Come funzionano le barche dell'America's Cup, tra ARIA ed ACQUA

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Sono le Formula 1 del mare, si chiamano AC75, monoscafi pensati appositamente per il match racing, e partecipano all'America's Cup, la manifestazione velica più antica del mondo. Ma se nella prima edizione del 1851 ci si sfidava su imbarcazioni di diversissima foggia e peso (anche 200 tonnellate), oggi la tecnologia è evoluta al punto che queste moderne barche sono persino in grado di volare! Com'è possibile? «È tutto merito dei foil».
Era la fine dell’Ottocento quando furono brevettate le primissime appendici hydrofoils. Il brevetto è del francese Emmanuel Denis Farcot, il quale intuì la possibilità di ridurre l’immersione con l’aggiunta di foils. Le parti aggiunte ai lati dello scafo riducono infatti il pescaggio, dunque la resistenza offerta dall’acqua in navigazione. Successivamente altri ingegneri migliorarono la tecnologia, tra cui anche l’inventore italiano Enrico Forlanini tra il 1908 ed il 1911. I prototipi dimostrarono che la bassa resistenza aumenta la velocità durante la navigazione e già dagli anni ’50 c’erano hydrofoils su alcuni aliscafi e idroplani.
Parliamo di due braccia meccaniche mobili realizzate in fibra di carbonio e poste ai lati dell'imbarcazione, che terminano con due alette, o foil wing. Queste agiscono sottovento a una distanza dallo scafo tale per cui, a una data velocità, producono un carico che bilancia lo sbandamento della barca, generando una forza chiamata "momento raddrizzante" che solleva lo scafo dall'acqua».
Queste imbarcazioni seguono lo stesso principio che utilizzano gli aerei per volare. Infatti, le sezioni dei foil sono "a goccia", perché ricalcano l'aerodinamica delle ali di un aeroplano. Per librarsi sulle onde» alle AC75 è sufficiente un vento relativamente blando, in media attorno agli 8-10 nodi, che però è in grado di innescare uno scambio di forze che consente la transizione dalla condizione di navigazione classica a quella di "volo".
Le appendici delle imbarcazioni della Coppa America sono assottigliate così da aumentare la portanza. Il controllo è demandato ad un sistema idraulico servito dal grinder. Si chiama grinder il verricello collegato alle due manovelle da azionare manualmente. Le persone girano le manovelle e trasmettono il moto al verricello attraverso un sistema ad olio o, in alternativa, ad ingranaggi. La struttura delle appendici prevede un grande uso del carbonio: il rivestimento e le lastre incollate in carbonio risultano leggeri ma anche resistenti. Un foil può resistere ad un carico di 27 tonnellate e far guadagnare alla barca velocità da record: il team neozelandese ha raggiunto in regata 56 nodi!
All’interno del team c’è un dipartimento, composto da 10 persone che si occupa della progettazione delle vele, le cui forme e carichi vengono simulati al computer attraverso accurati tools sviluppati in collaborazione con North Sails.

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