保持高度 – 固瑞特
起飞……滴答。 断断续续的飞行……滴答。 在海浪和海洋上稳定飞行......负载几乎超出了规模。 然而在一些出色的复合工程的帮助下，它正在发生
自从 Jeremie Beyou 的 Charal 在飞行中的第一张令人叹为观止的照片以来，现在有大量证据表明这个令人印象深刻的展示不是一次性的派对作品。 对于 Imoca 60 机队中的许多人来说，使用 60 吨 20 英尺的 XNUMX 吨 XNUMX 英尺船在海上飞行，以远超过 XNUMX 节的海浪速度飞行，同时在巨大的水翼上保持平衡以适应下风向，用鳍适应天气现在是新的常态。 那就不足为奇了，复合材料专家
自上届 Vendée Globe 以来，固瑞特已经在他们参与的各种 Imoca 6,000 项目上花费了 60 多个小时。 设计一种能够应对如此极端性能的结构很少如此重要。 60 多年来，固瑞特复合材料工程一直与 Imoca 20s 密切合作。 自从 Ellen MacArthur 与 Humphreys Yacht Design 和 Owen/Clarke 合作设计了著名的 Kingfisher 以来，该公司在该领域积累了丰富的经验，为今年 Vendée Globe 船队的八艘新船中的七艘使用固瑞特材料做出了贡献，同时12 项活动聘请了固瑞特工程师进行工程方面的工作。 在舰队的新船中， 查尔，雨果博斯 和 DMG森 带有固瑞特结构工程与 VPLP 游艇设计合作的签名。
花在单个项目上的时间也有所增加。
“与上一个周期相比，我们在 Vendée 项目的本次迭代上花费的时间至少增加了 50%，”固瑞特的首席工程师 Paolo Manganelli 说。 “随着团队更加专注于寻找性能优势，我们在项目的初始阶段花费了更多时间，我们正在研究不同的设计概念和选项，以实现这些性能提升。”
在过去的 20 年里，世界各地的平均速度增加了约 30%，最高速度增加了约 50%，而结构变得更轻。 随着对性能的不断推动，当前的作物能够表现出无与伦比的平衡能力，挑战物理定律并挑战传统的赛艇驾驶体验。
其他地方的类似例子很少见，除了美洲杯，美洲杯在短时间内取得了巨大的进步。 那么，世界杯对 Imoca 60s 的新面貌有多大影响或影响？
“杯赛无疑有助于开发工具和设计流程来预测船只的行为，从而模拟负载，”Manganelli 说。 '这是一个很大的贡献。 此外，由于在杯赛中进行的工作，预测船只飞行姿态的能力也得到了提高。
“虽然这两个地区有相似之处和联系，但杯赛船每天都会返回码头，附近还有追逐船。” Imoca 60 可能要一个月或更长时间才能回来，所以当谈到这些船只在正常环境中的运行方式时，我们确实面临着一系列非常不同的挑战。
对于 Imoca 60 年代，将船从水里抬起是一回事，但对设计、工程和施工的连锁反应在其他地方已经发生了重大变化，需要设计师、建造商和材料供应商之间比以往任何时候都更密切的合作。
“水翼的引入改变了负载条件，因为背风水翼与倾斜龙骨的鳍一起工作，以快速提升船只，”Manganelli 解释说。 '所以我们不仅需要处理箔本身的支撑结构，而且我们现在必须考虑施加到船结构中的额外载荷。
'金属箔周围的结构非常复杂，一些设计载荷与我们在龙骨上的载荷具有相同的数量级。 因此，实际上我们增加了一个额外的扶正力矩产生附属物，为船增加了一个额外的力矩。 结果是您有第二个主要结构元素需要处理，其规模与龙骨的规模相似，但我们并没有真正将这些船的龙骨支撑结构的重量加倍。 相反，我们将箔支撑结构整合到龙骨支撑结构中，这样一些元素就可以起到双重作用，以避免增加船只的质量。
“船上其他地方的结构也发生了变化，因为我们有几个额外的挑战需要处理。 例如，如果箔片碰到什么东西，我们需要确保船没有被撕成碎片。 这 Hugo Boss 去年 Transat Jacques Vabre 的碰撞就是一个很好的例子，这艘船遭受了严重损坏，但又回到了岸边。
