America's Cup: "Britannia" improvvisamente favorita? - Intervista al guru del design
Max Gasser
· 10.09.2024
YACHT: I progetti degli sfidanti sembrano essere alla pari, almeno a volte. Quanto saranno determinanti le prestazioni dei velisti alla 37a AmericaCoppa?
Dott. Martin Fischer: Le prestazioni della vela giocheranno certamente un ruolo importante. Soprattutto perché a Barcellona ci sono molte più onde rispetto ad Auckland. La probabilità di commettere un errore, sia durante le manovre sia quando si naviga in linea retta, è notevolmente maggiore a causa delle onde.
Quali sono le sfide particolari del distretto e quali adeguamenti ha comportato il cambio di distretto?
Le onde sono semplicemente molto più alte. A Barcellona ci saranno probabilmente gare con onde alte un metro o forse più. Sono condizioni che non abbiamo mai avuto in Nuova Zelanda. E anche con mezzo metro è difficile navigare con queste barche. Manovrare una barca che supera i 40 o 50 nodi attraverso le onde non è così facile. Per questo motivo tutti i team hanno dovuto pensare a come rendere le barche più tolleranti.
Ad esempio, le lamine non devono perdere tutta la loro galleggiabilità non appena penetrano in superficie. La ventilazione è una sfida importante e abbiamo dovuto pensare a come realizzare lamine che tollerino la ventilazione.
Sulla fusoliera, tutti hanno un busto (Sagomatura della fusoliera sul lato inferiore, nota dell'editore.), che sostiene l'effetto piastra terminale, ma rallenta il meno possibile quando la parte inferiore tocca l'acqua. Per questo motivo, la sezione inferiore di tutti i modelli è tagliata in modo molto netto, in modo che non si crei una grande resistenza quando questa parte tocca l'acqua.
Il volume del busto non è utile solo per l'immersione, ma anche per il sollevamento...
Esattamente. Esiste un compromesso tra la resistenza durante il decollo, cioè quando lo scafo è ancora in acqua, e l'efficienza quando la barca è in volo. Quando la barca è in volo, si preferirebbe avere solo una piastra. Una piastra verticale che impedisce l'equalizzazione della pressione. Ma ovviamente questo sarebbe piuttosto negativo in fase di decollo. La superficie bagnata sarebbe enorme e la barca non decollerebbe con venti leggeri. Bisogna quindi trovare il giusto compromesso tra il rischio di guasti durante il decollo e l'efficienza quando la barca vola.
Quando decolleranno gli AC75 di ultima generazione?
Non si potrà navigare al di sotto dei 6,5 nodi. Presumo che tutti i team abbiano progettato le loro barche in modo da poter decollare con 6,5 nodi di vento. Si potrebbe anche trainare la barca prima della partenza per farla volare, ma con poco vento c'è sempre il rischio di sbagliare una manovra a un certo punto e di dover decollare di nuovo. Oppure che ci sia un breve buco di vento. Sarebbe un rischio elevato ignorarlo.
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Come è nata la nuova serie di regole, per rendere le barche più veloci o semplicemente per una sfida progettuale diversa rispetto ad Auckland?
Dopo l'ultima Coppa, noi, Team New Zealand come difensore e Ineos Britannia come primo sfidante, abbiamo pensato a come avremmo potuto o dovuto cambiare le regole per rendere le regate più interessanti. Uno dei punti deboli di Auckland era chiaramente la difficoltà delle barche a decollare con venti molto leggeri. Per migliorare le caratteristiche di decollo con vento leggero, l'apertura alare dei foil è stata aumentata, tra l'altro, a 4,50 metri. Di conseguenza, la cosiddetta resistenza aerodinamica indotta si riduce di circa il 20-25%. Si tratta di un guadagno considerevole.
Ci sono stati ulteriori aggiustamenti ai regolamenti?
Sì, la barca è diventata anche più leggera. Innanzitutto, abbiamo meno zavorra nei foil e poi l'equipaggio è stato ridotto da undici a otto marinai. Il risultato è una riduzione del peso totale di quasi una tonnellata. Ma significa anche che abbiamo meno persone che generano energia. Ecco perché sono stati ammessi i ciclisti.
Inoltre, è stato autorizzato un fiocco autovirante e sono stati rimossi i paterazzi. Entrambe le misure sono volte a ridurre il consumo energetico, soprattutto durante le manovre, per poter navigare con otto persone.
