America's Cup: Capire la tecnologia 3: azionamento idraulico e volanti per automobili

Un moderno catamarano in corrente alternata viene tradizionalmente governato con i timoni. Questi sono collegati al volante. Tuttavia, oltre alla direzione, il timoniere deve anche regolare l'altitudine, l'assetto e la stabilità del catamarano. Ciò avviene premendo un pulsante o utilizzando altre opzioni di input sul volante. Questi inviano segnali alle valvole di controllo dell'impianto idraulico, che regolano i foil di conseguenza (vedi articolo Meccanica dei foil).

Ad esempio, può essere impostato in modo che premendo una volta si ottenga una variazione dell'angolo di mezzo grado. Questo segnale viene trasmesso alla valvola e controlla elettronicamente il tempo di apertura fino al raggiungimento del mezzo grado. Il controllo verticale del convertitore catalitico è quindi digitale per alcune squadre.

Diversi team hanno riportato da 120 a 200 inserimenti al minuto da parte del timoniere, il Team Land Rover BAR ne riporta 1200 durante una gara di 20 minuti. Questa regolazione graduale è una semplificazione per il timoniere. Se fosse analogico, cioè l'angolo d'attacco cambiasse finché il timoniere tiene premuto il pulsante, dovrebbe controllare visivamente tramite i display quando viene raggiunta la posizione desiderata. Questo lo distrarrebbe, tanto più che la velocità della regolazione dipende anche dalla velocità dell'imbarcazione, cioè dalla pressione esercitata sui foil e dalla pressione del sistema idraulico.

Con questo "metodo a scatti", invece, può contare gli input e trarre conclusioni sull'angolo di attacco. Oracle Racing ha introdotto questo sistema all'ultima edizione della Coppa e si è così assicurata un importante vantaggio.

Storia della creazione della ruota Land Rover BAR

Tuttavia, Oracle Team USA ha pubblicato immagini e video della sua moto, dotata di due manopole a rotazione come quelle delle moto. Secondo le sue stesse dichiarazioni, il timoniere Spithill è in grado di governare in modo analogico. Finché gira la maniglia in avanti, il gatto affonda; se la gira all'indietro, si alza. Tuttavia, questa variante potrebbe anche essere un "metodo a scatti", se non fosse che Spithill non deve premere pulsanti, ma girare i foil in una certa misura.

Il timoniere Jimmy Spithill, Oracle Team USA, spiega il suo volante con le maniglie di una moto

Land Rover BAR ha integrato nel volante anche le palette del cambio, mutuate dal settore automobilistico, che possono essere azionate anche quando cambia la presa del guidatore.

Il modo esatto in cui i segnali vengono trasmessi alle valvole a lamina di ciascuna squadra è tenuto strettamente segreto.

Tuttavia, non sono ammessi timoni computerizzati e feedback elettronici al timoniere sulla posizione del foil.

Idraulica - alimentazione da braccia o gambe

Anche tutta l'energia per i sistemi meccanici di bordo deve essere generata a bordo. Questi sistemi sono azionati tramite un sistema idraulico. Ad eccezione dei neozelandesi, tutte le squadre utilizzano due smerigliatrici ciascuna, azionate da un massimo di quattro uomini. I neozelandesi, invece, hanno quattro sistemi di pedali integrati in ogni scafo. Quindi, invece di usare le braccia, manovrano con le gambe.

In entrambi i sistemi, la rotazione delle macine o dei pedali aziona le pompe idrauliche che forniscono la pressione necessaria ai cilindri idraulici distribuiti ovunque. Questi cilindri regolano i singoli componenti direttamente o tramite connessioni di linea.

Sono consentiti solo tre accumulatori di energia per la pressione idraulica: uno per l'angolo di attacco delle pale e uno per spostare le pale verso l'alto o verso il basso. Questi accumulatori sono una concessione alla dinamica della competizione. La massima pressione idraulica è richiesta soprattutto nelle manovre, perché si effettuano la maggior parte delle regolazioni. Tuttavia, poiché l'equipaggio deve cambiare lato dello scafo e a volte non può manovrare, non ci sarebbe abbastanza pressione disponibile in queste fasi importanti, e difficilmente sarebbero possibili virate di potenza completamente sui foil.

