Een korte geschiedenis van zeilinstrumenten

Deel 2: De aandacht voor nauwkeurigheid groeit

De aandacht voor nauwkeurigheid groeit

De jaren 80 vormden het eerste decennium van de ontwikkeling van een modern, geïntegreerd navigatie-instrumentarium, en het was voor de betrokkenen een opwindende periode. "Het was een behoorlijk hectische tijd, het ging wel heel snel", aldus Richard Russell, die dat decennium voor B&G werkte en daar uiteindelijk Yacht Systems Design Manager werd.

"De IBM-pc kwam pas in 1981 en er was eigenlijk een zeer beperkte hoeveelheid instrumenten op basis van microprocessors." De meeste basisconcepten die we nu vanzelfsprekend vinden, zoals menu's met subniveaus, moesten vanuit het niets worden uitgewerkt. "En vergeet niet hoeveel moeite het heeft gekost om ervoor te zorgen dat de instrumenten geschikt waren voor de omgeving waarin ze werden gebruikt", voegt hij enigszins wrang toe.

Toch had de zeilwereld aan het begin van de jaren 90 iets wat op een modern systeem leek. De introductie van B&G's Hercules 690 is daarvan een goed voorbeeld. Het had alle essentiële functies die we nu zouden verwachten van een instrumentarium voor wedstrijdzeilers. Twee aparte processorunits integreerden onbewerkte sensorgegevens in prestatiegegevens en distribueerden die vervolgens naar een serie schermen, waarvan elk scherm kon worden geprogrammeerd voor specifieke gegevenskanalen. Dankzij een modulair ontwerp konden zowel sensoren als schermen worden uitgebreid, terwijl een nieuwe, bedrijfseigen bus alle communicatie tussen de processors en beeldschermen afhandelde.

Het was zeker niet het enige nieuwe systeem dat in deze periode werd geïntroduceerd. In de VS bleef Ockam vooruitgang boeken en introduceerde OS2, een verdere ontwikkeling van hun software ter ondersteuning van tactiek en prestaties. KVH, ook gevestigd in New England, liep voorop in de ontwikkeling van digitale kompassen voor de wedstrijdbootmarkt. Dit bedrijf was ook enige tijd actief als instrumentenfabrikant nadat ze het Quadro systeem van het Deense DanaPlus hadden overgenomen. In Frankrijk introduceerde NKE begin jaren 90 een nieuw systeem. Het werk van NKE werd sterk beïnvloed door het zeezeilen. Zo gebruikte Alain Gautier de apparatuur om in 1992 de Vendée Globe te winnen.

Ook buiten de commerciële wereld vond veel onderzoek en ontwikkeling plaats. Een van de meest opmerkelijke systeem in deze periode werd gebouwd voor Hasso Platner, bekend vanwege een reeks beroemde en succesvolle wedstrijdboten, om nog maar te zwijgen van het databasesoftwarebedrijf SAP. Platner had veel hulp van technici en hoewel ik het systeem nooit heb gezien, had het de reputatie dat een America's Cup-team zich er niet voor zou hoeven schamen.

In de Cup-teams werd nieuw werk verzet op het gebied van zicht tijdens het zeilen en het gebruik van laserafstandsmeters om de tegenstander te volgen. De teams werden steeds groter en professioneler, en bleven langer bij elkaar, maar daardoor werd hun werk helaas minder gebruikt voor commerciële producten of bereikte de consument helemaal niet.

Eén ontwikkelingsprogramma dat in het kader van de Cup werd gestart en vervolgens de 'echte wereld' in ging, was Kiwitech van Matthew Thompson. Hij nam in 1988 deel aan de New Zealand Big Boat Challenge en ging verder met het bouwen van systemen aan boord ter ondersteuning van tactiek, navigatie en prestatieanalyse. Deze werden in 1999 door Raytheon gekocht en kregen de naam Raytech.

De Cup-teamshadden een voortrekkersrol vervuld op het gebied van waterdichte, bovendekse tactische systemen. In 1987 ontwikkelde Sailmath de eerste commerciële, watervaste en draagbare Deckman unit, gebaseerd op het werk van Derek Clark. In 1992 werd deze opnieuw geïntroduceerd, met nieuwe hardware op basis van de 'baksteenvormige' TouchPC. De TouchPC werd vervolgens ook door Ockam overgenomen als het ESP, en draaide op hun OS3-systeem ter ondersteuning van de tactiek aan boord. De duurzaamheid, de grootte en het gewicht van de TouchPC betekende dat deze tijdens eendagswedstrijden en korte zeezeiltochten voor veel navigators het favoriete wapen bleef, totdat er een bevredigende manier was om kaartsystemen (die op laptops draaiden) aan dek te brengen.

