AC75 formák: Különbségek és lehetséges okaik

Vitorlázás

2021. január 12. Ruják István hajozas.hu

Megosztás:

Látványos a test, de kevésbé számít

Az AC75-ösök nem egyformák, hiszen az osztály előírás tág lehetőséget hagy az alkotásra. Nehéz eldönteni hasonló vitorláshajók esetében, hogy mi okozza a sebességkülönbségeket, mi számít igazán. Az AC75-ös hajótestek formái látványosan különbözők. De azt hiszem az eredményességben sokkal nagyobb a szerepe a különleges foiloknak, a „csirkelábaknak”, amelyeken a hajók rohannak és a kormányoknak, amelyeken állítható szárny van és alapvetően meghatározzá a hajó stabil menetét. Legalább ennyire fontosak persze a vitorlák és az árbóc, vagyis összességében a rudazatok. Nem beszélve a csapatok tudásáról ezeknek az extrém módon újszerű technikáknak a kezelésében.

Ám a felsoroltakból külső szemlélőnek nagyon kevés látszik, a különbségek nehezen vagy egyáltalán nem felmérhetők. Ami látványosan eltérő a négy csapat esetében, az a hajótestek formája. Ezeket érdemes áttekinteni a hétvégén kezdődő Prada Cup, a kihívók selejtezője előtt. Mert a hajótestek már nem fognak változni.

Hajótest formák és gerincek

Hatékony menet közel a felszínhez

Az AC75-ös akkor vitorlázik a leghatékonyabban, amikor az uszonyán vagy uszonyain repül, a hajótest nem dől és a vízfelszín és a hajó feneke között a lehető legkisebb a távolság. Nyilván a csapatok tervezői ezzel tisztában vannak, ezt az állapotot igyekeznek megvalósítani. Ennek ellenére szembetűnően nagy eltérések vannak a hajótest formák, különösen a hajótestek alja között.

Az első hajók alap formái: balról jobbra – felül: American Magic és INEOS Team UK – alul: Luna Rossa és Emirates Team New Zealand

Az első generációs hajókat nézve a Luna Rossán egy mérsékelt méretű V formájú „gerincet” alakítottak ki, amely fokozatosan laposodva, hosszú szkeggé változva egészen a kormányig tart. A védők első hajója, a Te Aihe hajó szélesebb U alakú gerinccel épült, amely azonban nem fut ki egészen a tatig. A többiek első hajóinak többé-kevésbé lapos az alja.

A leginkább a britek második hajója különbözik az elsőtől – a lapos fenéktől eljutottak a legmarkánsabb gerincig

A brit INEOS csapaté vízrebocsátásakor még teljesen lapos volt, majd később egy keskeny, sekély szkeget adtak a hajótest aljának kétharmadához. A markáns gerincek inkább a második hajókon jelentek meg.

Változások a második hajók testeiben

Balra felül: Te Rehutai, jobbra Luna Rossa, alul balra a Britannia II., jobbra a Patriot

Az új hajók mindegyikének van valamilyen markánsan lefelé nyúló gerince, de ezek is eltérőek. A leglátványosabb ilyen gerinc az INEOS Team Britannia II-jén látható. A hajótest teljes hosszán végig nyúló széles, sarkos építsű és lapos aljú. Sokkal hangsúlyosabb, mint az első hajójukon évközben megvalósított módosított gerinc. Emellett a test hátsó felén is látható egy szélesen és laposan kiemelkedő rész. Ez a nagy térfogatú rész feltehetően a gyorsításkor segíti a hajó kiemelkedését.

Szintén teljes hosszúságú a Luna Rossa II szkegje, de esetükben ez nagyon hasonlít az első hajó formájára.

A négy új hajó közül az amerikai Patrioton a legkisebb a testből kinyúló gerinc, és nem is ér túl a hajótest hosszának körülbelül egyharmadán.

A védő új-zélandiak második hajóján a Te Rehutai-on a gerinc volumene elől megegyezik a Britannia II-ével, ám lényegesen íveltebb és a hajó hátsó részén egészen más forma, nem annyira domináns, mint a britekén.

A leglátványosabb változás és a legmarkánsabb gerinc a britek második hajóján látható

Az első hajók esetében a szakértők azt állították, hogy ezeknek a gerinceknek a fő célja az úszó állapotból a repülő állapotba kerülés segítése, hogy a hajók mielőbb „lábra kaphassanak” szárnyaljanak. De ez a cél többféle módon is segíthető.

Vízesített felület

Az egyik a hajótest vizesített felületének csökkentése még a test úszásakor, ezzel a súrlódás csökkentése a kiemelkedés előtti gyorsuláshoz. Ez lehet a brit hajó nagyvolumenű gerincének egyik célja. A széles lapos gerincforma további, dinamikus függőleges emelést generálhat, még mielőtt a hidromechanikus emelést a szárnyak végeznék.

Feltehetően a Luna Rossa motorcsónak-szerű V-szakaszát is kifejezetten erre a célra tervezték. Még hangsúlyosabb ez a V-szakasz a Te Rehutai fenekén.

Te Rehutai: A markáns gerins és a fenékforma dinamikus függőleges emelést generálhat amikor a hajó elkezd kiemelkedni a vízből

A markáns „gerincek” célja mindezek mellett az is lehet, hogy azok elülső részei a rohanásból valamilyen hiba után megdőlve a vízbe csapódó hajó egyensúlyának visszanyerését szolgálják.