'为了实现这一目标，我们正在利用我们在涉及 Maxis、Imoca 60s、沃尔沃环球帆船赛和其他项目的一系列箔式支撑结构设计中获得的经验。 因此，这是一项复杂的设计挑战，但并不陌生。
但这并不是问题的结束。 正如改变汽车的动力传递会影响变速箱、制动器、底盘等各个其他领域一样，改变负载路径和负载条件将影响船上的几乎每个组件。
'在这最后一代产品中，结合压载舱、倾斜龙骨和水翼上的倾斜调整，有很多需要调整、学习和调整的东西，还有很多参数； 这是一个持续且快节奏的演变。 如果您考虑性能进展 查尔 从她下水到现在，与舰队中的其他人一样，这种改进是非常非凡的。 在设计阶段对这艘船的预期性能与她航行时实际交付的性能之间已经存在一些差异。 然后在她一年半前所做的和她现在的能力之间又向前迈进了一步。 最重要的是，变化的速度非常快，学习曲线陡峭。 因此，我们面临的挑战是保持领先地位。 与团队密切合作使这成为可能。
'随着性能的提高，撞击是另一个关键领域，虽然 Corecell 已成为船体底部核心的首选材料，但由于对其动态行为的更好理解，我们已经能够进一步优化其使用。 近年来，通过新西兰办事处与奥克兰大学合作进行的广泛测试，我们对高应变率下 Corecell 的特性有了非常宝贵的了解。 其中一些知识已经渗透到我们的设计中。 与团队的密切合作是进一步提高我们对这些船只所面临的新装载配置的理解的关键。 '
在与许多世界顶级玩家打交道时，包括 CDK Technologies 和 Carrington Boats 等公司，这些公司生产了许多最极端的海上机器，以及年轻的企业，例如 Black Pepper Yachts，他们建造了 Armel Tripon 的激进外观 L'Occitane en普罗旺斯，固瑞特的技术销售经理 Yannick Le Morvan 亲眼目睹了这一点。
“合作是推进这些项目的关键，”他说。 '现代设计正在建造的细节意味着整个练习是一种合作，而不是以前的合作伙伴可能只是提供材料和/或数据的关系。 这在实践中如何运作的一个很好的例子是层压板的构造和纤维铺设的精确方式。
'对于给定的区域，我们现在正在合并更多更薄且排列更精确的层，以实现最佳结构性能。 过去我们可能使用了 300g/m2 0° 和 90° 的纤维，现在大部分层压板是由在多个方向铺设的 150 克层片制成的。 这意味着上篮过程必须更加准确，这反过来又需要更多时间，并且在某些情况下，需要稍微不同的方法。 去体积过程也更加复杂，因为您必须从每一层之间排出空气。
'层压板的更精细的性质也与固化周期有关，固化周期通常更复杂，您需要更多地了解材料科学以创建最佳结构。
“考虑到这些和其他因素，与 CDK 技术合作非常好，因为正是这种合作关系有助于推动这些项目向前发展。”
在当前的 Vendée Globe 周期中，并非每个团队都有机会从空白画布开始他们的项目。 对于像 Isabelle Joschke 这样的球队 社会科学基金会 和鲍里斯赫尔曼的 海洋探险家 （两者都受益于固瑞特结构工程和 VPLP 之间的合作），升级上一代设计以接受现代箔思维需要在某些地方采用微妙不同的方法。 这些船最初设计时并没有考虑到当前的水翼水平，因此在不增加总重量的情况下更难包括足够的结构来适应来自水翼的新负载。
“在这些情况下，除了为水翼提供足够的支撑结构外，您还需要确保不会破坏船上其他地方的现有结构，”Manganelli 说。 '你首先需要解决一个没有真正针对箔片尺寸和位置进行优化的布局，你还需要考虑到正在转移到其他地方的不断增加的负载。 此外，随着船只行驶得更快，它们将更加猛烈地撞击，因此许多早期的船只由于安装了新的箔片而最终加强了它们的船体外壳。
本文最初发表在海马杂志上，经他们许可转载。 要查看他们的免费文章档案，请访问 https://seahorsemagazine.com/archive/2020-archives
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