A vitorlás hajó tervezés komplexitása, avagy miért különböznek ennyire az IMOCA 60-asok – 2. rész

Vitorlázás

2022. augusztus 18. Ruják István Yann Riou / PRB

Megosztás:

Hajótest formai hatások, Ocean VMG

A 2024-es Vendée Globe-ra készült újabb, immár harmadik generációs foiler IMOCA 60-asok testén (legalább) három helyen láthatók markáns módosítások a hajótestek alsó, fedélzet alatti részein. Az orron, a tükrökön és a szélességi megoldásokban az outrigger vonalában.

A földkerülő hajók sokat vitorláznak nagy hullámok között és sokat bőszélben. Esetükben fontos a jó Ocean VMG, vagyis az óceáni sebességoptimalizálás (VMG = Velocity Made Good), ami látványos módon a hajótestek újszerű formai megoldásaiban ölt testet.

Már volt szó arról, hogy bőszélben hullámos vízen a hajó orrát minél magasabban kell tartani, távol a hullámoktól. Ezt segítheti egy erre tervezett egyenesebb szárny (lásd pl. Corum L’Épargne), ám a hajó orra ettől 60-70 centinél magasabbra nem fog emelkedni. Márpedig ez 2-3 méteres, a déli óceánokon pedig még nagyobb hullámokon nem elegendő.

Scow bow

A most már mindenki által átvett megoldást a 2016-17-es Vendée Globe-on a Sam Manuard által tervezett és a Pauger Carbonnál Kápolnásnyéken épült L’Occitane en Provence IMOCA 60-as (ma Bureau Vallée) mutatta be. Manuard a hat és fél méteres kis Mini Transat hajókon jó évtizede megjelent, majd a Class 40 osztályban is sikeresen vizsgázott hasas orrot a „scow bow”-t adaptálta az IMOCA 60-asba.

Manuard újítása az IMOCA osztályban a hasas orr. A L’Occitane még a Pauger-műhelyben 2019 decemberében – Fotó: Gémesi Jóka

A Minik és a Class 40-k nem szárnyaló, hanem úszó hajók (bár a hasas orr megjelenée óta már lettek szárnyas Minik is), tehát a hasas orr egyes azokban a típusokban mutatkozó előnyei nem érvényesülnek a szárnyalásra tervezett IMOCA 60-ason. Ám scow bownak van egy nagy előnye, amire itt éppen szükség volt.

A nagy volumenű széles orr a hullámba csapódva nem fúródik olyan mélyre, mint egy keskenyebb, hagyományos formájú, és értelemszerűen hamarabb tér vissza a hajó a szárnyalásba. Kevesebb fék, egyenletesebb menet, nagyobb átlagsebesség.

Mellesleg az óceáni vitorlás versenyhajók orr- és dekkformái egyéb okból is nagy változáson mentek keresztül az elmúlt két évtizedben. Mivel a mai hajók nagyon gyorsak, ezért az a cél, hogy előre-hátra minél kevesebbet billegjenek, mert minden alkalommal „összetörik” a vitorlákon a levegőáramlat, ami a felhajtóerőt adja. Ha minden hullámon billen a hajó, az ostorozva csapódó árbóc miatt az áramlatnak rendre helyre kell állni, újra kell épülni. Ezért ezeken a gyors hajókon kezdtek olyan formájú orrokat építeni, hogy a hajó inkább fúrja be magát a hullámba és ne mássza meg. A befúródó orron a fedélzetre zúduló víz a megfelelő dekkformának köszönhetően gyorsan távozik. A vitorla profil stabilabb, az átlagsebesség növekszik.

PRB 2022-es Verdier hajó – hasas orr, a hullámot a fedélzetre vezető letörés, kevés ellenállás a dekken, alacsony kabintető – Fotó: Yann Riou / PRB

Ezt az alapelvet Tuss Miklós már a kilencvenes években épített különleges hajójának a Lopakodónak a tervezésekor alkalmazta a Balatonon. Nem tőle vették át persze a nagy óceáni tervezők, csak megemlítem büszkén, hogy a vitorlaszabással és a hajózás számos elméleti kérdésével foglalkozó remek magyar vitorlázó is felismerte mindezt.

Ezt a hullámterelős, egyenletesen haladó, lemetszett fedélzetű formát toldotta meg Sam Manuard a hasas Scow bow-val. A L’Occitane ugyan nagyon lemaradt a verseny első heteiben, ám főleg a déli óceánokon, az Indiai- és a Csendes-óceánon meggyőzően megmutatta az ilyen formában rejlő potenciált.

