Létat (třikrát) rychleji než vítr

úterý 2. března 2021

Jaké rychlosti mohou dosáhnout jachty AC75 na Americký pohár? Jak se trimují foily a plachty, jak jachty stoupají a jak létají proti větru? Na zajímavosti kolem Amerického poháru se Vojta Sládeček ptal Anderse Gustafssona, grindera týmu American Magic.

Jaké jsou hlavní rozdíly mezi loděmi? Jak se liší filosofie každého týmu a který přístup je nejvíce radikální?

Všichni jsme před spuštěním projektu museli dodržovat stejná pravidla při stavbě AC75, co se týká lodního designu. Začali jsme ale každý v jiném koutě světa a jen s velmi malou možností porovnávání se s ostatními týmy. V podstatě to znamenalo, že na začátku si každý tým vytvořil vlastní strategii vývoje a poté už jen sledoval, jaké se ve fleetu objevují nové trendy a technologie a včas se musel přizpůsobit. Často se tak stávalo, že se nový prvek v rámci fleetu rychle ujal, nebo se naopak z jeho používání rychle ustoupilo. Příkladem může být hlavní plachta týmu American Magic- tzv. netopýří křídlo, kterou velmi rychle začaly používat i ostatní týmy.

Loď je vybavená velkým množstvím senzorů. Kolik jich na lodi máte, co snímají a jaké jsou z nich výstupy?

Jízda na AC75 vyžaduje jak vývoj lodi samotné, tak rozvoj jachtařských dovedností. To vše se učíme každou vteřinu, kterou letíme nad vodou. Na každé pohyblivé části na lodi jsou umístěné senzory, které zaznamenávají každý detail, jakoukoliv změnu nastavení. Hlavně se zaměřujeme na nastavení plachet, foilů, rozložení zátěže a sledujeme jejich vzájemné působení. Stáhnout pak veškerá data z plavby zabere několik hodin. Ještě více času je pak třeba k zohlednění proměnných hodnot, jako jsou nestálá rychlost větru, nastavení foilových křídel, hloubka profilu hlavní plachty a snos. Veškerý čas na suchu pak trávíme tím, abychom nasbíraná data správně analyzovali a co nejvíce se z nich poučili.

V jakém poměru byste popsal vliv hydrodynamických a aerodynamických vlastností trupu jachty AC75?

Celkový výkon jachty AC75 je hlavně o tom, jak dobře se podaří nastavit jednotlivé prvky aero a hydro komponentů a maximálně vyladit jejich funkčnost v daném prostředí. Klíčovými prvky jsou plachty, foily a trup. Před tím, než trup vzlétne nad vodu, hraje zásadní roli jeho odpor vůči vodě. Lodě s výkonnějším trupem akcelerují do vzletové rychlosti mnohem dříve. Jakmile se vznesete nad vodu, je odpor trupu irelevantní, a naopak se větší pozornost soustředí na aerodynamický odpor, který začne být významnějším faktorem. Pro optimalizaci aerodynamického odporu je však zapotřebí neustálý vývoj a velké úsilí konstrukčního týmu.

Létání na foilech se pomalu stává standardem pro závodní jachty (Americký pohár, Vendee Globe, The Ocean Race). Budou mít tyto nové technologie dopad i na méně výkonné závodní lodě, nebo race cruisery?

Let na foilující lodi je neuvěřitelný zážitek. Překonání 50 uzlů v Americkém poháru, 30 uzlů v závodě Moth a zvýšení výkonu běžných lodí je možné právě díky vzniku foilů. Doufám, že ve vrcholném jachtingu s námi foily nějakou dobu vydrží. Let na foilech ale může mít velmi zajímavý vliv i v jiných odvětvích jachtingu. Foily se dnes již běžně používají na závodech, které jsou více dostupné běžným jachtařům, jako je Sydney Hobart, Rolex Middle Sea Race. Často umožnují i menším lodím soutěžit s mnohem většími a dražšími loděmi. Samozřejmě ne všechny lodě budou létat, ale mnohé lodě mohou těžit například z větší stability, kterou foily poskytují. Technologie foilu tak zcela jistě bude ovlivňovat čím dal širší pole jachtingu.

Jaké rychlosti dosahuje AC 75 při 15 uzlech větru?