Che effetto ha l'eliminazione dei paterazzi sull'attrezzatura?
A Luna Rossa avevamo già provato a navigare senza paterazzo sull'AC36, ma allora era vietato. L'attrezzatura dell'ultima volta era quindi in grado di reggere, e non è stato necessario cambiare nulla. L'unica cosa che è stata resa obbligatoria dal regolamento è l'aggiunta di alcuni rinforzi all'albero. I carichi sulle sartie aumentano naturalmente quando vengono rimossi gli stralli posteriori, per questo motivo i punti in cui le sartie sono attaccate all'albero sono stati rinforzati. In linea di principio, però, è ancora possibile partecipare a questa America's Cup con un albero dell'ultima America's Cup.
Un'area interessante delle modifiche alle regole riguarda l'accoppiamento delle funzioni a bordo. Di cosa si tratta?
È possibile misurare ogni genere di cose sulla barca. Tuttavia, è vietato inserire nel sistema di controllo dell'imbarcazione misure che descrivano le condizioni dell'imbarcazione (velocità, velocità del vento, sbandamento, ecc.). Tuttavia, è consentito mostrare questi valori su un display. Ma solo con un ritardo di due secondi. L'ultima volta era un secondo, questa volta sono due.
Questo è stato introdotto per evitare che i team installassero un sistema come quello dei neozelandesi alle Bermuda. Avevano un pilota automatico che calcolava come dovevano essere regolati i foil in ogni momento. E lo dichiararono come display. In altre parole, i dati venivano visualizzati su un touchscreen e la persona che controllava i foil seguiva semplicemente un punto con il dito. Se il display può mostrare i dati solo due secondi dopo, è troppo tardi. Questo è il modo in cui tali sistemi sono stati impediti.
Ciò che è cambiato, a parte la differenza di un secondo, è che altre variabili possono essere integrate nei sistemi di controllo. Ad esempio, è possibile misurare la tensione della scotta della randa e avere un controllo che permetta al velista di dire: "Voglio cinque tonnellate di tensione della scotta della randa adesso". E il sistema imposta cinque tonnellate. Questo è consentito. L'ultima volta non era così. E si possono anche creare degli accoppiamenti. Quando sollevo il carrello della randa, di solito voglio sollevare anche il carrello del fiocco. Ora è possibile accoppiare le due cose in modo che si muovano sempre contemporaneamente senza alcun ritardo. Ad esempio, è possibile combinare l'angolo del timone con il carrello. Molte cose sono permesse, ma non tutto.
Come funziona il processo di progettazione dell'America's Cup?
Non è possibile sviluppare l'intera barca in una sola volta. Ciò significa che l'imbarcazione viene suddivisa in diverse aree: foil, timone, vele, scafo e così via. Poi si iniziano a sviluppare i singoli componenti sulla base di determinate ipotesi. Tuttavia, questo porta molto rapidamente a un'iterazione. La forma dello scafo influenza naturalmente la forma del foil, che a sua volta influenza le vele e così via. Ciò significa che tutto deve essere accoppiato, ma non è possibile ottimizzare tutto in una volta. Ecco perché di solito si procede per iterazione.
Un esempio generale di problemi di ottimizzazione: Vogliamo ottimizzare un pezzo che ha 100 parametri liberi. Allora è molto più difficile eseguire questa ottimizzazione con 100 parametri liberi che due ottimizzazioni separate con 50 parametri, ciascuna con 50. È molto più facile. Oppure dieci ottimizzazioni diverse con dieci parametri.
Dividiamo quindi il problema di ottimizzazione in diverse aree e ottimizziamo ciascuna area. Per ottenere l'accoppiamento tra queste aree, cioè per ottimizzare di nuovo il sistema complessivo, il tutto viene eseguito in un'iterazione. In altre parole, si esegue un ciclo iniziale in cui si ottimizzano lo scafo, i foil e così via in base a determinate ipotesi. Poi si butta tutto insieme e si vede come funziona, e questi risultati forniscono le ipotesi modificate per il ciclo di progettazione successivo, e così via.
Che ruolo hanno avuto le piccole imbarcazioni di prova Leq12 nel processo?
Sono stati estremamente utili per verificare alcune ipotesi. Le onde di Barcellona erano un territorio nuovo per tutti. E non ci siamo resi conto di quanto sia difficile navigare con una barca del genere in queste condizioni. Il Imbarcazioni Leq12 ha svolto un ruolo fondamentale. Sono stati effettuati test con i foil e i sistemi di controllo nelle condizioni di Barcellona. Tutto ciò è confluito nel processo di progettazione dell'imbarcazione da regata vera e propria.
