Wellenreiter statt Bruchpiloten

Chemnitzer Physiker entwickelt Analyseverfahren, mit dem sich Materialbelastungen von Surfbrettern genau ermitteln lassen

Welcher Windsurfer denkt schon an die Physik, wenn er auf dem Brett wilde Wellenfahrten unternimmt. Dabei könnte gerade ein Naturwissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz so manchen Wellenreiter davor bewahren, sich über defektes Material ärgern zu müssen. Er heißt Dr. Norbert Schwarzer, ist wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Physik fester Körper und hat die Surfmanöver analysiert, bei denen häufig das Brett zu Bruch geht.

„Brenzlig wird es, wenn der Windsurfer nach einem Sprung zu flach landet oder unbeabsichtigt und zu heftig auf die Brettspitze tritt oder gar fällt“, so Dr. Norbert Schwarzer. „Auch bei schlechten Landungen zwischen zwei Wellen oder beim Eintauchen des Brett- Endes nach einem hohen Sprung sowie überdrehten Loops wird das Material über Gebühr beansprucht und kann brechen“, bringt er seine Ergebnisse auf den Punkt. Die Untersuchungen hat der Chemnitzer Physiker ausnahmsweise einmal nicht im Labor angestellt, sondern im Surf-Paradies auf Mauritius, wo er sich 2004 im Rahmen einer privat finanzierten Reise an einem Forschungsprojekt beteiligte, das sich mit der Stabilität von Windsurfbrettern beschäftigte. Für seine Untersuchungen brachte er dabei ein Modell zum Einsatz, das eigentlich für die Analyse superdünner Schichten gedacht ist, sich aber ebenso gut für die etwas außergewöhnliche Forschungsaufgabe anwenden ließ. Dabei berechnete und simulierte er, welche Materialbelastungen theoretisch zu einem Bruch des Brettes führen und verglich diese Daten mit den Sprüngen, Loops und rasanten Fahren, die von den Sportlern in der Praxis ausgeführt wurden. Dabei zeigte sich, dass sich die Schäden wie vorhergesagt einstellten.

Das Verfahren von Dr. Norbert Schwarzer zur qualitativen Schadenanalyse ist in der Lage, das Surfbrett in bis zu 20 dünnen Schichten am Computer zu modellieren und dabei das Materialverhalten genau zu untersuchen. „Es hat sich gezeigt, dass dieses Verfahren sehr schnell zu sehr genauen Ergebnissen führt und genau erkennt, welche maximalen Stressbelastungen ein Brett auszuhalten in der Lage ist und wo sich die schwachen Punkte in der Konstruktion befinden“, so Dr. Schwarzer. Und nicht nur in der Boot-Industrie könnte dieses Analyseverfahren zum Einsatz kommen, um Surfbretter in Zukunft stabiler zu bauen – auch bei der Herstellung von Auto-Karosserien oder Rumpfkonstruktionen, z. B. im Flugzeugbau, sieht der Chemnitzer Physiker gute Einsatzmöglichkeiten.

Weitere Informationen gibt Dr. Norbert Schwarzer, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Physik fester Körper, Telefon (03 71) 531 32 10, Mobil (01 73) 366 73 59, E-Mail n.schwarzer@physik.tu-chemnitz.de .