Při plavbě na předoboční vítr (reaching) v 15 uzlech je rychlost lodě až trojnásobně vyšší než rychlost větru. Velmi často se tedy pohybujeme na hranici 50 uzlů. Jakmile vítr ještě trochu zesílí, bez problému 50 uzlů přesahujeme. Správné nastavení foilů a odpor větru jsou hlavní faktory, které ovlivňují maximální rychlost lodi. Co dříve bývalo: „Velké plachty vyhrávají velké závody“ je dnes spíše „Malé plachty dělají rychlostní rekordy“.

Jaký je TWA (Úhel pravdivého větru) při plavbě po a proti větru?

Překročení hranice 50 uzlů při plavbě na předoboční vítr, je to, co na této lodi přitahuje pozornost. Ale i vysoká rychlost při plavbě na stoupačku, nebo na zaďák je velmi působivou vlastností této lodě.

Velmi často se přibližujeme k 40 uzlům při plavbě 40°- 45° TWA a přesahujeme 45 uzlů při 150°- 160° TWA. Úhel zdánlivého větru při plavbě na zaďák je pak mnohem menší, než tomu bývá u většiny konvenčních lodí.

V jaké rychlosti trup lodi začne foliovat? Jakým způsobem ovlivňuje nastavení kormidelních foilů hlavní foily ve středu trupu tzv. center foils? Je potřeba je neustále trimovat?

Vznesení se nad vodu je zapříčiněno hlavně díky vztlaku na foilech – tedy konkrétně na křídlech samotných a na výškových klapkách kormidel, tzv. rudders elevators. Vztlak, který tyto součásti poskytnou je pak závislý hlavně na hustotě vody, velikosti a tvaru foilu, úhlu náběhu a rychlosti proudu vody, který foil obtéká.

Běžně se nad vodu dostáváme při rychlosti 14-17 uzlů, na což stačí vítr o rychlosti 7 uzlů. Větší foily mají obecně větší vztlak při nižších rychlostech, zatímco malé foily ve výsledku generují větší maximální rychlost.

Hlavní centrální foily jsou trimovány ve smyslu foilových klapek (foil flaps) a naklápěním samotného foilu (foil cant system). Klíčovou roli také hrají výškové klapky kormidel, které určují úhel náběhu vodního proudu na hlavní foily.

Pokud se sníží vztlak na těchto kormidelních klapkách, změní se nastavení pro všechny zbylé foily. Pokud snížíme vztlak na kormidelních klapkách, na hlavních foilech vztlak naopak vzroste, a to nám velmi usnadňuje fázi vzletu.

Větší vztlak je vždy doprovázen větším odporem, takže správné načasování hraje velmi důležitou roli. Od momentu kdy AC75 lehce zanoří příď, aby si vybudovala rychlost, jsou všechny foily a kormidelní klapky neustále trimovány tak, aby zajistili co největší výkon při minimálním odporu.

Jaký je rozdíl v nastavení foilů při slabším a silnějším větru?

Stejně tak jako plachty i foily jsou nastavovány odlišně v závislosti na podmínkách. Jak se rychlost větru zvyšuje, zvyšuje se i tlak a tím i rychlost lodi. Jak se zvětšuje rychlost, klesá odpor. Tlak a odpor jsou úzce spojeny s plachtami a tvarem foilů. Tímto vzniká koloběh neustálého trimování, aby v daných podmínkách vše fungovalo nejlépe, jak může. Vyšší rychlost v silném větru vyžaduje menší vztlak a menší odpor, takže nastavujeme plošší plachty a redukujeme vztlak na foilech. Když fouká vítr slabší, je potřeba vytvořit maximální vztlak na foilech a větší výkon v plachtách, tedy udělat hlubší profil.

Jak složité je udržet loď při letu na foilech? Jaké jsou hlavní věci na které dát pozor?

Plavba na foilech není nemožná a není to ani science fiction. Na první pohled se může zdát, že je to něco magického, ale je to jen dovednost, kterou se lze naučit. Předvídání a koordinace jsou klíčem k rychlé plavbě a zvládnutí lodi během manévrů. Foily, kormidlo a plachty fungují jako jeden celek a vzájemně se ovlivňují. I jen malá změna u jednoho okamžitě ovlivní ostatní. Jakákoliv změna podmínek pak ovlivňuje všechny prvky zároveň. Na změnu větru se tak okamžitě reaguje změnou nastavení plachet, kormidel a foilů. Jedině tak vše vypadá jako klidná a rychlá plavba zároveň.

Na otázky odpovídal Anders Gustafsson sailor/grinder z teamu American Magic

Titulní foto: COR 36 | Studio Borlenghi

Tagy: Americas Cup foil Americký pohár AC75 American Magic Gustafsson