Le prime gare sono state completate e le squadre hanno già mostrato quasi tutti i loro assi nella manica. E l'aspetto è molto diverso. In tre puntate, vi spieghiamo come funzionano le nuove auto da corsa AC75 e quali sono le differenze tra i team. Si tratta di una visione del complicato lavoro di ingegneria e dell'interazione della fisica della vela a un nuovo livello.
Parte 1: Gli scafi
Innanzitutto alcuni dati fondamentali: La lunghezza complessiva dello scafo è specificata tra i 20,60 e i 20,70 metri, che corrispondono a 68,5 piedi. Aggiungendo il bompresso si ottengono 75 piedi, da cui la denominazione AC75. La larghezza dello scafo deve essere compresa tra 4,80 e 5 metri, il peso totale tra 7785 e 7815 chilogrammi.
La forma della prua e della poppa sono definite da larghezze minime. La prua deve essere più stretta di 1,6 metri e di 1,0 metri in due punti, misurati a 17 e 19 metri di distanza dalla poppa. La poppa deve essere larga almeno quattro metri.
Lo scafo deve avere un volume minimo di 70 metri cubi e un certo momento di raddrizzamento in una prova di capovolgimento a 90 gradi. È inoltre specificata una stabilità minima dello scafo. Queste proprietà possono essere raggiunte solo con un bordo libero corrispondente. Altrimenti, gli scafi potrebbero essere piatti come una tavola.
Il decollo
Nella progettazione occorre distinguere tra due fasi: la modalità di dislocamento con il cosiddetto take-off, il decollo delle imbarcazioni, e la modalità di volo puro. La modalità di dislocamento vera e propria è quasi irrilevante, poiché le barche non navigheranno quasi mai in questa modalità. Il limite inferiore del vento è di 6,5 nodi, quello superiore è inizialmente di 21 nodi (poi 23). L'obiettivo è quindi quello di uscire dall'acqua a 6,5 nodi, sia che si tratti di un duello nella fase di pre-partenza, sia che si tratti di uno splashdown, cioè di una caduta dai foil, ad esempio dopo una manovra. Idealmente, però, questo non dovrebbe mai accadere durante la regata. A quanto pare, i progettisti hanno interpretato il decollo in modo leggermente diverso.
I più sorprendenti sono il team di difesa Emirates Team New Zealand e lo sfidante Ineos Team UK. Entrambi i team hanno dotato i loro scafi dei cosiddetti bustles, che sembrano chiglie lunghe ma non hanno nulla a che fare con esse. Non sono zavorre e non sono efficaci contro la deriva. L'obiettivo è ridurre la superficie bagnata e quindi la resistenza all'attrito dello scafo il più rapidamente possibile durante il decollo. In entrambe le imbarcazioni, lo scafo si solleva, ma il busto rimane in acqua e fornisce galleggiamento con una superficie e un volume ridotti. In linea di principio, gli scafi degli altri due sfidanti, American Magic e Luna Rossa, funzionano in modo simile. L'unica differenza è che in entrambi i casi è stato scelto un telaio leggermente più rotondo, senza la gobba pronunciata, il che significa che la transizione da dislocatore a semipiano è più dolce nel loro caso, mentre negli altri due è improvvisa.
Lo stesso vale per il contrario. Se le fusoliere vengono fatte volare un po' troppo in basso o affondano quando si perde la pressione, solo una piccola area degli aerei britannici e neozelandesi viene bagnata quando affondano leggermente, il che non li rallenta più di tanto. Tuttavia, il Bustle fornisce una certa portanza, che può impedire un ulteriore affondamento. Con gli altri due, c'è più rischio che la fusoliera si incastri durante la discesa e si sommerga completamente, poiché un'area più ampia si bagna più rapidamente. Devono essere pilotati con maggiore attenzione e sono meno indulgenti nei confronti dell'affondamento.
Anche gli italiani e gli inglesi hanno una sorta di vantaggio nel primo caso. Tuttavia, ciò ha meno a che fare con il decollo e più con il raggiungimento della stabilità della fusoliera richiesta dalle normative. Ciò richiede un certo volume.
Nelle prime regate si è notato che i neozelandesi salgono sui foil molto rapidamente. Ciò è dovuto alla forma dello scafo. Il telaio nella zona posteriore dello scafo è quasi piatto (lo scafo non deve essere cavo in nessun punto). Questo è in realtà un aspetto negativo, perché la poppa tende a bloccarsi in modalità dislocante. D'altra parte, il centro della fusoliera può essere più piatto perché la zona di coda contribuisce alla stabilità della fusoliera. Durante il decollo, i neozelandesi sollevano fortemente l'ala in coda con un forte angolo d'attacco. Poiché il loro scafo è relativamente voluminoso nella parte anteriore e offre quindi molta galleggiabilità, l'imbarcazione non si immerge nella parte anteriore, ma si solleva improvvisamente dall'acqua nel suo complesso. La barca britannica, ad esempio, tende a oscillare intorno al centro più voluminoso della barca in questa fase, così come le barche degli altri due team, che hanno sezioni di poppa più rotonde e quindi centri più rotondi.
La fase di volo
Una volta che gli scafi sono fuori dall'acqua, la cosa principale è ridurre al minimo la resistenza aerodinamica. Potrebbero essere piatti come una tavola, ma il regolamento lo vieta. Le barche devono comunque avere l'aspetto di barche e non di attrezzature per la vela.
Tutti i team hanno compiuto progressi significativi in questo campo, dalle versioni delle prime barche ai progetti attuali. I neozelandesi sono ancora una volta i più sorprendenti. Come un'auto da corsa di Le Mans con ali a tutta lunghezza, l'equipaggio è posizionato in due capsule allungate. I caschi sporgono appena al di là di esse. Queste capsule chiuse sono molto favorevoli dal punto di vista aerodinamico, ma aumentano il volume complessivo dello scafo e quindi la resistenza aerodinamica. Tuttavia, la coperta in questa zona è molto piatta, per compensare la maggiore resistenza delle due capsule riducendo la resistenza dello scafo. Nel complesso, lo scafo ha probabilmente una resistenza aerodinamica simile a quella delle altre squadre, ma l'equipaggio no. Gli equipaggi degli altri team, invece, sono molto più esposti al vento, che a 30 nodi di bolina con 15 nodi di vento reale supera facilmente i 40 nodi.
Anche il bagliore gioca un ruolo importante nella modalità di volo. Sebbene gli italiani e gli americani non lo abbiano così pronunciato come i neozelandesi e gli inglesi, ottengono un effetto simile con uno skeg, una superficie verticale che va da prua a poppa o poco prima.
L'obiettivo è quello di evitare l'equalizzazione della pressione tra il lato di sottovento e quello di sinistra non solo nella randa, ma nell'intero sistema dell'imbarcazione. Per ottenere questo risultato, non solo i genoa poggiano sulla coperta, ma anche le rande.
Questa superficie chiusa deve estendersi il più possibile fino alla linea di galleggiamento; sotto gli scafi non deve circolare aria. Per questo motivo le barche vengono sempre fatte navigare il più vicino possibile alla superficie dell'acqua.
I team cercano anche di far sbandare le barche controvento durante la fase di volo e di inclinarle il più possibile verso il basso con il naso. Anche questo ha a che fare con l'aerodinamica, ma ancora di più con i foil. Ma di questo parleremo in una prossima puntata.
Nelle prossime puntate spiegheremo i diversi design dei foil e il funzionamento delle vele. Anche in queste aree ci sono differenze interessanti e sorprendenti.