A tükör formája, emelőhatása és a testszélesség

Ki gondolná, de nagyon fontos a hajótest hátsó részének, a tükör formájának a hatása a minél gyorsabb újra szárnyalásban. A tükörnél és a hajótest utolsó méterein látható horpadások és púpok, hasítékok illetve a tükör keresztirányú formájának fő célja a hajó stabilizálása. Szó volt róla, hogy a kormányon nem lehetnek emelőszárnyak és ezért az IMOCA 60-asoknak hátsó része állandóan a vízben úszik.

A tükör formai megoldásai, beleértve az apró íveket, bemélyedéseket a hajótest utolsó méterén a repülés és becsapódás után különösen fontosak a stabilizálásban és a mielőbbi újra szárnyalásban. Lényegében a szerepük adott pillanatban hasonló, mint az America’s Cup AC75-ösök kormányain lévő gyorsan állítható vezérsíkoké.

Az új Verdier-tervezésű PRB tükre – Fotó: Yann Riou / PRB

Az új IMOCA 60-asokon látható még egy specialitás a testek alsó részén, oldalán, hajóközépnél. Mivel a foiler hajókon a visszaállító nyomaték már a szárnyaktól függ, ezért a testek keskenyebbek lehetnek. Úgy kisebb az ellenállásuk.

Igen ám, viszont hagyományos szálingok híján az állókötélzetet a dekkből kinyúló outriggerek tartják megfelelő szögben. Az a szög viszont ökölszabály, (lefelé és fölfelé is) ha nem megfelelő, a rudazat veszélyben van. Ezért látható az IMOCA 60-asokon egy törésvonal ott, ahol az outrigger által kitámasztott vantnik csatlakoznak a hajótesthez. Ez a törésvonal először talán a Guillaume Verdier tervezésű hajókon jelent meg, de különösen látványos a Juan Kouyoumidjan tervezte Corum L’Éprgne-on, amelynek a teste a vízvonal fölött meredeken szélesedik és a legszélesebb részen van az outrigger kábel bekötése.

A cél az, hogy ott a hajó legyen minél szélesebb a vantniszög érdekében, alatta viszont keskenyebb, hogy minél kisebb legyen a vízesített felület, tehát a test és víz közötti fékező súrlódás. A modern tervezésű IMOCA 60-asok legnagyobb szélessége csak 30-40 centit csökkent a korábbi hajókéhoz képest, de a vízvonalnál általában ennél nagyobb a különbség.

A Juan K tervezésű Corum L’Épargne. A vantnibekötés az M-betű szárában, a törésvonal felett – Fotó: Eloi Stichelbaut – polaRYSE / Corum l’épargne

Sebesség, biztonság, borulásból felállás, kabintető

Az IMOCA 60-asok biztonsági felmérésében két fontos szabály van. 110 fokos dőlésből a hajónak fel kell tudni állnia. Ezért olyan a test formája, hogy ilyen dőlésnél nagy legyen a formastabilitása, ne billenjen tovább. Ennek érdekében a test és fedélzet is akár mindenféle furcsa „púpokkal” úgy kialakított, hogy ilyen dőlésnél a vízben egy ideálisan stabil „kenuforma” legyen.

Másik biztonsági szabály a 180 fokról, vagyis eszkimózásból való felállás. Ezt már árbóc nélkül mérik; feltételezve, hogy az már ilyen borulásnál elveszik, illetve nem kell számolni az ellenállásával. A hajónak a tőkesúly elbillentésétől vissza kell fordulnia. Ám az előzőekben elmondott hajótest és dekk formai módosítások ez ellen hatnak.

IMOCA felmérés és stabilitás teszt. A zárt kabin segíti a hajó visszaforgását is, ha fejjel lefelé fordulna – Fotó: Amory Ross / 11th Hour Racing

Tehát a dekk ívén kívül sok légtérfogatra van szükség hajóközépen és hátrébb a visszaforgás elindításához. Ez pedig a kabintető, amely nem-mellesleg szárazon tartja a versenyzőket. De az új IMOCÁk kokpitje nem elsősorban emiatt zárt, hanem a szükséges visszaforgató légtérfogat szükségessége miatt.

Bár a zárt kokpit nagy ajándék lehet, mert harminccsomós tempóban nagyot üt minden vízcsepp, a délen gyakran mínuszos hőmérsékletű levegő csípéséről nem is beszélve.