Er vonden aanzienlijke ontwikkelingen in deze systemen plaats: softwarepakketten die gericht waren op zeezeilen over lange afstanden en de navigatie die benedendeks moest worden gedaan. Het was Brice Pryszo die de eerste isochrone oplossing voor weather routing ontwikkelde. Zijn MaxSea software liep op dit gebied al sinds het midden van de jaren 80 voorop. Halverwege de jaren 90 voegde ook Sailmath zich in de strijd met de introductie van Deckman for Windows, in wezen de Deckman software die naar het Windows-platform was overgebracht. Dit maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van veel meer functionaliteit en voor de Whitbread van 1997-1998 werd weather routing met weersvoorspellingen van derden toegevoegd.

Ook het werk van Nick White aan Explorer [later Expedition] begon halverwege de jaren 90. Hij was in 1993-1994 de navigator aan boord van Yamaha en werkte daarna met Chris Dicksons' team voor de Cup-wedstrijd van 1995, Tag Heuer. Hij droeg ook bij aan de Kiwitech producten. Explorer groeide uit zijn jasje en kreeg tijdens de voorbereiding op de America's Cup van 2003 de naam Expedition, toen White met Dick McCurdy bij het team Stars and Stripes van Dennis Conner werkte.

Hoewel de kernfunctionaliteit in deze periode tot stand werd gebracht, denk ik eerlijk gezegd dat er nog steeds wat werk moest worden verricht op het gebied van nauwkeurigheid, vooral tijdens manoeuvres, omdat de boten steeds sneller en dynamischer werden. Dus, zoals de komst van GPS de belangrijkste verandering in de jaren 80 was, is volgens mij de beschikbaarheid van lichtgewicht, robuuste, solid-state bewegingssensoren de belangrijkste technische ontwikkeling in de jaren 90.

In de decennia daarna zouden gyroscopen en versnellingsmeters fundamenteel worden voor veel van de verbeteringen in de nauwkeurigheid en effectiviteit van navigatie-instrumenten. Het was Graeme Winn bij Sailmath die hun potentieel voor het eerst inzette, nadat hij voor de America's Cup in 1988 bij de Blue Arrow Challenge betrokken was geweest.

Blue Arrow bouwde een monohull met draagvleugels (de AC75 is niet de eerste) en moest de belasting van de draagvleugels meten. Daarom had Winn in samenwerking met B&G een op maat gemaakt instrumentarium gebouwd. "De ontwikkeling stopte toen het Blue Arrow-team werd opgeheven," legt Winn uit, "maar het vormde de basis voor een nieuw systeem voor de America's Cup van 1995. Dat werd de WTP.

"Het werd in 1995 voor het eerst gebruikt door het Spaanse team [Copa America '95 Desafio Español]. De nieuwe functie in dit systeem betrof het verwijderen van windvectoren, die werden gecreëerd door de pitch en roll van de boot, door met gyroscopen de pitch en roll te meten. De resulterende wind was veel stabieler en vereiste minder demping."

Dick McCurdy besteedde in zijn masterscriptie in 1968 al aandacht aan de fout in de windrichting en -hoek door pitch en roll, en het oplossen ervan betekende een aanzienlijke stap voorwaarts. Een paar jaar later voegde Graeme Winn nog een gyroscoop voor yaw aan de WTP toe, en voorzag daarmee in de functionaliteit van een gyrogestabiliseerd kompas.

De lichtgewicht, robuuste, solid-state bewegingssensoren konden ook uitstekend worden toegepast in een stuurautomaat die in 1995 door NKE werd geïntroduceerd en de Gyropilot werd genoemd. Dit verbeterde vooral de stuurautomaatprestaties voor de wind met de spinnakers omhoog. Ze produceren nu ook een instrumentarium dat gyroscopen gebruikt om de beweging van de boot uit de windgegevens te elimineren.

WTP's gebruik van gyroscopen hield in dat de windgegevens en alles wat op basis daarvan werd berekend veel minder ruis vertoonden dan daarvoor. En omdat hierdoor de demping kon worden gereduceerd, werd de updatesnelheid ook sterk verbeterd. "Het was mogelijk om de samplesnelheid van het systeem te verhogen naar 10 Hz en belangrijke navigatievariabelen, zoals koers, bootsnelheid, windrichting en ware-windhoek en -snelheid, met dezelfde snelheid naar de schermen uit te voeren. Dit zorgt voor een zeer responsief systeem met meer dynamische getallen", legt Graeme Winn uit. De WTP werd eind jaren 90 het favoriete systeem van de Amerikaanse Cup-teams. De specificatie ervan legde de basis voor de ontwikkeling van nieuwe systemen aan het begin van het nieuwe millennium.