I foil, ad esempio, possono essere scalati 1:1 a una barca di grandi dimensioni?
Questo non è universalmente valido, ma è possibile entro certi limiti.
Allora gli AC75 della generazione precedente avrebbero potuto essere molto utili ...
La vecchia AC75 è molto utile e si può imparare molto da essa. Tuttavia, le regole erano ormai tali da non consentire di testare nuovi componenti sulle vecchie barche. Ad esempio, non era consentito avvitare nuovi foil sulle vecchie barche. Questo probabilmente avrebbe dato un enorme vantaggio ai neozelandesi, perché la loro barca dell'ultima Coppa era chiaramente superiore alle altre. Tuttavia, alcune cose sono consentite, ad esempio per quanto riguarda i sistemi idraulici o il layout della coperta. Questi possono essere modificati e poi testati sulle vecchie barche. E alcuni team, come gli svizzeri, lo hanno fatto. Lo stesso vale per i neozelandesi e gli americani.
Quanto ha imparato dagli sviluppi degli altri e li incorpora nel suo progetto?
All'inizio, quindi, non si hanno informazioni su ciò che fanno gli altri. Abbiamo avuto informazioni solo quando i primi Leq12 sono stati messi in acqua. Naturalmente, si poteva già vedere la direzione in cui i team stavano spingendo lo sviluppo. Ma è stato relativamente tardi, perché a quel punto eravamo già tutti molto avanti con i nostri progetti. Tuttavia, non era troppo tardi per cambiare qualcosa. Quello che sapevamo già allora e che ora è stato confermato è che tutti i team erano andati più o meno nella stessa direzione, ad esempio con i foil.
Tutti sembrano essere d'accordo su questo punto. Gli scafi sono una storia diversa. A Leq12 non si vedeva molto in termini di scafi. Da un lato, perché alcune squadre avevano il AC40 come piattaforma di prova. Due squadre hanno costruito il proprio Leq12, noi e gli italiani. Ma anche lì non si vedeva molto, perché si trattava soprattutto di avere una piattaforma per i test. E, almeno dal mio punto di vista, dubito fortemente che si possa semplicemente scalare l'aerodinamica di un'imbarcazione di questo tipo, ad esempio. Non funziona proprio.
Per quanto riguarda le lamine, sembra che tutte le squadre abbiano una lama relativamente piatta e svasata con punte fisse rovesciate sulle punte delle lamine. Anche i bulbi al centro sono molto simili. Cosa rende questa forma così buona?
È vero, tutti noi abbiamo una situazione molto simile. Ci sono vari motivi per cui il foil si trova dietro il braccio. In primo luogo, cerchiamo di mantenere la distanza tra il foil e il centro di gravità della barca il più piccola possibile. Inoltre, sembra che un foil abbia meno resistenza quando si trova dietro il braccio.
Se si osserva il profilo delle lamine, sono tutte più o meno triangolari. È la resistenza a definirlo. Se si volesse realizzare una lamina puramente ellittica, sarebbe semplicemente troppo difficile in termini di resistenza. Il momento flettente alla radice della lamina sarebbe troppo grande e ci vorrebbero lamine molto spesse, che creerebbero molta resistenza. La forma relativamente triangolare è quindi determinata in gran parte dalla resistenza.
Questa volta le lamine sono meno angolate verso il basso ...
Sì, le ragioni sono varie. Si fa una distinzione tra i foil a T e un foil con le punte rivolte verso il basso. Se il foil buca la superficie dell'acqua, l'angolo con il T-foil è molto più favorevole rispetto all'angolo con i foil. E poiché a Barcellona ci sono le onde, tutti sono andati in direzione del T-Foil.
Al timone, il fioretto si solleva leggermente al centro per tutte le squadre. Per voi è un po' più estremo, che effetto ha?
La chiamiamo forma a gabbiano, cioè come le ali di un gabbiano che si alzano al centro. Questo serve principalmente a prevenire la cavitazione all'interfaccia tra il timone e l'ala. Se si uniscono semplicemente la verticale e l'orizzontale, si hanno picchi di pressione negativa in quell'area, con conseguente cavitazione e resistenza aerodinamica.
È possibile costruire solo un set di tre pezzi di foil, cioè due foil con uno di riserva. In che misura è possibile apportare modifiche prima della Coppa?
