America's Cup: Capire la tecnologia 2: l'ala - una vela come un profilo aerodinamico

Come nella Coppa precedente, i catamarani sono spinti principalmente da ali presumibilmente rigide. Queste sono costituite dalla parte anteriore, fissa, dall'albero vero e proprio e da tre flap regolabili e sono un composto di centine e travi verticali, ricoperte da un foglio di alluminio.

La forma esterna, il profilo, dell'albero e dei flap è standardizzata per tutti, così come la struttura dell'albero. La struttura dei flap, invece, è opzionale e può essere flessibile in diversi modi. Lo spazio verticale tra albero e flap è importante per aumentare la velocità del flusso sul lato sottovento dei flap. A differenza di quanto accadeva in passato, su questi catamarani a coppa non può più essere regolata.

Una spiegazione del funzionamento dell'Ala

I tre flap sono regolabili individualmente. In questo modo è possibile modificare la profondità del profilo dell'ala e la torsione della balumina. Ciò avviene tramite quattro bracci di leva: uno nella parte inferiore dell'ala, uno nella parte superiore e uno tra ciascuno dei flap. Ciascuno di questi bracci può essere controllato individualmente.

Rispetto alla coppa precedente, sono stati fatti grandi progressi in questo campo. Lo si vede dall'esterno: i bracci che prima sporgevano dal lato dell'ala sono ora quasi invisibili e sono stati notevolmente miniaturizzati. Questo va a vantaggio dell'aerodinamica. Tutti i team utilizzano un sistema idraulico per regolare i flap, ma le soluzioni sono diverse.

Se l'equipaggio volesse regolare la profondità del battistrada in movimento, ad esempio, dovrebbe azionare quattro diversi bracci di leva. Tuttavia, non sono consentiti ausili elettronici per la regolazione dell'ala e, a differenza dei foil, non è possibile immagazzinare energia per la regolazione dell'ala. L'equipaggio dovrà quindi applicare contemporaneamente la pressione all'impianto idraulico e regolare l'ala in quattro posizioni.

Poiché si tratta di un numero eccessivo di operazioni contemporaneamente e quindi di un elevato potenziale di errore, tutte le squadre probabilmente utilizzeranno i cosiddetti azionamenti differenziali. Si tratta di bracci di leva a cui sono collegate linee di regolazione a distanze crescenti dall'asse di rotazione. Se la leva viene azionata tramite un sistema idraulico, le linee percorrono distanze diverse a seconda della distanza dall'asse di rotazione.

In alternativa, i tre flap possono essere azionati direttamente tramite cilindri idraulici nell'anta. Ciò è possibile grazie alle portate d'olio e alla cosiddetta configurazione master-slave: Se un cilindro idraulico, il master, viene regolato, gli altri, gli slave, lo seguono automaticamente. Per garantire che coprano distanze diverse per una diversa torsione, hanno diametri dei cilindri, cioè volumi, diversi. Ciò significa che l'intera regolazione della torsione e del profilo è di per sé accoppiata. Inoltre, la caratteristica di torsione - lineare o non lineare - viene preimpostata a terra, a seconda delle condizioni meteorologiche. In navigazione, l'equipaggio deve quindi selezionare solo la profondità e l'intensità del profilo, ma non più il tipo di torsione, ad esempio un assetto più piatto per le rotte di bolina o più bulboso per le rotte di sottovento.

In questo modo, è anche possibile trimmare negativamente la sezione superiore dell'ala. Questa soluzione viene utilizzata soprattutto in presenza di vento, quando l'ala sta già generando troppa potenza e non può più essere fatta viaggiare completamente. In questo caso, la vela può essere posizionata in modo neutro nella parte superiore, in modo da generare la minor resistenza possibile. Tuttavia, la posizione negativa provoca una trazione verso sopravvento anziché verso sottovento, generando un momento raddrizzante.

L'intera ala è imperniata e l'angolo d'attacco è regolato da una scotta. In questo modo l'equipaggio ha a disposizione solo due linee di assetto: profondità del profilo, torsione e angolo d'attacco.

Un piccolo genoa, o niente del genere

Oltre all'ala, i Genuas vengono utilizzati in tre diverse dimensioni a seconda della forza del vento: 36, 23 e 16 metri quadrati. Sembrano piccole se paragonate all'ala con i suoi 100 metri quadrati.

Tuttavia, poiché i cat raggiungono velocità molto elevate anche con vento leggero, fino a tre volte il vento reale, anche il vento apparente a bordo aumenta rapidamente, soprattutto al traverso. Per questo motivo, la superficie della vela di prua deve essere ridotta fin dall'inizio, perché altrimenti aumenterebbe solo la resistenza aerodinamica. Inoltre, la vela è invertita nella parte superiore quando c'è più vento. Tuttavia, un genoa alto accelererebbe il vento in questa zona superiore dal lato sbagliato, cioè sottovento anziché sopravento come desiderato.

Di recente, i neozelandesi sono stati addirittura sul campo di addestramento senza genoa con venti relativamente forti. Forse un'indicazione del fatto che la vela di prua diventa rapidamente un freno invece di fornire un'accelerazione supplementare.

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