Titkok az Amerika Kupa címvédőjének technikai fejlesztéseiről

Elcsépelt klisének hangzik, hogy sokan és sokszor a vitorlázás Forma-1-ének titulálják az Amerika Kupa sorozatot. Következő háttéranyagunk mindennél jobban felvillantja, mekkora szerep jut ma a legfejlettebb anyagokkal való kísérletezésnek és a számítógépes programoknak, és talán ezzel el is dönti a vitát.

Elcsépelt klisének hangzik, hogy sokan és sokszor a vitorlázás Forma-1-ének titulálják az Amerika Kupa sorozatot. Következő háttéranyagunk mindennél jobban felvillantja, mekkora szerep jut ma a legfejlettebb anyagokkal való kísérletezésnek és a számítógépes programoknak, és talán ezzel el is dönti a vitát.

Szöveg: Lénárt Attila; Kép: americascup.com

Szinte kétségbeesett erőfeszítéssel próbálják megtalálni a legyőzhetetlenséget garantáló csodafegyvert a csapatok, ahogy egyre ketyeg a visszaszámlálás az Amerika Kupa idei döntőéig. A címvédő Oracle Team USA például az Airbus technikai segítségével tökéletesíti a repülés művészetét. Cikkünkben ebbe a fejlesztésbe adunk egy kis bepillantást.

Amikor az AC45-ösök emelő- és stabilizáló szárnyai azok a parányi felületek, amelyek egyáltalán érintkeznek a vízzel, miközben a hajó repülve száguld, akkor nyilvánvaló, hogy ezek profiljában és vezérlésükben rejlik minden jelentősebb sebesség-tartalék. „Ezeknél a hajóknál minden az áramlási ellenállás kihasználásáról szól, és azok a modellek, amelyeket a technikai partnerünk, az Airbus használ, tízszer pontosabbak és tízszer hosszabbak, így ez nagy előrelépés számukra” – fogalmazott a Yachting Worldnek nyilatkozva Ian Burns, az Oracle Team USA technikai vezetője azzal kapcsolatban, hogy melyik területekre koncentrálják a fejlesztéseiket a mindent eldöntő idei bermudai sorozat kezdete előtt.

A sebesség kulcsa tehát a repülés, ez nagyjából nyilvánvaló. Csakhogy az Amerika Kupa világában a repülés önmagában még kevés a sikerhez. Ebben a kiélezett technikai küzdelemben a győzelem titka minden bizonnyal a repülés irányításában rejlik, hiszen minél hosszabb ideig és minél stabilabban kell a levegőben tartani a hajótestet. Ezért vizsgálják a mérnökök olyan megszállott alapossággal a szárnyak formáját és keresztmetszetét valamint azok vezérlését – nagyjából úgy, ahogyan a Forma–1-es csapatok elemzik az autóikon használt profilok működését. Ebben a világban az Airbus tapasztalatainak, szuper-számítógépes modelljeinek és csilliárd dolláros felszerelésének bevetése egyáltalán nem túlzás – inkább létfontosságú szükséglet a győzelem érdekében.

„Több mint százezer sornyi programból áll az a szoftver, amelyet a szárnyak vezérlésére használunk. Ez biztosítja többek között azt is, hogy minél stabilabb legyen a repülés” – mondta Burns. De persze még ennyire sem lehet leegyszerűsíteni a kérdést. Hiszen minél lassabb a repülés, annál stabilabb. Csakhogy lassan repülve nem lehet versenyt nyerni. Így a mérnököknek kompromisszumot kell kötniük valahol a sebesség és a stabilitás által határolt skála végpontjai között. És ezt az optimális egyensúlyt nagyon nehéz jól meghatározni. Már csak azért is, mert a paraméterek a szél és a hullámok erejével, irányával, illetve a szárnyak mozgásával és rugózásával folyamatosan változnak.

A sebesség növekedésével eljön az a bizonyos pont, amikortól a szárnyak körül áramló víz forrni kezd, ami megidézi minden hajótervező mumusát, a kavitációt. Ennek csökkentésére a legkézenfekvőbb megoldás a szárnyak keresztmetszetének csökkentése. A „kézenfekvő” azonban közel sem jelenti azt is, hogy „egyszerű”. Hiszen minél vékonyabb a szárnylap, annál inkább deformálódik, (ami persze még bonyolultabbá teszi a már említett programsorok írását), illetve annál sérülékenyebbé is válik maga az idom. Márpedig egy szárnytörés nem csak a biztos vereséget jelentheti egy csapat számára, hanem veszélyes balesethez is vezethet. Ezen a területen sem egyszerű tehát megtalálni az optimális megoldást, hiszen a szárny átmérőjének 10 százalékos csökkentése a szakemberek szerint 1-3 csomós sebesség-előnyt jelenthet a gyakorlatban. Érdemes tehát elmenni a végsőkig a lapok „fogyókúrájával”.

Az Airbus technikai háttere a szárnyak viselkedésének és terhelhetőségének vizsgálatában is segíti a csapatot. Burns beszámolója szerint egy olyan különleges tomográfot használnak, amely pontosan megmutatja, hogyan változott az anyag struktúrája a terhelés és a törés hatására. A szárnyak viselkedésének előrejelzése nem egyszerű feladat, hiszen ezek 30-50 centiméternyit is képesek rugózni a terhelés változásának mértékében, elvékonyításuk pedig akár 70 centiméteres mozgást is lehetővé tehet. A foilerek rugalmasságának pontos modellezése alapvető fontosságú a hajó kezelhetőségének szempontjából, a jelenség ügyes kihasználása pedig a győzelem egyik kulcsa lehet a technikai versenyben. Éppen ezért a szakemberek szerint ezen a területen még rengeteg a lehetőség.

A szárnyak optimális vastagságának meghatározása és viselkedésük kiismerése és kihasználása már önmagában is meglehetősen összetett feladat, de ezekre épül a következő rejtvényrendszer. Ez pedig arról szól, hogyan vezéreljék a lehető legpontosabban az uszonyokat. A Jimmy Spithill skipper kormányon nyugvó ujja alatti gombok és a szárnyak között a hajó hidraulikus rendszere jelenti a kapcsolatot. Neki kell folyamatosan figyelnie, hogyan emelkedik vagy éppenséggel süllyed repülés közben a hajótest, és szükség esetén be kell avatkoznia a gombok segítségével. A kormányos reflexei egy F1-es pilótáéval vetekszenek, hiszen átlagosan háromtized másodperc alatt reagál. Csakhogy a szárnyak mozgatásához még további időre van szüksége a rendszernek. „Eleinte ehhez öttized másodperc kellett” – mondta Ian Burns. – „Aztán sikerült ezt az időt nagyjából a felére csökkentenünk, és remélhetőleg még ezt is meg tudjuk felezni a közeljövőben.”

 

 

Kövess minket a Facebookon is.