A legérdekesebb hajó lehet majd Eric Beilloné

Sorra szállnak vízre az új IMOCA 60-asok és csordogálnak hírek készülő vagy még csak tervezett darabokról. Jó eséllyel viszont a legérdekesebb új hajó másképp lesz különleges.

Két Vendée Globe zajlott le már szárnyas hajókkal a mezőny élbolyában. De a 2016-17-es versenyen nem az történt, amit a szakemberek előre ígértek. A második generációs, a korábbiaknál még gyorsabbnak várt foilerek nem lépték le a legjobb hagyományos uszonyos nem-szárnyaló hajókat. Persze a szélviszonyok is extrémek voltak például a javarészt furcsán gyengébb szeles déli óceánokon, illetve az Atlanti-ceánon is akadt nagy, a mezőnyt újra tömörítő gyengeszeles folt, de Jean Le Cam, Damien Seguin vagy Benjamin Dutreux teljesítménye a hagyományos egyenes uszonyos hajóikkal nagyon meglepő volt. Végig versenyben voltak a szárnyas hajókkal.

A nem-foiler hajóknak van egy olyan előnyük, ami megfelelő időjárásban fizethet. Mivel az ilyen hajók számára az ideális szélszög nem olyan szűk tartomány, mint a foilereké, ezért más meteotaktikát választhatnak, ami gyakran az esetükben rövidebb útvonalakat jelenthet. Például az ilyenfajta kisebb érzékenységük révén az alacsonnyomású időjárási rendszerekben közelebb mehetnek a ciklon magjához, erősebb szélben, rövidebb úton vághatnak át a “zegernyés vizeken”, mint az érzékenyebb szárnyas ellenfeleik.

Jean Le Cam a 9. Vendée Globe-on a nem-szárnyas hajójával még úgy is az élbolyban végzett, hogy kissé elvesztette a verseny ritmusát, miután az Indiai-óceánon kimentette Kevin Escoffier-t.

Mindenesetre ilyen nem-szárnyas IMOCA 60-as már hosszú ideje nem épült. Le Cam Bruce Farr tervezésű hajója 2007-ben, Dutreux-é (szintén Farr hajó) és Seguiné (Finot-Conq) 2008-ban épült. Fa Nándi tervezte az utolsóként megépített nem-foilert, ám a Spirit of Hungary-nek 2014-ben már meg kellett felelnie az éppen akkor neki nem kedvezően, a foilerek érdekeinek megfelelően módosuló szabályoknak, így kényszerűen nehezebb a példaként felsorolt három hajónál.

Vagyis az utolsó igazán gyors nem-foiler IMOCA 60-asok tizenötévesek.

Most viszont a Vendée Globe-ra visszatérő Eric Beillon bejelentése szerint nem-szárnyas, hanem hagyományos uszonyos IMOCA 60-ast építtet. Olyat, amilyenen a tervezők tizenöt éve nem gondolkodnak. Sokan állítják, hogy a mai tudással nagyon jó hagyományos hajót lehetne építeni, amelyik kedvező időjárási körülmények segítségével – ez bármelyik IMOCA hajó esélyeinek latolgatásakor kihagyhatatlan mondat – akár komolyabban is veszélyeztetheti a foilereket.

Nagyon kiváncsi vagyok, hogy milyen egyenesuszonyos IMOCA 60-ast tervez egy hozzáértő szakember a mai anyagok és a mai tudás alkalmazásával. Lehet, hogy az lesz a legérdekesebb új IMOCA 60-as.

Vajon lesz-e rajta valami egészen furcsa újdonság? Mondjuk szögben a hajó tengelyétől elfordítható vagy fixen elfordított uszony, ami éles menetben a szél felé emeli a hajót? IMOCA 60-ason újdonság lenne.

De hé, monsieur! Nem az én ötletem! Anno Tuss Miklós a Lopakodón ezt is bemutatta…

Ruji

Kapcsolódó

A vitorlás hajó tervezés komplexitása, avagy miért különböznek ennyire az IMOCA 60-asok – 1. rész

Az immár kötelezően egységes rudazat és és kötelező tőkesúly elemek miatt az IMOCA 60-asok tervezői a hajó foiljaival, uszonyaival kísérletezhetnek, amelyek viszont a szabály korlátozásaival együtt meghatározzák a hajótest szerkezetét és formai megoldásait.

Kapcsolódó