ΤΑ ΔΥΟ ΙΠΤΑΜΕΝΑ ΙΣΤΙΟΠΤΕΡΥΓΑ

Oι πιο συναρπαστικοί στην ιστορία του AMERICAS CUP ήταν οι αγώνες του τελικού 34ου AMERICAS CUP 2013 με νικητή το ORACLE TEAM USA.

H 25η Σεπτεμβρίου 2013 είναι μια ιστορική ημέρα του πιο διάσημου ιστιοπλοϊκού  αγώνα στον κόσμο. Οι ΗΠΑ κέρδισαν και την τελευταία ιστιοδρομία και το τελικό σκορ διαμορφώθηκε 9-8, από το 1-8 της 18 Σεπτεμβρίου 2013 με το οποίο έχαναν οι ΗΠΑ. Από τότε, σε κάθε καθημερινό αγώνα προστίθετο υπέρ των ΗΠΑ και ένας με δύο πόντοι,  σύνολο διαδοχικών κερδισμένων πόντων 8. Οι Νεοζηλανδοί, οι καλλιτέχνες της παγκόσμιας ιστιοπλοΐας, έχοντας ένα ταχύτερο σκάφος, με μεγάλη τέχνη κέρδισαν τους πρώτους 8 από τους 9 πόντους, αλλά και με μεγάλη φαντασία έχασαν τους επόμενους 8!..χαρίζοντας, ουσιαστικά, την τελική νίκη στους Αμερικανούς.

φανταστικά αναδείχτηκαν τα νέα σκάφη του AMERICAS CUP, τα ιπτάμενα δίγαστρα ιστιοπτέρυγα.

Larry Elisson, ιδρυτής του ORACLE TEAM USA: “Αυτοί οι αγώνες άλλαξαν την ιστιοπλοΐα για πάντα”.

Να δούμε τώρα τι μας ετοιμάζει ο διορατικός στην αιχμή της ιστιοπλοϊκής τεχνολογίας Larry Elisson για τον επόμενο αγώνα του οποίου ο τελικός θα διεξαχθεί σε τρία χρόνια.

Μεγάλος ηττημένος απεδείχθη,  όχι το σκάφος, αλλά, ο σκίπερ του Emirates Team New Zealand Dean Barker ο οποίος υπέπεσε σε στοιχειώδη αλλά και σημαντικά κατά σειρά  λάθη στις τελευταίες 8 ιστιοδρομίες (επαναλαμβανόμενα πέναλτι στις 13^η και 17 ^η, παρ ολίγον ανατροπή στην 8^η ιστιοδρομία από λάθος χειρισμό της μαΐστρας - πτέρυγας, τρία επιπλέον περιττά και  λανθασμένα τακ στη 18^η, υπέρμετρα μεγάλη απόσταση ιστιοδρομίας στη 19^η, 12,2 μίλια,  τη στιγμή που από τις 16 ιστιοδρομίες που διεξήχθησαν με άνεμο άνω των 12,0 κόμβων, το Emirates Team New Zealand κάλυπτε διαρκώς την συνολική απόσταση  κάτω από  11,9 μίλια).             

Παρ’ όλ’ αυτά, το σκάφος  Emirates Team New Zealand απεδείχθη ταχύτερο, ιδίως στα όρτσα. Άλλωστε δεν είναι τυχαίο ότι και το απόλυτο ρεκόρ ταχύτητας στην ιστορία του Κυπέλλου Αμερικής επετεύχθη, στη 18^η ιστιοδρομία, με 47,57 κόμβους (88 km / h)  από το Emirates Team New Zealand.

