Quant GT 33: Una macchina da corsa senza compromessi fa i conti con la fisica

Lo svizzero Michael Aeppli è un uomo impegnato, soprattutto quando si tratta di rendere le barche a vela sempre più veloci. Per molti anni, lo zurighese ha lavorato con la tecnologia dei foil e, in particolare, con il DSS. L'abbreviazione sta per Dynamic Stability System. Il principio: un profilo alare asimmetrico viene esteso sottovento alla linea di galleggiamento, dove genera una portanza dinamica. Proprio come l'ala di un aereo, ma in acqua.

La forza verso l'alto sulla leva lunga fornisce un momento di raddrizzamento aggiuntivo, ovvero un minore sbandamento. In cambio, le barche con tecnologia DSS possono gestire una minore zavorra di chiglia o un minore peso dell'equipaggio sul bordo alto. Un concetto semplice, efficiente e ingegnoso. Per maggiori informazioni sul funzionamento del DSS, sugli ultimi sviluppi e sulle differenze con la tecnologia foil, vedere pagina 82 e seguenti.

Insieme al progettista ed esperto di DSS, l'inglese Hugh Welbourn, Aeppli ha costruito 15 anni fa un'imbarcazione di prova di 28 piedi con un sistema di stabilità dinamica e successivamente ha alimentato lo sviluppo con vari progetti di costruzione con il marchio Quant Boats. Con l'innovativo Quant 23 foiler, i pensatori laterali Welbourn e Aeppli hanno addirittura portato avanti lo sviluppo del principio DSS fino ad arrivare a una barca sportiva con chiglia completamente aerodinamica (test YACHT 19/2015). Dieci anni fa, questa era ancora una piccola rivoluzione.

Con il nuovo GT33, Quant Boats ha aggiunto un'altra imbarcazione alla sua ambiziosa piccola serie di barche sportive con foil. Con uno scafo lungo dieci metri, è ora la barca più grande del marchio svizzero. Costruito in Inghilterra interamente in sandwich di fibra di carbonio e resina epossidica, il prototipo è stato completato nell'autunno del 2024 ed è ora sottoposto a numerosi test. Non è ancora chiaro dove il GT 33 verrà costruito in serie.

Il pezzo forte del Quant GT 33 è naturalmente il foil DSS. L'ala, leggermente fissata, è alloggiata in una scatola chiusa laminata trasversalmente nello scafo e può essere ritratta ed estesa direttamente dal pozzetto su entrambi i lati dello scafo mediante tiri di scotta. Con i suoi 2,5 metri, l'ala è lunga quanto la barca è larga.

Il grande Quant non è adatto ai principianti. Il pianoforte a coda DSS e il resto della tecnologia richiedono una grande esperienza.

Se il profilo è fissato al centro, cosa che può essere verificata tramite gli oblò nella struttura, le manovre in porto sono facili. Tuttavia, è necessaria una certa cautela nelle manovre all'interno del box, poiché l'ala sporge ancora parecchio su entrambi i lati della linea di galleggiamento insolitamente arretrata. La forma snella dello scafo, il peso totale pronto per la navigazione di poco superiore a una tonnellata, la chiglia sollevabile completamente retrattile e la pala del timone altrettanto flessibile rendono facile il trasporto del GT 33 su un rimorchio stradale convenzionale. A tal fine non è necessario rimuovere il foil.

Per il test, i redattori di YACHT hanno potuto provare tutti i vantaggi della tecnologia DSS sul GT 33 solo in misura limitata. Il giorno del test sul lago di Zurigo, in Svizzera, il vento era troppo leggero, con una forza massima di soli sei nodi. Tuttavia, con metà del vento sotto il Code Zero e una velocità di circa sette nodi, l'effetto del foil è già chiaramente percepibile. Lo sbandamento diminuisce, la pressione aumenta e il display dello Speedo sale. La portanza dell'ala non solo aumenta il momento raddrizzante, ma fornisce anche portanza all'intero sistema. Ciò significa che più la barca naviga velocemente, maggiore è la forza ascensionale che ne deriva. Ciò comporta una minore profondità di immersione, una minore superficie bagnata e quindi una minore resistenza in acqua.

