Wingfin - En fena blir till

Det hela började med att jag en dag råkade höra ett samtal i en dykbutik mellan en dykinstruktör och en kund, där instruktören påstod att det område som tillverkarna lägger ner mest resurser är utveckling av fenor. Min omedelbara reaktion var att det måste han ha hittat på.

Fenorna har ju i princip sett ut likadant sen 60-talet. Min andra tanke var att en fena måste gå att göra mycket bättre. Sedan hände inte så mycket. Det blev ett projekt som hamnade i "pipen".

Efter att idén legat och jäst i bakhuvudet något år var det dags att krypa in i verkstaden. Ambitionen var att göra en fena som skulle tilltala alla typer av dykare dvs såväl tech som cocktail. Det jag kom fram till var att i princip alla techdykare kör med jetfin eller liknande och alla hade samma motivering. Den är kort, tung och man kan backa med den. Cocktaildykarna kör med allt möjligt bara det är färgglatt och sista skriket. Nja, det kanske var lite orättvist. Man kan väl säga att cocktail satsar antingen på en snabb men trög fena eller en lättdriven och lite mindre snabb, helt utan krav på backfunktion. En fena som skulle tilltala alla borde då vara snabb, lättdriven med en vass back. Sagt och gjort. Jag tog en gammal fena, skar bort bladet och satte dit en vinge. Vingen var fäst i två armar som i sin tur var fästad i fotfickan. Vingen kunde då rotera fritt mellan två ytterlägen. För att få till backen la jag till en "växelspak", med vars hjälp man kunde frikoppla vingen och rotera den på så sätt att vingen var riktad bakåt. Efter lite mixtrande med vinkelintervallen fick jag det hela att fungera hyfsat, men knappast fantastiskt. Det kanske inte var så enkelt som jag trodde från början. Någon måste ha provat det här förut och mycket riktigt finns det några patent uttagna på diverse vingfenor. Ingen av dessa varianter har mig veterligen dykt upp på marknaden. Det kan finnas flera anledningar till det men det troligaste är att man gav upp när det blev lite uppförsbacke. Skillnaden mellan en vingfena och en flexibel fena är att en flexibel fena alltid fungerar även om den är dåligt konstruerad, medan en vingfena fungerar inte alls om den är felkonstruerad även om den har en högre potential. Backen däremot verkade vara en nyhet. Den kunde jag inte hitta någonstans.



Nästa steg var att bygga ett komplett par från grunden. En annan viktig del i kontruktionen är utformningen av fotfickan. Det vanliga är att fotfickan är ganska mjuk och att hälremmen är gjord i gummi. Detta i kombination med ett flexibelt blad gör att man får en elastisk kraftöverföring. Effekten av det är att en stor del av energin försvinner som värmeförluster. För att råda bot på detta problem vill man åstadkomma en så stel kraftöverföring som möjligt. Detta gjorde jag genom att göra en stenhård fotficka och försedde den med tre stumma remmar med kardborreband. Samma princip man använder på en cykelsko eller en tävlingsskridsko. Resultatet blir en känsla av att fenan är fastgjuten på foten. Problemet med den första prototypen var att vingkordan var lite för stor. Det gjorde att om vinkelintervallen var bra fick man använda en så stor del av pendelrörelsen åt att rotera vingen att den verksamma delen av rörelsen blev för liten. Detta kunde man lösa genom att minska vinkelintervallet men då arbetade vingen med för stor anfallsvinkel vilket gjorde att vingen stallade och en stor del av kraften gick förlorad. Till den andra prototypen gjorde jag därför vingkordan lite mindre så att det skulle gå snabbare att rotera vingen från ett ytterläge till ett annat. Då visade det sig att ytan blev för liten så att den framdrivande kraften inte räckte till för att accellerera dykaren. Fenan blev otroligt lättdriven men inte speciellt snabb. Hmm. Det gick alltså inte att få till en lyckad envingesfena. Det kanske var här de tidigare vingfenekonstruktörerna gav upp.



För att komma vidare behövdes alltså fler vingar. Jag gjorde en fena med tre vingar och då började det att hända saker. Nu kunde vinkelintervallen ställas så att vingarna arbetar med små anfallsvinklar samtidigt som den del av rörelsen som går åt att rotera vingarna var tillräckligt liten.

