Co jsou foily a jak pracují
Na jednoduché skice z dílny designérů VPLP, vidíme revoluční změny, ke kterým nyní dochází ve třídě IMOCA, tedy na lodích, na kterých se jezdí sólové závody kolem světa a přes Atlantik. Hlavní roli zde hrají foily.
Rychlý trup
Nejprve si pojďme vysvětlit jednu věc, která není až tak nová. Proč mají moderní závodní jachty hranatý trup? S touto změnou přišel Marc Lombard v roce 2004. To byla spuštěna na moře dvojice jachet Bonduelle a Sill Veolia. Šířka trupu zvyšuje stabilitu jachty a tím i její výkon. Proč tedy nemá trup plynulý tvar, ale ostrou hranu? Pokud by trup pokračoval do šířky plynule dále, narůstala by v náklonu smáčená plocha trupu a hmotnost lodi. Zbytečně. Narůstala by plocha vystavená tření o vodu, což loď zpomaluje. Představte si trup na obrázku v poloze, kdy je stěžeň svisle nahoru. Smáčená plocha trupu bude větší, než v náklonu. Ve slabém větru bude loď pomalá, jakmile se ale dostane do náklonu, výrazně zrychlí, smáčená plocha se zmenší.
A nyní, co vidíme na lodi revolučního. Jde o zahnutý daggerboard do L (kterému se také říká foil), který bude při vyšších rychlostech produkovat vztlak, tedy loď nadnášet.
Jak vztlak funguje
Foto archiv
Nad křídlem je nižší tlak než pod křídlem a vzniká tak vztlak
Je to stejné jako u křídla letadla, nebo jako na plachtě. Podívejte se na křídlo letadla, na jeho profil. Nahoře je vypouklý, dole rovný (pro zjednodušení). nyní máme dva vzduchy. Vzduch A poběží na horní straně křídla a vzduch B na straně spodní. Začnou obíhat křídlo zároveň. Vzduch A na horní straně křídla musí běžet rychleji, aby byl na druhém konci ve stejnou dobu, jako vzduch B. Nyní si vzpomeneme na fyziku. V rychlejším proudění je nižší tlak, než v pomalejším. Proto je na horní straně křídla menší tlak, než na spodní a proto má křídlo tendenci vyvíjet vztlak. To samé platí i u foilů ve vodě. Díky hustotě vody je ale vztlak mnohem větší.
Také kýl produkuje vztlak
Je zde ale ještě jedna věc, která na první pohled vidět není. Kýl bude možné natáčet o 4 – 9° kolem osy probíhající v jeho středu, což způsobí změnu úhlu náběhu proudění a tím i vztlak ve vodě, který bude kýl nadnášet. To jen pro začátek. Nyní si vysvětleme, co vše je na skice vidět.
Co se přesně děje?
Zdroj VPLP
Jak fungují foily a kýl na lodi IMOCA
Kýl lodi je naklápěcí do stran. Kýl se nakloní na návětrnou stranu a zvýší stabilitu jachty. Dále bude možné kýl mírně natáčet. Tím se bude měnit úhel náběhu proudění a kýl bude produkovat vztlak. Bude loď „nadnášet“ (číslo 1 – šipky ukazují směr působení síly). Kladný efekt snížení výtlaku lodi, bude ale také znamenat snížení stability, protože se „sníží“ hmotnost balastu na kýlu.
Proti snížení stability, která je způsobena vztlakem kýlu, bude působit vztlak na závětrném daggerboardu (číslo 2), který bude „nadnášet“ závětrný bok lodi. Celkově by tak jachta měla mít ve vysokých rychlostech ve vodě nižší výtlak.
Co dále vidíme?
3 hmotnostní těžiště
4 těžiště výtlaku
5 působení hmotnosti lodi
6 působení vodního balastu na boku lodi
7 působení výtlaku trupu
8 působení takeláže a plachet
Jedna jednoduchá kresba a tak komplexní záležitost. Toto je vysvětlení, jak fungují foily u nových jachet IMOCA.
10090
Související články
Budoucnost v lodní dopravě: Novozélanďané i Alain Thébault sázejí na vodík a foily
Budoucnost v lodní dopravě: Novozélanďané i Alain Thébault sázejí na vodík a foily
Dva obdobné projekty jsou ve finální fázi příprav. "Létající plavidla" poháněná vodíkovými palivovými články chystá Emirates Team New Zealand i věčný experimentátor s podvodními křídly, francouzský jachtař Alain Thébault. Prototyp novozélandské "formule" se již chystá na březnové spuštění na vodu. Thébaultův "The Jet" se představí příští rok na klimatické konferenci v Dubaji.
Letadlo, loď i vznášedlo = Seaglider
Poletíte přes kanál La Manche letadlem, nebo pojedete lodí? Co když zkusíte něco mezi. Trochu loď, trochu letadlo. Ovšem takové, které se dokáže vznést jen několik metrů nad hladinu. Přitom dosahuje rychlosti až 290 km/h. Na elektřinu.