Risultati delle misurazioni del Quant GT 33

Il progettista Hugh Welbourn calcola che il profilo profondo dell'ala DSS del GT 33 può produrre oltre una tonnellata di portanza quando è completamente estesa e a una velocità in acqua di 15 nodi. In teoria, l'imbarcazione potrebbe quindi decollare a questa velocità, cioè con un foil. Tuttavia, la forma allungata dell'ala del DSS e la sua bassa profondità di immersione non lo consentono. Il Quant GT 33 non è pensato per volare, ma solo per essere veloce. Quando c'è poco vento e la velocità dell'imbarcazione è inferiore alla velocità effettiva del DSS, l'ala viene semplicemente tirata verso il vento per evitare la resistenza sottovento.

Può sembrare strano, ma in realtà non dà fastidio. E l'equipaggio può godere dei vantaggi di una barca snella e leggera. Tuttavia, la gestione del profilo DSS sul Quant GT 33 è impegnativa e richiede abilità e pratica. Per spostare l'ala leggermente curva da un lato all'altro quando si vira o si stramba, la barca deve essere lenta in modo che il meccanismo di estrazione funzioni bene e con poco attrito. Quanto più forte è la corrente sull'ala, tanto più difficile è spostare il profilo per tutta la sua lunghezza.

A parte questo, le manovre sono quelle che ci si aspetta da una barca sportiva. La gestione del gennaker di quasi 80 metri quadrati è particolarmente facile perché il bompresso in carbonio si estende fino a 2,25 metri oltre la prua e lo strallo per il genoa è arretrato di quasi un metro. Questo lascia molto spazio, il che significa che la vela viene quasi automaticamente fatta passare sul nuovo lato quando si stramba.

Il grande Quant è disponibile in due versioni. Oltre alla tecnologia DSS, la versione A dispone di serbatoi per la zavorra d'acqua con un volume di due volte 300 litri. Per il riempimento e lo svuotamento dei serbatoi è disponibile un sistema a periscopio. Una pompa elettrica accelera il processo fino a una durata di circa 90 secondi. Il trasferimento dell'acqua avviene per gravità durante la virata e richiede solo 30 secondi.

• Versione A: Con serbatoi di zavorra d'acqua (2 x 300 litri) e bomba di piombo da 300 kg.
• Versione B: Senza zavorra d'acqua, ma con un peso maggiore sulla chiglia (550 kg di bomba di piombo).

La variante A è interessante per i velisti che navigano con un equipaggio ridotto e partecipano a regate a lunga distanza. La variante B è destinata alla vela di squadra con un team di cinque velisti. In questo caso, si rinuncia alla zavorra d'acqua e si installa una chiglia con un contenuto di zavorra più elevato (550 invece di 300 chilogrammi).

Prezzo del Quant GT 33

Poiché il peso gioca un ruolo fondamentale nelle barche con tecnologia DSS, il progetto del Quant GT 33 è anche il massimo della leggerezza. Ciò si riflette nella costruzione in fibra di carbonio senza compromessi, nell'assenza di tutti i componenti di espansione sottocoperta e, soprattutto, nell'armo più leggero possibile. Il prototipo presenta un albero in carbonio splendidamente costruito dalla produzione tedesca CUL Masten (Carbon Ultra Light) con sartie anch'esse in fibra di carbonio. L'armo, con tutto il sartiame in piedi e in corsa, pesa solo 41 chilogrammi. La disillusione arriva sotto forma di prezzo. Sebbene non siano disponibili né un listino prezzi concreto né le specifiche dettagliate a causa del fatto che la produzione in serie non è stata finalizzata, Michael Aeppli fornisce una stima approssimativa del prezzo di circa 310.000 euro. L'imbarcazione completamente equipaggiata con tutte le vele, l'elettronica e un rimorchio stradale costerebbe probabilmente circa 430.000 euro.