Még egy fontos szerepe is lehet azoknak a gerinceknek, amelyek végig nyúlnak a hajótest teljes hosszában.

Nyomáskülönbség fenntartása

Látható, hogy a vitorlák az alacsonyan lévő bummokkal és szoknyákkal úgy vannak kialakítva, hogy a rajtuk kialakuló szélfelőli és szélalatti áramlást, nyomáskülönbséget tökéletesen elválasszák, a fedélzetnél se legyen ezek között összeköttetés. Ha a hosszú gerincű hajó ideális módon szinte teljesen a víz felszín közelében repül, akkor a gerincek ugyanezt szolgálják a hajótest alatt. Csökkentik a hajófenék és a víz felszíne közötti rést, csökken az ott keletkező keresztszél és ezzel segítenek fenntartani a szélalatti és szélfeletti nyomáskülönbséget, ami a teljes hajtóerőt növeli.

A szélfelőli és szélalatti áramlást elválasztják, a nyomáskülönbséget fenntartják a fedélzetre leszabott vitorlák

Ugyanakkor több keresztszél jelentkezik a fedélzet szintjén, amit a deckig lógó anyagokkal lehetőleg elzárnak. Ennek az előnyeit már ismerjük akár a kis katamaránokról a decket söprő, úgynevezett decksweaper vitorlákból. A vitorlák alsó részén megnövekszik a látszólagos szél szöge és sebessége, ott is növelve a hajtóerőt.

A hajótest alatti keresztáramlások lezárásának gondolata pedig a Britannia látványosan hosszú és vastag gerincének megjelenése után került terítékre, hiszen szárnyalás közben a fő szempont már a test esetében is az inkább az aero-, mint a hidrodinamika. Mivel az AC75-ösötösök gyakran 30-40 csomós sebesség fölé gyorsulnak ennek a szerepe már jelentős lehet.

A hosszú, mély gerinc negatív hatásai

Vannak azonban ennek negatív hatásai is. A hosszú és mély gerinc repüléskor oldalra ható erőt is eredményez, amelyhez még kapcsolódik a gerinc alatt örvénylő levegő súrlódása. Emellett a hosszabb, markánsabb gerincű hajónak nagyobb a légellenállása. Vagyis ami kisebb vizesített felületet ad a test úszásakor és segíti a kiemelkedést, az nagyobb légellenállást jelent szárnyaláskor.

Nyilván a britek és az új-zélandiak a második hajóik tervezésekor a fenti hatások összességét illetően más eredményre jutottak, mint az amerikaiak vagy az olaszok. Ők bizonyára úgy vélik, hogy az ő kompromisszumos megoldásaik lehetnek hatékonyabbak.

Iránystabilitás

Kevéssé szerepel a szakértők elemzéseiben az iránystabilitás. Feltételezhető, hogy a szárnyaló hajók iránystabilitása gyenge, hiszen a víz fölött lévén a hajótest formájának nincs olyan stabilizáló hatása, mint az úszó testnek. Mondhatni, hogy a formastabilitás elhanyagolható és folyamatos kormánymozdulatokra van szükség a hajó irányban tartásához. Ez további ellenállást okoz. Aerodinamikailag a hosszú és markáns gerincű hajók mémi előnyt élvezhetnek ebben a tekintetben, ami elvileg a kezelésüket is egyszerűbbé teheti.

Summázás

Összefoglalásként és persze durva egyszerűsítéssel azt lehet mondani, hogy a védő Te Rehutai testét vitorlázásra tervezték, míg az amerikai hajót repülésre. (Naná, hiszen az Airbus repülőmérnökei részt vettek a tervezésben). A Luna Rossa ésszerű kompromisszumot képvisel a vitorlázás és a repülés között. Ez is érthető, hiszen esetükben a tervezőcsoport egyik meghatározó egyénisége Martin Fisher, aki többtestű hajók alkotásában lett nagy név. A Britannia II. pedig – egyik-másik az új-zélandiakkal közös elveken alapuló megoldásaik mellett is – egyedi módon eltér a másik háromtól. Ez talán Ben Ainslie kreativitásának megnyilvánulása, de az sem kizárt, hogy a kupa történetének százhetven éve alatt az Old Mug visszaszerzésének vágya a britekben már annyira megerősödött, hogy az hajlamossá tette a csapatot és tervezőiket arra, hogy a siker érdekében előszeretettel keressenek a többiekhez képest egyedi, akár extrém megoldásokat is.

A Prada ACWS versenyen a kihívók közül a legjobban az American Magic szerepelt – fotó: Sailing Energy / American Magic

Ki nyeri az America’s Cupot?

Naná, majd pont én fogom megmondani!

Hogy melyik kihívó csapat lesz a leggyorsabb a Prada Kupán és a győztes márciusban versenyképes lesz-e a védő Te Rehutai ellen azt még megmondani lehetetlen. Mivel a titok nem igazán a hajótestekben rejlik, és egészen kis változtatások látványos különbséget eredményezhetnek az adott hajó és csapat teljesítményében, ezért bármilyen jóslat botorság. Elég, ha csak a brit csapatnak a decemberi versenyen mutatott helyenként szánalmas produkcióját hasonlítjuk ahhoz, amit a január 11-én edzésen mutattak az új-zélandi védőkkel szemben.

Ruji

Kapcsolódó