En annan viktig del var att få till en mer ergonomisk "arbetsställning" samtidigt som resulterande kraften går genom eller nära dykarens tyngdpunkt. Om foten är sträckt innebär det att vadmuskeln arbetar i ett extremläge. En muskel i ett extremläge resulterar förr eller senare i att muskeln krampar. Man får nog påstå att kramp i vaden är ett minst sagt vanligt problem bland dykare. Av denna anledning placerade jag vingarna i förhållande till fotbladet på så sätt att man med fördel kan "arbeta" i en mer ergonomisk arbetsställning med lätt böjda knän och med en fotvinkel mellan ca 100- 130 grader. Nackdelen är att det ledde till att armarna blev nedvinklade 40 grader i förhållande till fotbladet, vilket gör att de är helt omöjliga att gå med på land.



Det som däremot blev betydligt svårare och mer komplicerat med flervingeslösningen var växlingsfunktionen mellan fram och back. Växelspaken sitter på insidan av hälen vilket gör att man kan växla mellan fram och back utan att använda händerna, men växlingsförfarandet är ännu för komplicerat för att det ska fungera på en färdig produkt. För att få en fena med backfunktion att fungera bra innebär det en avsevärd ökning i komplexitet. Fler rörliga delar, mer som kan gå sönder och känsligare i största allmänhet. I dagsläget är det svårt att göra sig en uppfattning om behovet eller nyttan med en back. För en techdykare som dyker mycket i vrak och grottor är det uppenbart att det finns en nytta. För fridykare och snorklare är det lika uppenbart att det inte finns något behov. För den stora gruppen dykare däremellan är behovet eller nyttan mer svårbedömt. Av den anledningen kommer jag satsa på två alternativ dvs en fena med back och en utan.

Nyligen har fenan testats av Försvarets dyk- och navalmedicinska centrum DNC i Karlskrona. Testerna gjordes i strömbassäng och där dykarna var utrustade med pulsklocka. Fördelen med att använda strömbassäng är att man vet exakt hur fort dykaren simmar. Då kan man testa olika dykare med olika fenor, vid samma simhastighet samtidigt som det är lätt att filma dykaren.

Det är flera syften med ett sånt här test. Det mest uppenbara är att se om man är "med i matchen" dvs se om man kan simma lika fort som med en annan fena med bibehållen ansträngning. Ett annat syfte är att studera simteknikens inverkan på resultatet. Att dyka med wingfin innebär delvis en annorlunda teknik och framförallt så är känslan annorlunda, vilket gör att det tar ett tag att vänja sig. Detta kan man då studera genom att jämföra en dykare som är van vid wingfin dvs jag och en ovan dykare. Ett annat syfte och det kanske viktigaste syftet är att avgöra vad man står utvecklingsmässigt i förhållande till sig själv. Detta är viktigt för att man ska veta i vilken riktning nästa utvecklingssteg ska ske. I början av ett sånt här projekt handlar det mest om "trial and error". Exakta vinklar eller exakt vilken profil man ska använda har liten betydelse utan det handlar mer om att snickra ihop något som fungerar i praktiken så att man har något att mäta på. Problemet är så pass komplext att det inte går att stoppa in en dykare i ett beräkningsprogram och ut ploppar en superoptimerad fena. Det är först när man har lite mätningar i knät som man kan börja räkna.

Här är ett exempel:
Med hjälp av simhastigheten och benfrekvensen som man kan få fram genom att studera videofilmerna kan man beräkna den relativa hastigheten samt den relativa anfallsvinkeln dvs den hastighet och den anfallsvinkel som vingen upplever. En storhet som har betydelse i sammanhanget är reynolds tal (Re). Detta är ett tal som beskriver förhållandet mellan de viskösa och de dynamiska krafterna och är proportionellt mot hastigheten och vingkordan. Värdet på Re kan bli ett problem om det blir "litet". Dykning är en långsam sport , vilket gör att man kan anta att vinghastigheten blir "låg", vilket i sin tur ger ett lågt Re. Vi sade tidigare att man ville dela upp ytan på flera vingar för att på så sätt minska den delen av rörelsen som går åt till att rotera vingen. Men gör man det så minskar man vingkordan och därmed Re och om Re tidigare låg nära en kritisk nivå så förvärrar man situationen genom att göra flera vingar. Med andra ord är det ett klassiskt "det man vinner på gungorna förlorar man på karusellen, men utan karusell är det ingen som vill gunga".

Just nu har jag en hel del räkneanalys att göra samt en hel del praktisk erfarenhet att smälta innan jag börjar med nästa prototyp.

Bilderna jag har bifogat visar dels den första prototypen med en vinge, dels den nuvarande prototypen med strömlinjer inritade samt en likande bild på en konventionell fena för att beskriva den principiella skillnaden ur strömningssynpunkt.