• Prezzo base franco cantiere: 310.000 €
• Prezzo pronto per la navigazione: 430.000 €

Tuttavia, il progetto e la tecnologia DSS sono molto promettenti. Resta da vedere se il Quant GT 33 potrà essere prodotto in serie come imbarcazione sportiva ad alte prestazioni. Questo concetto insolitamente eccitante ha sicuramente le carte in regola.

Recensione YACHT del Quant GT 33

Il Quant GT 33 non è una barca per tutti. Questa macchina da regata senza compromessi con tecnologia DSS richiede esperienza di navigazione e tecnica. Ma è proprio questo che rende il concetto particolarmente interessante per il gruppo target.

Design e concetto

Un'entusiasmante tecnologia DSS

Costruzione leggera senza compromessi

Due possibili varianti

Prezzo elevato

Prestazioni e assetto a vela

Grande potenziale di prestazioni

Uso efficace della pellicola

Possibilità di serbatoi di zavorra d'acqua

impegnativo da gestire

Attrezzature e tecnologia

Facilità di trasporto su strada

Pescaggio flessibile con chiglia sollevabile

Bompresso estremamente lungo

Gestione complicata della lamina

La Quant GT 33 in dettaglio

Dati tecnici del sistema Quant GT 33

• Ingegnere progettista: Hugh Welbourn
• Categoria di progettazione CE: C
• Lunghezza del busto: 10,00 m
• Lunghezza totale: 12,25 m
• Lunghezza della linea di galleggiamento: 9,00 m
• Larghezza: 2,50 m
• Pescaggio (chiglia sollevata): 1,04-2,40 m
• Altezza dell'albero sopra la WL: 13,30 m
• Velocità del tronco: 7,3 kn
• Peso: 1,05 t
• Ballast/proporzione: 300 kg/28 %
• Randa: 31,7 m²
• Genova: 17,6 m²
• Fiocco autovirante: 14,5 m²
• Codice Zero: 48,8 m²
• Gennaker: 79,5 m²
• Motore fuoribordo: 4 CV/elettrico

Costruzione dello scafo e della coperta

Scafo e coperta del prototipo: costruzione a sandwich in fibra di carbonio con anima in schiuma e resina epossidica. Non è ancora stato individuato un cantiere per la produzione in serie.

Un'attrezzatura leggera come una piuma

Albero in fibra di carbonio con sartie in carbonio del produttore CUL (Carbon Ultra Light) di Weilheim, Germania. L'attrezzatura completa, con sartiame di scorrimento e di stazionamento, pesa complessivamente solo 41 chilogrammi.

Armadio a seconda dell'uso

Fiocco autovirante o genoa sovrapposto, a seconda delle esigenze e dell'utilizzo, più un code zero e/o un gennaker. La randa è completamente steccata.

Cantiere e distribuzione

Quant Boats, Michael Aeppli, CH-6048 Horw (Svizzera); www.quant-boats.com

DSS e l'autotranciatura

Il mondo delle barche a vela ad alte prestazioni è caratterizzato da innovazioni che rendono le imbarcazioni più veloci, più stabili e più efficienti. Uno sviluppo particolarmente interessante è il Dynamic Stability System (DSS), inventato dal progettista britannico Hugh Welbourn. Questo sistema utilizza lamine orizzontali estensibili lateralmente all'altezza della linea di galleggiamento. Sul lato sottovento, queste lamine generano una portanza dinamica, simile a quella delle ali di un aereo, che solleva lo scafo e riduce lo sbandamento. Di conseguenza, lo yacht naviga più verticale, il piano velico funziona in modo più efficiente e la resistenza aerodinamica si riduce.

