądane skrzydło, przekształcam plik 3D na rysunek techniczny. Następnie manipuluję rysunkiem technicznym w taki sposób, aby fabryka rozumiała skrzydło i wiedziała, jak je zbudować. Obejmuje to wytyczne, wzmocnienia, definicję materiału i tak dalej. Fabryka buduje prototyp. W najlepszym przypadku mogę udać się do fabryki (co w ostatnich latach zostało przerwane z powodu koronawirusa, ale teraz zostało wznowione), aby sprawdzić skrzydło, zobaczyć problemy i sposoby poprawy procesu produkcji. Następnym krokiem jest przetestowanie skrzydeł przez testerów (lub mnie samego dla podstawowych informacji), analiza opinii i dostosowanie skrzydła odpowiednio.
 

3. Materiały wydają się jednym z najważniejszych parametrów w nowych generacjach skrzydeł, czy możesz nam powiedzieć więcej?
Materiał jest ważny z kilku powodów. Skrzydła powinny być lekkie, ale jednocześnie wytrzymałe. Często mają kontakt z wodą, pływający upadają na nie, a także obciążają je jeszcze mocniej np. podczas obracania. Dodatkowo nie ma żadnego wsparcia, które utrzymuje kształt skrzydła poza ciśnieniem w tubach. Również brakuje bridle czy węglowego masztu. Aby skrzydło było sztywne, konieczne jest utrzymanie pewnego ciśnienia w tubach, co powoduje dla przykładu bardzo duże obciążenie na szwach. Podczas jazdy skrzydło ulega wyginaniu, co zwiększa obciążenie szwów. W zasadzie tuby, jak i cała konstrukcja są dużo bardziej obciążone niż przy latawcach. Dla powierzchni nośnej skrzydła bardzo ważne jest unikanie rozciągania. Powinna ona mieć niewielkie napięcie, aby skrzydło latało płynnie. To napięcie może zostać utracone już przy niewielkim rozciągnięciu materiału, co prowadzi do falowania krawędzi spływu, spadkowi generowanej siły ciągu i złej wydajności,  dlatego wymagania wobec materiałów są bardzo wysokie.
 

4. W tym roku wprowadziliśmy nowe modele skrzydeł Cross oraz Poison. Czy możesz powiedzieć nam więcej o szczegółach każdego modelu (profil, średnica komór, kształt poprzeczek...) oraz ogólnie o programie GA-WINGS?
Skrzydło Cross to skrzydło wszechstronne, a skrzydło Poison jest nieco bardziej zaawansowane. Profil Cross został opracowany w celu generowania siły nośnej i ciągu do przodu już przy niskich prędkościach. Jest również bardziej wyrozumiały dla błędów podczas pompowania przed startem i nigdy nie traci swojej siły napędowej. Poprzeczka ma nadany kąt dla lepszej ergonomii i mniejszego zmęczenia rąk/nadgarstków. Krawędź natarcia i poprzeczka mają odpowiednią średnicę dającą poczucie wytrzymałości i sztywności. Ułatwia to obsługę skrzydła i uzyskanie pełnej wydajności.
W przypadku skrzydła Poison użyliśmy profilu, który jest szybszy i bardziej zwrotny. Wymaga nieco lepszej techniki pompowania niż Cross, aby generować moc i jest mniej wyrozumiałe. Tuba poprzeczna ma również wygięty kształt, z tego samego powodu, co w skrzydle Cross. Jednak na skrzydle Poison jest on nieco bardziej segmentowany/skomplikowany. Sprawia to, że profil skrzydła jest nieco bardziej wymagający, ale średnica tuby może być nieco mniejsza.

5. Ostatnie pytanie, zajmujesz się również projektowaniem gamy foilów GA, czy możesz powiedzieć nam o swoim najnowszym dziele, foilu GTX i nowych skrzydłach MP?
Skrzydła MP są opracowane z myślą o wysokiej wydajności. Mają dość wysoki stosunek wydłużenia (aspect ratio). Wartość AR nie jest taka sama dla wszystkich rozmiarów. Na najmniejszym skrzydle zaczyna się od 7,4, a na największym kończy na 8,5. Dzięki temu wszystkie skrzydła są dość podobne. Stabilność małych skrzydeł została nieco zwiększona. Opracowaliśmy dla nich bardzo szybki profil, który wciąż ma szeroki zakres działania w zależności od siły wiatru, co oznacza, że dolny zakres jest również dość dobry. Jednym z problemów skrzydeł o sporym AR jest manewrowość. Udało nam się rozwiązać ten problem za pomocą dość zaawansowanego kształtu końcówki. Ma ona niewielką powierzchnię i jest bardzo "śliska". Kąt natarcia jest zmniejszony do 0 stopni i nie generuje siły nośnej. Jest to w zasadzie winglet, który utrzymuje wir skrzydła.