Parole d'ordine: l'esperto di fitness Ross Edgley contro il velista della Land Rover BAR Neil Hunter

Ogni squadra deve quindi valutare se può permettersi un'inversione di tendenza o meno. L'energia parzialmente immagazzinata, invece, allevia questo problema. Tuttavia, i depositi di energia devono essere riforniti dopo ogni manovra.

A seconda della quantità di energia che il team può generare e di quella richiesta dai sistemi di regolazione, questo è un fattore limitante per il comportamento di manovra. Ad esempio, quante virate si possono fare in successione o quante volte si possono regolare i foil.

Con il loro sistema di pedali alimentati dalle gambe, i neozelandesi possono generare circa il 40% di energia in più rispetto agli altri team che utilizzano le braccia. Inoltre, la posizione dei membri dell'equipaggio è presumibilmente più favorevole dal punto di vista aerodinamico rispetto alle smerigliatrici in piedi.

Impressioni sul brutale allenamento con Emirates Team New Zealand

D'altra parte, ci vuole un po' più di tempo per adottare questa posizione o per cambiarla, il che significa che l'equipaggio è meno agile. Tuttavia, questo svantaggio è stato appena percepito durante le prime uscite di addestramento al largo delle Bermuda. Durante le manovre, solo due "ciclisti" cambiano posizione sull'altro lato dello scafo contemporaneamente. Gli altri due rimangono seduti e possono quindi generare durante la manovra la stessa potenza di tre uomini sui macinini delle altre squadre.

Con questi, spesso tre uomini cambiano lato contemporaneamente. Anche se tornano in posizione più rapidamente che se dovessero salire e scendere dalle biciclette, un uomo in più rimane seduto sulle New Zealand. Il vantaggio dei New Zealand è che assicurano una generazione di pressione permanente. In cambio, hanno un uomo in più seduto sottovento più a lungo dopo la manovra.

Due giorni fa è stata scoperta una nuova installazione sul defender, una bicicletta dietro il timoniere. Ciò significa che i neozelandesi non sono più gli unici ad affidarsi alla trazione su ruote. Tuttavia, questo cambiamento in Oracle Team USA ha probabilmente un background diverso da quello dei neozelandesi.

Tuttavia, la maggiore disponibilità di energia è solo uno dei motivi per cui i neozelandesi si affidano alle biciclette. Con loro, le funzioni di timoniere e trimmer del foil sono condivise, almeno in parte. Mentre in tutti gli altri team il timoniere regola anche la direzione del cat e l'assetto di volo utilizzando diversi sistemi di controllo sulla bicicletta, nel team neozelandese il timoniere Peter Burling è principalmente responsabile solo del governo. L'ex trinchetto del 49er Blair Tuke, che siede sulla ruota anteriore, direttamente sopra il foil, è responsabile della regolazione del foil per lunghi tratti. Poiché ha bisogno di mani libere per farlo, cosa che non avrebbe su un grinder, questo è stato un altro motivo che ha spinto i neozelandesi a mettere l'equipaggio su ruote. Tuttavia, questa suddivisione dei compiti richiede un'ottima coordinazione tra i due giocatori attivi, che è possibile solo con Burling/Tuke grazie agli anni trascorsi insieme in 49er.

Per il defender Oracle Team USA, il timoniere Jimmy Spithill è responsabile sia della rotta che dell'assetto. Ma di recente è stata avvistata anche una bicicletta su questo catamarano, dietro al timoniere. A quanto pare, viene utilizzata principalmente per regolare il peso nei tratti sottovento. In questi casi è importante che il peso sia a poppa. L'assetto può essere ottenuto anche regolando i T-foil sul timone, ma questo crea una maggiore resistenza sul foil.

Il tattico Tom Slingsby siede sulla ruota di poppa, ma sulle rotte di bolina si trova in quarta posizione sul grinder da davanti, come di consueto, perché su questa rotta è meglio avere il peso dell'equipaggio un po' più avanti.

Il fatto che Slingsby sia seduto a poppa su una ruota probabilmente non ha tanto a che fare con la maggiore potenza che può generare pedalando, quanto piuttosto con lo spazio limitato disponibile. Una smerigliatrice occuperebbe più spazio di una ruota.

Oracle Team USA non sembra copiare la guida a pedale dei neozelandesi, ma semplicemente testare una nuova variante di assetto.

La grande guida alla Coppa: Nello speciale sull'America's Cup di YACHT 12/2017 troverete tutte le informazioni e i retroscena dell'evento velico dell'anno. Dal 24 maggio presso il chiosco o digitale qui.