En kort historia om seglingsinstrument

Del 2: Ett sökande efter noggrannhet blir allvar

Ett sökande efter noggrannhet blir allvar

1980-talet var det första årtiondet av utveckling för moderna, integrerade instrumentsystem för segling och det var en riktig åktur för de inblandade. ”Det var en rätt hektisk tid, saker och ting utvecklades ganska rätt snabbt”, säger Richard Russell, som arbetade på B&G under det årtiondet och slutade som B&G:s Yacht Systems Design Manager.

”IBM-datorn kom inte ut förrän -81 och det fanns faktiskt en mycket begränsad mängd mikroprocessorbaserade instrument över huvud taget.” De mest grundläggande koncepten som vi nu tar för givet, som menyer med undernivåer, var tvungna att tas fram från grunden. ”Du måste även ha i åtanke hur mycket arbete som krävdes för att se till att de var lämpliga för den miljö de bodde i”, tillade han, något beklagligt.

I början av 1990-talet hade segelvärlden vad som känns igen som ett modernt system. Lanseringen av B&G:s Hercules 690 är ett bra exempel. Det hade alla nödvändiga funktioner som vi nu skulle förvänta oss av ett instrumentsystem för kappsegling. Två separata processorenheter integrerade rådata från givarna till prestandadata och distribuerade dem sedan till en uppsättning skärmar, där var och en kunde programmeras för specifika datakanaler. En modulär design gjorde det möjligt att bygga ut både givare och skärmar, medan en ny tillverkarspecifik buss hanterade all kommunikation mellan processorerna och skärmarna.

Det var långt ifrån det enda nya systemet som lanserades under den här perioden. I USA fortsatte Ockam att driva på och lanserade OS2, en utveckling av deras taktiska och prestandaspecifika mjukvara. KVH, som också var baserat i New England, var ledande inom utvecklingen av digitala kompasser för tävlingsbåtsmarknaden. Ett tag var de dessutom instrumenttillverkare med Quadro-systemet, som de tog över från Danmarks DanaPlus. I Frankrike lanserade NKE ett nytt system i början av 1990-talet. NKE:s arbete hade starkt inflytande från aktivitet till havs, med Alain Gautier som använde utrustningen för att vinna Vendee Globe år 1992.

Det fanns även gott om forskning och utveckling utanför den kommersiella världen. Ett av de mest märkbara insatserna under den här perioden byggdes för Hasso Plattner, välkänd för en serie berömda och framgångsrika tävlingsbåtar – för att inte tala om databasprogramvaruföretaget SAP. Plattner hade gott om ingenjörer till hjälp och även om jag aldrig såg systemet, ansågs det ha funktioner som ett lag i America’s Cup inte behövde skämmas över.

I Cup-lagen fanns det nya arbeten med segelvision och användningen av laseravståndsmätare för att spåra motståndaren. I takt med att lagen blev större, mer professionella och mer långlivade, gick allt mindre av detta arbete över till kommersiella produkter, eller ens såg dagens ljus i det offentliga rummet.

Ett utvecklingsprogram som startade med America’s Cup och sedan övergick till den ”verkliga världen” var Matthew Thompsons Kiwitech. Han var med i Nya Zeelands utmaning för stora båtar år 1988 och började sedan bygga taktiska navigeringssystem och system för prestandaanalys ombord. De köptes av Raytheon år 1999 och blev Raytech.

Lageni America’s Cup hade visat vägen med vattentäta taktiska system på däck. År 1987 utvecklade Sailmath den ursprungliga kommersiella Deckman, en handhållen, vattentät enhet som baserades på Derek Clarks arbete. År 1992 lanserades den på nytt med ny hårdvara baserad på den ”tegelstensformade” TouchPC. TouchPC användes sedan också av Ockam som ESP och körde då deras taktiska system OS3 ombord. TouchPC:ns hållbarhet, storlek och vikt innebar att den förblev det som många dagskappseglare och navigatörer på korta turer till havs föredrog tills det fanns ett tillräckligt bra sätt att ta med sjökortsystem (som kördes på bärbara datorer) på däck.