Το AC72 ORACLE TEAM USA φαίνεται αχτύπητο στα όρτσα όταν ίπταται στην πτέρυγά του, μόνο που αυτό διαρκεί  για πολύ λίγο χρονικό διάστημα και δεν αρκεί για να κερδίσει ένα μπράτσο, πόσο μάλλον εννέα αγώνες οι οποίοι απαιτούνται για την τελική νίκη. Στην τελική 19η ιστιοδρομία, η οποία θα έκρινε και το κύπελλο, ο νικητής του 34ου AMERICAS CUP, ORACLE TEAM USA, όχι μόνο δεν βελτίωσε την καλυπτόμενη απόσταση, αλλά αντίθετα την αύξησε κατά 1,7% ως προς τον μέσο όρο του των προηγούμενων αγώνων. Στην ίδια 19^η ιστιοδρομία ο Dean Barker οδήγησε το Emirates Team New Zealand στην αυτοκαταστροφική αύξηση του 4,2% της καλυπτόμενης απόστασης, ως προς τον μέσο όρο του των προηγούμενων αγώνων, όπως αναφέρθη και πιο πάνω, γεγονός το οποίο μείωσε απαράδεκτα το Vmg και επέφερε την ήττα του έναντι του φυσιολογικά σταθερού Jimmy Spithill (AUS), skipper ORACLE TEAM USA. Να σημειωθεί ότι η μέση ταχύτητα των σκαφών, στην 19^η ιστιοδρομία, ήταν ακριβώς η ίδια: 30,55 κόμβους.

ΤοAC72 Emirates Team New Zealand (ΕΤΝΖ)

Η ανωτερότητα του καταμαράν AC72 Emirates Team New Zealand (ΕΤΝΖ) των Νεοζηλανδών οφείλεται , προπάντων , στις καλύτερες επιδόσεις των πτερύγων του (foils).

 «Η εξέλιξη των ιστιοπλοϊκών βρίσκεται στα υδροπτέρυγα», (Jimmy Spithill (AUS), skipper ORACLE TEAM USA).

Ίπτανται έως 1,5 μέτρα από την επιφάνεια της θάλασσας κερδίζοντας 3 με 5 κόμβους ταχύτητα.

 «Το δυνατό σημείο μας είναι το σκάφος μας», (Dean Barker (NZL), skipper Emirates Team New Zealand).

ΠΑΡΑΣΤΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΔΥΝΑΜΗΣ ΠΤΗΣΗΣ (Fz)

H παρακάτω ανάλυση εξηγεί τις διαφορές των πτερύγων των δυο ιστιοπλοϊκών.

 TNZ

 Oracle

Οι δύο πτέρυγες έχουν περίπου την ίδια τιμή ως προς την συνισταμένη δύναμή τους (F). Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο για την κατάκορφη δύναμη (Fz), κυρίως στα όρτσα. Υπολογίστηκε το κέρδος της δύναμης πτήσης (Fz) του Emirates Team New Zealand σε περίπου 6%, ανώτερη του ORACLE TEAM USA, κατά μέσο όρο  (όρτσα, πρύμα και ριτσιν). Επιπλέον, η δύναμη εκπεσμού (Fy), για το ΝΖ, είναι ανώτερη και η γωνία πορείας καθίσταται πιο κλειστή, διανύοντας λιγότερα μίλια. Οι πιέσεις στην πτέρυγα ανέρχονται στους 14 Τόνους. Παρά του ότι η παρούσα ανάλυση δεν έγινε εις βάθος, τα αποτελέσματά της δεν απέχουν πολύ από την πραγματικότητα.

Οι γάστρες του Emirates Team New Zealand δέχονται μικρότερες υδροδυναμικές αντιστάσεις  (Rx), (τριβές και αντίσταση κυματισμού γάστρας), καθιστώντας το πραγματικά ταχύτερο του ORACLE TEAM USA  κατά, μέσο όρο, περίπου 3% σε Vmg.

Οι πραγματικές ταχύτητες των σκαφών φανερώθηκαν από την πρώτη μέχρι και την 7^η ιστιοδρομία όταν οι νίκες ήταν 6-1 υπέρ του ΕΤΝΖ. Οι 7 πρώτες ιστιοδρομίες λαμβάνονται υπόψη για την σύγκριση των ταχυτήτων των δυο πλεούμενων. Από την 8^η και μετά δεν είναι δυνατή η σύγκριση ταχυτήτων, καθότι το γεγονός, αφενός μεν ότι, η φαντασία που υπέδειξαν οι ΝΖ να υποπίπτουν στο ένα μετά το άλλο «λάθος», αφετέρου δε ότι, οι ΗΠΑ δεν μπόρεσαν να βελτιώσουν την ταχύτητα του καταμαράν τους, δεν επιτρέπει την εξαγωγή σωστών συμπερασμάτων.

