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.
10080
Související články
Bezvětří, rekord, bezvětří
Bezvětří, rekord, bezvětří
Letošní Vendée Globe je zatím zajímavá, ale pomalá (až na již druhý 24h rekord). Místo pasátu 3 dny bez větru, následoval krátký pasát a dnes už rovníkové tišiny. Rekord na rovník Alexe Thomsona z roku 2016 má hodnotu 9 dnů a 7 hodin. Dnes je to už přes 10 dnů a na rovník téměř 400 mil.
Jak opravit neopravitelné
Louis Burton je bojovník. To se o něm ví. Tentokrát se ale pouští do něčeho, co je z laického pohledu nemožné. Jen si to představte, loď se vám láme v půlce, vy to opravíte jako zlomenou nohu od stolu a pokračujete v závodě kolem světa. A nejste přitom před cílem. Jen nedlouho po startu...
Nico Lunven první a obtížná rozhodnutí na dohled
Změna ve vedení Vendée Globe. Do čela se dostal Nico Lunven, který byl před 50 hodinami předposlední. Startovní pole má za zády níži a před sebou složitou cestu do pasátu. Obtížné chvíle, kdy bude snadné ztratit.