Det skedde betydande utveckling i dessa system: mjukvarupaket med fokus på havskappsegling på långdistans och navigeringen som krävdes ”en trappa ned”. Det var Brice Pryszo som utvecklade den första isokrona lösningen för väderruttdragning och hans mjukvara MaxSea hade visat vägen inom detta område sedan 80-talet. Sailmath anslöt sig i och med lanseringen av Deckman for Windows i mitten av 90-talet, vilket i princip är mjukvaran Deckman portad till Windows-plattformen. Detta möjliggjorde utvecklingen av mycket större funktionalitet och väderruttdragning med prognoser från tredje part lades till för Whitbread år 1997–98.

Nick Whites arbete med Explorer [som senare blev Expedition] började också i mitten av 90-talet. Han var navigatören ombord på Yamaha i Whitbread 1993–94 och började sedan arbeta med Chris Dicksons Cup-kampanj år 1995, Tag Heuer. Han bidrog även till Kiwitech-produkterna. Explorer växte ur detta och döptes om till Expedition under förberedelserna inför America’s Cup 2003 när White arbetade med Dick McCurdy i Dennis Conners lag Stars & Stripes.

Även om kärnfunktionerna hade uppnåtts under denna period, tror jag att det fortfarande återstod lite arbete med noggrannheten, särskilt under manövrer när båtarna blev snabbare och mer dynamiska. Om GPS var den avgörande förändringen på 1980-talet, var den mest betydande tekniska utvecklingen för mig på 1990-talet tillgången till lätta, robusta solid state-rörelsegivare.

Hastighetsgyroskop och accelerometrar kom att bli grundläggande för många av förbättringarna i noggrannheten och effektiviteten hos seglingsinstrument under de kommande årtiondena. Det var Graeme Winn på Sailmath som var först med att använda deras potential i segling efter sitt deltagande i utmaningen Blue Arrow för America’s Cup år 1988.

Blue Arrow byggde ett enskrovsfartyg med bärplan (AC75 är inte det första) och behövde mäta belastningen på bärplanens bredd. Winn hade alltså byggt ett skräddarsytt instrumentsystem i samarbete med B&G. ”Utvecklingen tog slut när syndikatet Blue Arrow upphörde”, förklarar Winn, ”men det utgjorde grunden för ett nytt system för America’s Cup år 1995 som blev WTP.

”Det användes för första gången år 1995 av det spanska laget [Copa America '95 Desafio Español]. Den nya funktionen för detta system var borttagningen av vindvektorer som skapats av båtens krängande och rullande med hjälp av hastighetsgyroskop för [att mäta] pitch och rullning. Den resulterande vinden var mycket stadigare och krävde mindre dämpning.”

Felet i vindriktning och -vinkel från pitch och rullning uppmärksammades av Dick McCurdy redan i hans masteravhandling år 1968 och att lösa det innebar ett stort steg framåt. Graeme Winn lade till ytterligare hastighetsgyroskop för gir till WTP några år senare och bidrog därigenom med funktionen för en gyrostabiliserad kompass.

De lätta, robusta solid state-rörelsegivarna har också använts effektivt i en autopilot som lanserades år 1995 av NKE och kallades Gyropilot. Det förbättrade särskilt autopilotens prestanda med vinden när spinnakern är uppe. De producerar nu även ett instrumentsystem som använder hastighetsgyroskop för att eliminera båtens rörelser från vinddata.

WTP:s användning av hastighetsgyroskop innebar att vinddata och allt som beräknades nedströms var mycket mindre brusigt än tidigare. Med den åtföljande möjligheten att minska dämpningen fanns det också en mycket förbättrad uppdateringshastighet. ”Det var möjligt att lyfta systemets samplingshastighet till 10 Hz och att mata ut viktiga seglingsvariabler som kurs, båthastighet, vindriktning, sann vindvinkel och hastighet till skärmarna i samma hastighet. Detta ger ett mycket responsivt system med mer dynamiska siffror”, förklarar Graeme Winn. WTP blev det självklara systemvalet för lagen i America’s Cup i slutet av 90-talet. Systemets specifikationer låg till grund för nya system som utvecklades när det nya årtusendet inleddes.