Seitennavigation
Mast- und Schoten(block)bruch
Die Stiftung «Schweizer Jugend forscht» hat im Rahmen ihres 57. nationalen Wettbewerbs die Maturaarbeit «Die Messung der Kräfte am Schotenblock» von Felix Guardiola, Matura 2023, mit dem Prädikat «sehr gut» ausgezeichnet.
Felix Guardiola zeigt das von ihm entwickelte Gerät, mit dem sich die Kräfte am Schotenblock messen lassen. Über den herausforderndsten Moment beim Erarbeiten seiner Maturaarbeit sagt er: «Das grösste Problem war, die Kabel der Wägezelle an die Platine zu löten.»
Wie muss ich die Segel stellen, damit mein Boot möglichst schnell in die gewünschte Richtung zieht? Noch hat die Beantwortung dieser Frage viel mit dem Gespür und der Erfahrung der bootsführenden Person zu tun. Aber hinter den Kulissen des Segelbootsports wird schon lange getüftelt, wie man die Winde und Kräfte so messen und berechnen kann, dass sich daraus ein Autopilot entwickeln liesse, der laufend die optimierte Segelstellung angibt.
Gerät entwickelt, das die Kräfte misst
«Ein Ansatzpunkt ist, dass man von der Verbiegung des Mastes Rückschlüsse auf die wirkenden Kräfte zieht», erklärt Felix Guardiola. Als es darum ging, eine Maturaarbeit zu schreiben, war sein Ansatz jedoch ein anderer: Er entwickelte ein Gerät, mit dem sich die Kräfte am Schotenblock messen lassen – dort also, wo alle Stränge, die vom Segel ausgehen, mit dem Bootsrumpf verbunden werden. «Zuerst ging es darum, die auf den Schotenblock wirkenden Kräfte zu verstehen», sagt der 19-jährige Segeltrainer und Physikstudent. Dann baute er einen Zugsensor, den er zwischen Schotenblock und Rumpf ansetzte, und koppelte ihn – zusammen mit einem Verstärker des Ausgangssignals – an einen kleinen Computer, um die Daten speichern und auswerten zu können
«Das grösste Problem war, die Kabel der Wägezelle an die Platine zu löten», so Guardiola. Aussenstehende hätten wohl noch andere Probleme gehabt, zum Beispiel die physikalischen Gegebenheiten so klar und schlüssig darzulegen, wie er das in seiner Arbeit getan hat, und ein ganzes Messgerät grundsätzlich selbst so zu konzipieren und zu bauen, dass es präzise die Krafteinwirkungen bei verschiedenen Segelstellungen zu messen vermag.
Formal und inhaltlich einwandfreie Arbeit
Die Maturaarbeit fiel auch den Juroren von «Schweizer Jugend» forscht auf, weshalb sie Felix Guardiola zur Präsentation einluden. Sie taxierten die Arbeit in der Folge als formal und inhaltlich einwandfrei. Somit konnte Guardiola sie mit Unterstützung eines Professors weiterentwickeln und nachweisen, dass mit relativ einfachen Methoden nicht nur ermittelt werden kann, welche Kräfte am Schotenblock wirken, sondern auch in welche Richtung. Dadurch lässt sich der Bezug zur Beschleunigung des Segelboots noch exakter herstellen, womit die Realisierung eines Autopiloten in greifbare Nähe rücken würde. «Wenn ich hier noch weitergetüftelt hätte, wäre das Prädikat ‹ausgezeichnet› möglich gewesen», meint Guardiola, «aber das war mir zu aufwendig, und mit einem ‹sehr gut› darf ich auch sehr zufrieden sein.» Es kommt hinzu, dass der Einsatz eines solchen Autopiloten bei Regatten gar nicht erlaubt wäre …