Si può ancora fare molto. Possiamo usare solo tre lamine in totale e devono avere lo stesso design. Le modifiche devono essere tali da mantenere inalterato l'80% della massa, cioè il peso. Viceversa, ciò significa che è possibile modificare il 20%. Se ci si accorge che qualcosa da qualche parte non è come si era immaginato, si può intervenire. Ma non si può ricostruire la vecchia lamina in modo che l'80% della massa sia identica. Non è consentito, deve essere l'originale. Questo vale anche per il timone.
In che misura è possibile personalizzare i bracci della lamina o almeno il loro rivestimento?
Non si può fare molto al riguardo. I bracci della lamina sono i cosiddetti componenti forniti. Ciò significa che tutte le squadre devono acquistarli dallo stesso produttore e che la parte strutturale è completamente identica. Lo stesso vale per il bordo d'attacco. Le squadre possono costruire da sole il bordo d'uscita, ma la forma è prescritta. Ma il braccio del foil monotipo termina a un certo punto, ma non in basso. L'ultima parte verticale conta come parte del foil nella misurazione. Quindi si può fare quello che si vuole.
Emirates Team New Zealand ha sviluppato un nuovo sistema di randa per controllare singolarmente le due pelli delle vele. Quali sono i vantaggi di questo sistema e potrebbe potenzialmente diventare decisivo?
Anche noi l'avevamo esaminato, ma eravamo giunti alla conclusione che non c'era molto da fare. Questo sistema presenta vantaggi e svantaggi. I vantaggi consistono principalmente nel fatto che il punto di attacco della scotta sulla vela è più in basso. Crediamo di aver trovato un'altra soluzione più leggera e con meno attrito.
Non fa molta differenza per l'assetto?
Spero di no. È sempre possibile che ci si sbagli. Ma non abbiamo visto grandi vantaggi.
In generale, tutti i team sembrano aver spostato il peso dell'equipaggio il più avanti possibile. - Perché?
Portare il baricentro in avanti ha il vantaggio di generare un maggiore momento raddrizzante. Se il baricentro è molto arretrato, il timone spinge verso l'alto. Più il timone spinge verso l'alto, più si perde momento raddrizzante.
C'è una teoria secondo la quale il timone tira addirittura verso il basso...
Sì, è così anche per tutte le barche. A partire da una certa velocità, tutte tirano verso il basso. È facile rendersene conto. Con gli AC40, ad esempio, si può notare che se una manovra va male e l'elevatore del timone esce dall'acqua, la barca precipita in avanti. Ciò dimostra che in questo caso il timone ha tirato verso il basso.
La vostra barca e quella di American Magic sono molto distanti in termini di volume, soprattutto nel trambusto. Come riuscite a ottenere risultati così diversi nella stessa area?
Gli americani hanno ovviamente progettato tutto per ridurre al minimo la resistenza aerodinamica. Per questo motivo i ciclisti non sono seduti ma sdraiati. Questo ha permesso loro di abbassare i sidepods. Probabilmente hanno la superficie di contatto più piccola quando si guarda la barca dal davanti. Ci sono opinioni diverse sul fatto che sia giusto o meno. Noi, ovviamente, abbiamo seguito una strada leggermente diversa.
Il timoniere e il trimmer siedono uno accanto all'altro sugli americani. Quanto è grande lo svantaggio aerodinamico e quanto è grande il vantaggio in termini di centro di gravità?
Suppongo inoltre che l'obiettivo fosse quello di portare il baricentro in avanti e di offrire ai velisti una visuale migliore. Non so se il guadagno che probabilmente hanno in quella direzione possa compensare lo svantaggio aerodinamico.
Alinghi ha fatto di testa sua e ha tagliato radicalmente i fianchi dell'equipaggio: la coperta dietro di loro è completamente piatta. Ottica o rivoluzione?
Non credo che si tratti di un'ottica. Credo che ci abbiano pensato bene. Lo stiamo esaminando per capire esattamente qual è lo sfondo. Anche per capire quali sono le debolezze e i punti di forza di questo approccio. Abbiamo le nostre idee in merito, ma non posso dire molto al momento. Il nostro AC75 mostra quella che secondo noi è la soluzione migliore. Partiamo dal presupposto che la soluzione di Alinghi non sia la migliore. Ma non lo sapremo con certezza finché non navigheremo l'uno contro l'altro.
