Dal punto di vista dei consumi, l’Hypersail comprende attuatori di comando, elettronica, sistemi di bordo e verricelli. L’obiettivo dell’Hypersail era quello di alimentare tutti i dispositivi elettrici esclusivamente da fonti rinnovabili: sole, vento, cinetica – e, in misura limitata, anche dalla forza muscolare dell’equipaggio. Quest’ultima rimane nel sistema per motivi normativi: le regole relative ai tentativi di record in mare aperto prescrivono infatti che determinate manovre debbano essere eseguite esclusivamente con la forza umana.
«Per sfruttare al meglio l’energia solare, abbiamo effettuato delle simulazioni: in quali punti dell’imbarcazione i pannelli generano più energia e in quale momento della giornata?», racconta Lanzavecchia. Il risultato è sorprendente: i pannelli solari installati sulla parte esterna dello scafo forniscono più energia a mezzogiorno rispetto a quelli montati sul ponte. In quel momento, infatti, sono orientati con un’angolazione più favorevole rispetto ai raggi solari, mentre i pannelli sul ponte risultano in ombra. La configurazione ottimizzata comprende 100 metri quadrati di pannelli solari, che generano una potenza di 20,3 kilowatt.
Tre turbine eoliche sfruttano il vento apparente
Sui foil, il monoscafo dovrebbe raggiungere velocità comprese tra i 30 e i 60 nodi. Ciò genera un vento apparente enorme, che può essere sfruttato anche dal punto di vista energetico. Le analisi della Ferrari dimostrano che tre turbine eoliche posizionate strategicamente in modo ottimale causano complessivamente una perdita di efficienza pari al massimo al tre per cento: un prezzo irrisorio rispetto alla quantità di energia che apportano. Tanto più che questa energia può essere utilizzata direttamente per il controllo della stabilità, ovvero per l’assetto permanente dei foil.
Un’idea brillante, con un piccolo intoppo: le turbine eoliche commerciali sono progettate per funzionare fino a un massimo di 50 nodi. «Noi però operiamo a velocità che arrivano fino a 60 nodi. Abbiamo quindi sviluppato nella nostra galleria del vento di Maranello una turbina propria, progettata per queste condizioni estreme – controllabile dalla cabina di pilotaggio e dotata di regolazione variabile della velocità», spiega Lanzavecchia. È inoltre in fase di sviluppo un collettore di energia cinetica: una massa con smorzamento delle vibrazioni all’interno dell’imbarcazione converte il movimento di rollio e beccheggio dello scafo in energia elettrica. Un sistema intelligente che trasforma una fonte inevitabile di perdita in una fonte di guadagno.
Architettura di tensione a più livelli
Di eccezionale importanza dal punto di vista tecnico è l’architettura di tensione a più livelli presente a bordo: 12/24 volt per i servizi di bordo, 48 volt per i sistemi intermedi e fino a 800 volt per gli attuatori ad alta potenza, come l’impianto idraulico della chiglia basculante. Questa architettura a 800 volt corrisponde esattamente a quella della controversa Ferrari elettrica Luce. Il cuore del sistema è un convertitore di tensione DC/DC – identico all’unità presente nella supercar F80 – che converte l’energia raccolta da 48 a 800 volt con un’efficienza del 98% e la immette in due batterie ad alta tensione, ciascuna con una capacità di 50 kWh e una potenza erogata di 150 kW. Per le manovre ad alta prestazione, come la regolazione dei grandi bracci del foil e della chiglia basculante, l’energia viene fornita direttamente ad alta tensione – senza convertitori e con perdite minime.
Una serie di sensori ha lo scopo di prevenire le collisioni
Molto lavoro di sviluppo è stato dedicato anche alla prevenzione delle collisioni con oggetti alla deriva in mare. Container, tronchi d’albero, balene: un impatto a 40 nodi o più significherebbe la fine del tentativo di record e, nel peggiore dei casi, anche la fine dell’imbarcazione. «Combiniamo telecamere, radar e sonar e utilizziamo un’intensa fusione dei sensori per individuare tempestivamente gli oggetti, sia sopra che sotto la superficie dell’acqua. Il sistema emette un allarme in tempo utile, in modo che l’equipaggio possa schivare l’ostacolo o che l’imbarcazione lo eviti automaticamente», spiega Marco Ribigini. Il sonar è particolarmente importante. È integrato nella chiglia e deve fornire dati precisi anche a velocità elevate e con la relativa inclinazione.
La scoperta forse più sorprendente emersa dal dibattito tra esperti di YACHT a Maranello: gran parte delle tecnologie utilizzate nell’Hypersail esistono già in Ferrari. Non è stato necessario svilupparle da zero. «Per il controllo di volo non abbiamo dovuto partire da zero», ha affermato Lanzavecchia. «L’intera logica di controllo che abbiamo sviluppato nel corso degli anni per le nostre vetture esiste e funziona anche sulla nostra imbarcazione. Abbiamo bisogno di un’unità di controllo potente? Ce l’abbiamo. Cavi e altri dispositivi di controllo? Ce li abbiamo. Un motore elettrico? È già montato sulla Luce.» I sistemi tecnicamente sofisticati, che consentono ai velisti di volare sugli oceani per lunghi periodi in modo stabile e senza sbalzi da rodeo, sono già disponibili. Fondamentali a tal fine sono i sensori che, ad esempio, analizzano il profilo delle onde davanti all’imbarcazione e attivano in tempo reale movimenti di compensazione automatici delle alette di assetto sui foil.
Laboratorio di innovazione su quattro foil
Per Hypersail sono già stati depositati diciotto brevetti, mentre altri sei sono in fase di elaborazione. Cosa si nasconde dietro questi brevetti? Lanzavecchia cita alcuni esempi concreti. Oltre al sistema «Winch-by-Wire» e alle soluzioni di gestione energetica, sono soprattutto le nuove combinazioni di materiali a rendere la Ferrari pioniera in questo campo. I foil di questa bolide in carbonio sono costituiti da un composito ibrido di titanio e fibre di carbonio. Matteo Lanzavecchia: «Abbiamo bisogno di una geometria estremamente rigida, leggera e precisa».
Il motivo non è solo di natura strutturale: a partire da circa 42 nodi, i foil iniziano a cavitare. In altre parole, sulla superficie del profilo si formano bolle di gas che collassano con enorme energia. A lungo andare, questo distrugge il materiale. I costruttori delle imbarcazioni Hypersail utilizzano il titanio in due modi: come una sorta di struttura a sandwich con il carbonio al centro – questa è la struttura di base del foil – e come strato protettivo esterno che protegge il nucleo dall’erosione causata dalla cavitazione. Tali strutture composite richiedono simulazioni complesse, non solo per quanto riguarda la progettazione, ma anche il processo di produzione. I controlli a raggi X sono obbligatori.
Nuovi record personali all’orizzonte
La Ferrari Hypersail dovrebbe solcare gli oceani per settimane senza fermarsi ai box. L’obiettivo: stabilire nuovi record offshore. Raramente un’imbarcazione da regata ha attirato così tanta attenzione prima del suo varo. Questo audace mix di foil funzionerà come immagina Guillaume Verdier? L’innovativo sistema energetico riuscirà ad alimentare in modo ottimale tutti i componenti idraulici? E, soprattutto: questo bolide in carbonio riuscirà davvero a librarsi in volo – in modo stabile, sicuro e per lunghe distanze? Se sì, la Ferrari Hypersail ha tutte le carte in regola per scrivere la storia, proprio come le leggendarie auto da corsa italiane.
Martin Hager
Caporedattore YACHT