 Έχουμε:

διάρκεια πλεύσης περίπου: 8,5% reaching. 48,2% όρτσα.  43,1% πρύμα.

Vmg ΤΝΖ: 5,6% ταχύτερο στα όρτσα, 0,7% ταχύτερο στα πρύμα, 4,9% βραδύτερο στο reaching.

Σύνολο Vmg: 3% ταχύτερο το ΤΝΖ περίπου, κατά μέσο όρο στο ΔΕΛΤΑ, (όρτσα, πρύμα και ρίτσιν).

Ήτοι:

Τα ως άνω αποτελέσματα επέρχονται, καθότι: 

το εκτόπισμα μειώνεται, οι υδροδυναμικές αντιστάσεις (Rx) κυρίως στα όρτσα μειώνονται,  η έναρξη πτήσης επιταχύνεται, η διείσδυση του πλωτήρα στο νερό επιβραδύνεται, η διάρκεια πτήσης αυξάνεται. Με τον τρόπο αυτό κερδίζεται το συναγωνιζόμενο σκάφος,  με την προϋπόθεση φυσικά ότι ο κυβερνήτης και το πλήρωμα δεν  υποπίπτουν σε αρκετά λάθη._

20 χρόνια εξέλιξης αγωνιστικών στο μοναχικό γύρο του κόσμου, VENDEE GLOBE Προβλέψεις για τα επόμενα 6 έτη Ecureuil d'Aquitaine II, Νικητής 1990   Foncia, Νικητής 2009   Virbac Paprec3, Νικητής 2012 ;

Οι αναλύσεις είναι του aenao.gr. Βασίζονται στα σκάφη IMOCA OPEN μήκους 60 ποδών ή 18,28μ, του μοναχικού αγώνα στο γύρο του κόσμου, VENDEE GLOBE, ο οποίος διεξάγεται, χωρίς σταθμό και χωρίς εξωτερική βοήθεια, κάθε 4 χρόνια από το 1989. Οι επόμενοι το 2012 και 2016.

Σχέση μείωσης βάρους (Β) με αύξηση μέσης ταχύτητας (Vm). Το βάρος είναι από τους κυριότερους παράγοντες ταχύτητας. Τα 20 τελευταία έτη έχουμε: αύξηση ταχύτητας κατά 40%    ελαφρύτερα ιστιοπλοϊκά κατά 30%. Οι προβλέψεις θέλουν έως το 2017 επιπλέον 20% αύξηση ταχύτητας   επιπλέον 12%. μείωση του βάρους

Η μείωση του βάρους επιτυγχάνεται με τη χρήση των συνεχώς εξελισσόμενων σύνθετων υλικών, προεμποτισμένες ίνες άνθρακα σε κλιβάνους με υψηλές θερμοκρασίες, τη βελτίωση των μεθόδων κατασκευής και την διαρκώς νέα γνώση επί των πραγματικών καταπονήσεων στο σκάφος έτσι ώστε να μειώνονται οι υπερβολικοί συντελεστές ασφαλείας και κατά συνέπεια το τελικό βάρος.

Δεδομένα ανάλυσης

Aquitaine II 

μίλια

Aquitaine

djian 07

Το Akena verandas, αν και δεν κατέλαβε την πρώτη θέση, αναφέρεται διότι η καρίνα του είναι σταθερή και όχι εκκρεμές, γεγονός που καθιστά  πιο κατανοητή τη σύγκριση στην εξέλιξη των σκαφών 60 ποδών.

Στους υπολογισμούς δεν λαμβάνεται υπόψη το (RΜ) των δεξαμενών νερού (ballast).

