Mantener la altitud - Gurit

Despegue… tic. Vuelo intermitente… tic. Vuelo constante sobre olas y océanos ... las cargas están casi fuera de escala. Sin embargo, con la ayuda de una brillante ingeniería compuesta, está sucediendo.

Desde las primeras imágenes impresionantes del Charal de Jeremie Beyou en vuelo, ahora hay muchas pruebas de que esta impresionante exhibición no fue una pieza única para una fiesta. Para muchos en la flota de Imoca 60, volar en alta mar con siete toneladas de 60 pies viajando a más de 20 nudos en olas mientras se balancea sobre una lámina gigante a sotavento y una aleta a la intemperie es ahora la nueva norma. No es de extrañar entonces que los expertos en compuestos

Gurit ya ha dedicado más de 6,000 horas a los distintos proyectos de Imoca 60 en los que está involucrado desde la última Vendée Globe. Diseñar una estructura que pueda hacer frente a un rendimiento tan extremo rara vez ha sido tan importante. Gurit Composite Engineering ha estado trabajando en estrecha colaboración con Imoca 60s durante más de 20 años. Desde el famoso Kingfisher de Ellen MacArthur, que fue diseñado en colaboración con Humphreys Yacht Design y Owen / Clarke, la compañía ha acumulado una experiencia considerable en este campo que ha contribuido a siete de los ocho nuevos barcos de la flota Vendée Globe de este año utilizando materiales Gurit, mientras que 12 campañas han involucrado a los ingenieros de Gurit en aspectos de su ingeniería. De los nuevos barcos de la flota, charal, hugo boss y DMG Mori llevan la firma de Gurit Structural Engineering en colaboración con el diseño de yates VPLP.

También ha aumentado la cantidad de tiempo dedicado a proyectos individuales.

"En comparación con el ciclo anterior, el tiempo que hemos dedicado a esta iteración de proyectos de Vendée ha aumentado al menos en un 50 por ciento", dice el ingeniero principal de Gurit, Paolo Manganelli. "A medida que los equipos se centran más en encontrar una ventaja en el rendimiento, pasamos más tiempo en las etapas iniciales del proyecto, donde estamos trabajando en diferentes conceptos y opciones de diseño para permitir estas ganancias de rendimiento".

Durante los últimos 20 años, las velocidades promedio en todo el mundo han aumentado en alrededor del 30 por ciento, y las velocidades máximas se han incrementado en alrededor del 50 por ciento, mientras que las estructuras se han vuelto más livianas. Y a medida que continúa el impulso por el rendimiento, la cosecha actual es capaz de realizar un acto de equilibrio como ningún otro, desafiando las leyes de la física y desafiando el pensamiento convencional sobre lo que es navegar en un barco de carreras.

Ejemplos similares en otros lugares son raros, aparte de la America's Cup, que ha liderado la carga frustrada y ha visto grandes saltos en el rendimiento en un corto espacio de tiempo. Entonces, ¿cuánto ha influido o informado la Copa al nuevo look Imoca 60s?

"La Copa ciertamente ha ayudado a desarrollar herramientas y procesos de diseño para predecir el comportamiento del barco y, por lo tanto, la simulación de las cargas", dice Manganelli. 'Esa ha sido una gran contribución. Además, también se ha mejorado la capacidad de predecir la actitud de vuelo de los barcos gracias al trabajo realizado en la Copa.

Pero si bien hay similitudes y vínculos entre las dos áreas, los barcos de la Copa regresan al muelle todos los días y tienen barcos de persecución cerca. Es posible que un Imoca 60 no regrese hasta dentro de un mes o más, por lo que enfrentamos una serie de desafíos muy diferentes en lo que respecta a la forma en que estos barcos operan en su entorno normal ''.

Para Imoca 60, sacar el barco del agua es una cosa, pero los efectos en cadena en el diseño, la ingeniería y la construcción han experimentado cambios significativos en otros lugares que han requerido una cooperación mucho más estrecha entre diseñadores, constructores y proveedores de materiales que nunca.

"La introducción de láminas ha cambiado las condiciones de carga, ya que la lámina de sotavento trabaja con la aleta de la quilla inclinada para elevar el barco a gran velocidad", explica Manganelli. Por tanto, no solo tenemos que ocuparnos de la estructura de soporte de la lámina en sí, sino que ahora tenemos que considerar las cargas adicionales que se colocan en la estructura del barco.

“La estructura alrededor de la lámina es bastante compleja y algunas de las cargas de diseño son del mismo orden de magnitud que las que tenemos en la quilla. Entonces, en efecto, hemos agregado un momento adrizante adicional que produce un apéndice que pone un gran momento adicional en el bote. El resultado es que tiene un segundo elemento estructural importante con el que lidiar en una escala similar a la de la quilla y, sin embargo, no estamos duplicando el peso de la estructura de soporte de la quilla en estos barcos. En cambio, estamos integrando la estructura de soporte de aluminio en la estructura de soporte de la quilla para que algunos de los elementos tengan un doble propósito para evitar agregar más masa a los barcos ''.

'La estructura en el resto del barco también ha evolucionado, ya que tenemos varios desafíos adicionales que enfrentar. Por ejemplo, en el caso de que las láminas golpeen algo, debemos asegurarnos de que el bote no se rompa en pedazos. los Hugo Boss La colisión en la Transat Jacques Vabre del año pasado es un buen ejemplo en el que el barco sufrió graves daños pero regresó a la costa.