A differenza delle tecnologie full-foiling, in cui le ali sono controllate attivamente per regolare il "volo" della barca, il DSS funziona in modo passivo. Ciò significa che l'angolo d'attacco del foil rimane costante, consentendo all'intero sistema di esercitare un'influenza attiva attraverso un effetto di autoregolazione. La sfida sta nel trovare l'equilibrio ottimale tra stabilità e resistenza. Sebbene un angolo d'attacco troppo ampio generi maggiore portanza, aumenta anche la resistenza aerodinamica e può avere un impatto negativo sulla velocità. Per evitare questo inconveniente, Hugh Welbourn predilige foil più grandi con angoli d'attacco più bassi e quindi un minore effetto frenante nei suoi progetti DSS. Questo è particolarmente vantaggioso quando si naviga di bolina, dove la resistenza è già maggiore a causa del vento contrario, delle onde e di un piano velico meno efficiente.

La prua di un'imbarcazione di solito si alza leggermente con l'aumentare della velocità. Tuttavia, questo cambia anche l'angolo di attacco della lamina, che influenza sia la portanza che la resistenza aerodinamica. Il sollevamento della prua dipende dal cosiddetto rocker, ovvero il salto della chiglia dello scafo. Gli yacht con un rocker pronunciato sollevano la prua prima e con maggiore forza, mentre le barche con un rocker minore si adagiano sull'acqua. Questa caratteristica influisce notevolmente sull'efficienza del DSS. Gli yacht leggeri e snelli con una linea di galleggiamento lunga e poco rocker in chiglia, come il Quant GT 33, possono trarre particolare vantaggio dalla tecnologia DSS, in quanto navigano in modo più equilibrato e con una posizione stabile in acqua.

Il Quant GT 33 ha anche una pala del timone regolabile con i cosiddetti elevatori per regolare la posizione del galleggiante e quindi l'angolo d'attacco delle ali. Con una semplice regolazione della scotta sulla barra è possibile regolare l'inclinazione longitudinale del profilo del timone e quindi anche l'angolo d'attacco delle piccole ma solide lamine all'estremità inferiore della pala. Ciò significa che l'assetto longitudinale può essere controllato anche tramite il timone, per garantire sempre la massima efficienza del DSS.

Sebbene la tecnologia DSS sia attualmente presente soprattutto negli yacht da regata di fascia alta, nel prossimo futuro il sistema potrebbe interessare anche i velisti da crociera e gli ambiziosi velisti da diporto. Per questo settore di utilizzo, tuttavia, è probabile che l'attenzione si concentri meno sulle prestazioni sotto vela e più sulla stabilità e, soprattutto, sulla posizione eretta in acqua e sulla riduzione dei movimenti della nave.

Lo sviluppo continua

Dalle prime prove con il Sistema di Stabilità Dinamico, oltre 15 anni fa, sono successe molte cose nello sviluppo della tecnologia. Soprattutto per quanto riguarda le prestazioni in prossimità del vento, gli sviluppatori hanno rapidamente messo a punto misure per migliorare ulteriormente il potenziale prestazionale dei foil. L'ultima fase di sviluppo prevede ora un'ala a diedro che può essere utilizzata in due posizioni con angoli di uscita diversi.

Questa innovazione, nota come DSS Plus, viene ora utilizzata anche nel nuovo Quant GT 33 e mira ad allineare il foil il più parallelamente possibile alla superficie dell'acqua. Questo non solo migliora le proprietà idrodinamiche, ma ottimizza anche le prestazioni e la galleggiabilità in condizioni variabili. Se lo sbandamento è minimo, il foil viene impostato con un angolo di uscita piatto per essere sempre in acqua e quindi efficace. Se c'è più vento e più sbandamento, il foil viene regolato più in alto. Tecnicamente, questa opzione di trimming è realizzata con un rocker, che agisce sulla battuta interna del foil e può essere facilmente regolato a mano con una leva.