Από το 2009 το μέγιστο επιτρεπόμενο (RΜ) είναι 32 Τm. Κακώς κατά τη γνώμη μας. Οι περιορισμοί είναι εμπόδιο στην εξέλιξη. Ωστόσο,στα όρια αυτά ,  είναι δυνατή και ζητούμενο η μείωση του βάρους του βολβού καθώς και εκείνη των δεξαμενών νερού, κάτι που μπορεί να  επιφέρει τη μείωση του ολικού βάρους και τελικά την αύξηση της ταχύτητας.

-----------------------------------------------------------------------

Συμπερασματικά,

η παρούσα ανάλυση αποδεικνύει ότι, τη στιγμή που τα  πληρώματα των σκαφών επιδεικνύουν τις ίδιες ικανότητες μεταξύ των, τα ιστιοπλοϊκά των προηγούμενων γενεών δεν έχουν καμία δυνατότητα να κερδίσουν τούς αγώνεςέναντι των σκαφών της τελευταίας γενιάς.

aenao.gr

Cat κατά tri και η φαντασίωση της μαΐστρας-πτέρυγας.

33eAmerica's Cup

Στη φωτό τα δύο ιπτάμενα «πολύγαστρα» multihulls, USA17 καιALINGHI 5, με εμφανή, σε πρώτο πλάνο, το μεγαλύτερο σε μήκος και μικρότερο σε ύψος κυματισμό του USA17.

Πολύ μελάνι χύθηκε για την μαΐστρα-πτέρυγα του USA17 εξηγώντας έτσι, κατά τον μάλλον λανθασμένο τρόπο, την άνετη επικράτηση του «τρίγαστρου»  trimaran USA17 επί του ελβετικού «δίγαστρου» catamaran ALINGHI 5. Τονίστηκε κατά κόρον ότι η άκαμπτη πτέρυγα στη θέση της μαΐστρας αποτελεί τον λόγο της ανωτερότητας του αμερικάνικου σκάφους.

Η μέση πραγματική ταχύτητα (Vb) των δύο σκαφών στους δύο αγώνες του 33e America's Cup, στις ίδιες συνθήκες, δηλαδή στους ασθενείς και μέτριας έντασης ανέμους του αγώνα, υπολογίστηκε σε:

ALINGHI 5: 17,37 κόμβοι (Κμ)                  (με ανώτερη 25 Κμ)

USA17:      18,30 κόμβοι (Κμ) (+5,4%)    (με ανώτερη 31 Κμ)

Ήτοι: το  USA17 αναδείχθηκε, κατά μέσο όρο, ταχύτερο του ALINGHI 5 κατά 5,4 %.

Μία πιο αναλυτική ματιά, παρακάτω, αποδεικνύει ότι σε σύνολο 5,4 % της διαφοράς ταχύτητας των δύο ιστιοπλοϊκών, η πτέρυγα συμβάλει περίπουμόνο στο1,0% και το υπόλοιπο 4,4 % οφείλεται σε άλλους παράγοντες.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, η διαφορά της ταχύτητας αντιστοιχεί σε μία μεγαλύτερη αεροδυναμική δύναμη (Fx) του USA17 με την αντίστοιχη υδροδυναμική αντίσταση (Rx). Όσο το Fx αυξάνει και το Rx μειώνεται τόσο το Vb αυξάνει, μέχρι να επέλθει ισορροπία μεταξύ αεροδυναμικής δύναμης Fx και υδροδυναμικής αντίστασης Rx, με Fx = Rx.

Η συνεισφορά των παραγόντων (P) στην ταχύτητα (Vb) ισούται με τη τετραγωνική των ρίζα. Vb = P^0,5

Οι κυριότεροι παράγοντες οι οποίοι προσδίδουν μεγαλύτερη ταχύτητα είναι:

• Η ανώτερη  εγκάρσια ευστάθεια (Εε) του  USA17.

   Το μέγεθος της προωθητικής δύναμης των ιστίων (Fx) συνδέεται ευθέως με την (Εε) της.