'Para lograr esto, estamos haciendo uso de la experiencia que hemos adquirido a través de una serie de diseños de estructuras de soporte de aluminio para proyectos que involucran a Maxis, Imoca 60s, barcos Volvo Ocean Race y otros. Por lo tanto, es un desafío de diseño complejo, pero no es extraño ''.

Pero ese no es el final del problema. Así como cambiar la entrega de potencia en un automóvil afectará a otras áreas de la caja de cambios, frenos, chasis, etc., cambiar las rutas de carga y las condiciones de carga afectarán a casi todos los componentes a bordo del bote.

“Con esta última generación, la combinación de tanques de lastre, quilla inclinada y ajuste de inclinación en las láminas, hay mucho que modificar, aprender y ajustar y tantos parámetros; es una evolución constante y acelerada. Si considera la progresión del rendimiento de Charal desde que fue lanzada hasta ahora, la mejora es bastante extraordinaria, como lo ha sido para otros miembros de la flota. Ya había alguna diferencia entre el rendimiento que se esperaba del barco en la etapa de diseño y lo que realmente entregó cuando salió a navegar. Y luego hubo otro paso adelante entre lo que estaba haciendo hace un año y medio y lo que es capaz de hacer ahora. La conclusión es que el ritmo del cambio ha sido increíblemente rápido y la curva de aprendizaje empinada. Entonces, el desafío para nosotros es mantenernos por delante de esa curva. Trabajar en estrecha colaboración con los equipos es lo que hace que esto sea posible.

`` A medida que aumenta el rendimiento, el golpe es otra área crítica y, si bien Corecell se ha convertido en el material preferido para el núcleo en la parte inferior del casco, hemos podido optimizar aún más su uso gracias a la mejor comprensión de su comportamiento dinámico. En los últimos años, hemos obtenido información extremadamente valiosa sobre las propiedades de Corecell a altas tasas de deformación a través de pruebas exhaustivas realizadas por nuestra oficina de Nueva Zelanda en colaboración con la Universidad de Auckland. Parte de ese conocimiento se ha infiltrado en nuestros diseños. La estrecha colaboración con los equipos es clave para mejorar aún más nuestra comprensión de las nuevas configuraciones de carga a las que están expuestos estos barcos. '

Al tratar con muchos de los principales actores del mundo, incluidas empresas como CDK Technologies y Carrington Boats, que han producido muchas de las máquinas marinas más extremas, junto con empresas más jóvenes como Black Pepper Yachts, que construyó L'Occitane en de aspecto radical de Armel Tripon. Provence, el director técnico de ventas de Gurit, Yannick Le Morvan, lo ve de primera mano.

"La colaboración es la clave para hacer avanzar estos proyectos", dice. “El detalle con el que se están construyendo los diseños modernos significa que todo el ejercicio es una colaboración más que la relación anterior donde los socios pueden simplemente haber proporcionado materiales y / o datos. Un buen ejemplo de cómo funciona esto en la práctica es la construcción de un laminado y la forma precisa en que se colocan las fibras.

“Para un área determinada, ahora estamos incorporando más capas que son más delgadas y están dispuestas con mayor precisión para lograr las mejores propiedades estructurales. Donde en el pasado pudimos haber usado 300g / m² fibra a 0 ° y digamos 90 °, ahora una gran proporción del laminado está hecho de capas de 150 gramos colocadas en múltiples direcciones. Esto significa que el proceso de colocación debe ser más preciso, lo que a su vez lleva más tiempo y, en algunos casos, requiere un enfoque ligeramente diferente. El proceso de eliminación de volumen también es más complicado, ya que debe extraer el aire de cada capa.

“La naturaleza más refinada de los laminados también influye en los ciclos de curado, que a menudo son más complejos y en los que es necesario comprender más sobre la ciencia de los materiales para crear la mejor estructura.

"Con estos y otros factores en mente, fue fantástico trabajar con tecnologías CDK porque es este tipo de asociación la que está ayudando a impulsar estos proyectos".

No todos los equipos del actual ciclo de Vendée Globe tenían el lujo de comenzar sus proyectos desde un lienzo en blanco. Para equipos como el de Isabelle Joschke MACSF y Boris Herrmann's Explorador marino (ambos se beneficiaron de la colaboración entre Gurit Structural Engineering y VPLP), la actualización de un diseño de la generación anterior para aceptar el pensamiento moderno de láminas requería un enfoque sutilmente diferente en algunos lugares. Estos barcos no se diseñaron originalmente con el nivel actual de foil en mente, lo que hace que sea más difícil incluir una estructura suficiente para acomodar las nuevas cargas de los foils sin aumentar el peso total.

"En estos casos, además de proporcionar una estructura de soporte suficiente para las láminas, también debe asegurarse de no romper la estructura existente en otra parte del barco", dice Manganelli. “Debe trabajar en torno a un diseño que no se haya optimizado realmente para ese tamaño y posición de la lámina en primer lugar y también debe tener en cuenta las cargas crecientes que se transfieren a otros lugares. Además, a medida que los barcos vayan más rápido, golpearán más fuerte y muchos de los barcos de la generación anterior han terminado reforzando sus cascos como resultado de la instalación de nuevas láminas '.

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Este artículo fue publicado originalmente en Seahorse Magazine y amablemente se reproduce con su permiso. Para consultar su archivo de artículos gratuitos, visite https://seahorsemagazine.com/archive/2020-archives

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