     Εε= D*Β/2, όπου: D:Βάρος (εκτόπισμα), Β:μέγιστο πλάτος

ALINGHI: Β=25,32 μέτρα,  D ~ 18,5 t, Εε =18,5*25,32/2=234,2 t*m 

USA17:    Β=27,45 μέτρα, D ~ 21,6 t, Εε =21.6*27.45/2=297.1 t*m, ή (c*297.1 /  234,2)^0,5 =>  12.6% επί πλέον θετική συμβολή στην ταχύτητα (Vb).

Η αεροδυναμική υπεροχή του  περίπου 12.6% αντισταθμίζεται από τις παρακάτω υδροδυναμικές παραμέτρους:

• το μήκος(L) των ιπτάμενων γαστρών δυναμικής πλεύσης.

ALINGHI5:  27,45 μέτρα

USA17:      34,56 μέτρα (+26%), ή (c*34,56/27,45)^0,5 => 12,2 % θετική συμβολή στην ταχύτητα (Vb), ανερχόμενη σε 12.6% λόγω ανώτερης επίδοσης της Εε.

• το βάρος (D) των πλεούμενων (στον υπολογισμό της ταχύτητας εδώ συμπεριλαμβάνεται η μορφή της γάστρας και η βρεχόμενη επιφάνειά της)

ALINGHI5:    D ~ 18,5 τόνοι (με τις δεξαμενές νερού)

USA17:        D ~ 21,6 τόνοι (+17%) ή (c*21,60/18,50)^0,5 => -8,2 % βραδύτερο, αρνητική συμβολή στην ταχύτητα (Vb). c: συντελεστής ταχύτητας.  

Κατά συνέπεια,

η τελική υπεροχή της μέσης ταχύτητας Vb του USA17 κατά 5,4 % οφείλεται στους παράγοντες (P).

Συνοπτικά τα %Vb:                                   

Συμπερασματικά, ο λόγος για τον οποίο το USA17 αναδείχθηκε νικητής οφείλεται πολύ περισσότερο στο κέρδος της ταχύτητας η οποία απορρέει από την ανώτερη εγκάρσια ευστάθεια σε συνδυασμό με τη σχέση του μήκος/βάρος (+4,4%) και λιγότερο από τις επιδόσεις της μαΐστρας-πτέρυγας αυτής καθεαυτής (+1,0%). Η υπερβολή επιδόσεων και η φαντασίωση επί της μαΐστρας-πτέρυγας καταρρίπτονται.

Θεόδωρος Τέτσιος

Αρχιτέκτων Διπλωματούχος Μηχανικός

Yacht Designer

Ιστιοπλοϊκό σκάφος

"ΑΕΝΑΟ"    (αεινάω = πάντα ρέω)

Λίγα κιλά, μεγάλη ευστάθεια,

εύκολο πλανάρισμα

στο χωριό μας αλλά και στο

γύρο του κόσμου.

Φθηνά υλικά μεγάλων αντοχών

ή

σύνθετα, πιο ακριβά,

κέβλαρ ανθρακονήματα.  

Η πρωτοποριακή σχεδίαση των γαστρών με τηγεωμετρία των αιχμών, απεδείχθη, στον τελευταίο μοναχικό γύρο του κόσμου VENDEE GLOBE 2008-2009, BWR 2011 και όχι μόνο, ως μία επιλογή με κορυφαίες επιδόσεις. Το ΑΕΝΑΟ συνέ­λαβε και υιοθέ­τησε πρώτο, από το 1999, την ιδιαίτερη αυτή μορφή των σύγχρονων σκαφών.  Οι επιλογέ­ς μας δε βρίσκονται, αυτή τη στιγμή, το 2009, ακόμη πιο προχωρημένες και σύντομα αναμέ­νεται να εφαρμοσθούν από κάθε ιστιοπλοϊκό, αγωνιστικό και αναψυχής, που θέ­λει να βρίσκεται στην "αιχμή" των επιδόσεων.