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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Hochseeyachten der Klasse W-60. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Das Whitbread Round the World Race wird seit 1973 alle vier Jahre unter der Schirmherrschaft des britischen Königshauses ausgetragen. Sie begannen sich im 1660. Jahrhundert in England mit Yachten zu beschäftigen. König Karl II., der ab 1720 regierte, besaß unter anderem eine Yacht namens „Mary“. Der erste Yachtclub in England entstand XNUMX. Whitbread ist der prestigeträchtigste und längste, etwa neun Monate dauernde, professionelle Segelwettbewerb. Hier werden die neusten Technologien im Rennsport unter Segeln entwickelt. Daran nehmen traditionell die führenden Weltmächte - Großbritannien, die USA, Frankreich, Japan, Italien - teil. Die Sowjetunion war 1989-1990 nur einmal durch die Phasis-Yacht vertreten, die den elften Platz belegte. In den Jahren 1993-1994 trat nur die Ukraine aus den ehemaligen Sowjetrepubliken mit den Segelbooten Hetman Sagaidachny (7. Platz) und Odessa-200 (aus der Wertung) an. Russland hat noch nie an so prestigeträchtigen Wettbewerben teilgenommen. Bei den Rennen 1997 gingen Yachten einer Klasse (W-60) an den Start, und nicht wie früher drei. Bereits 1993-1994 zeigten sich die speziell für solche Rennen konzipierten W-60 von ihrer besten Seite. Seitdem sind Yachten noch schneller und zuverlässiger geworden.
Die „Whitbread-60 Ocean Yacht Rules“ sehen den Bau von Einmast-Einrümpfer-Yachten auf höchstem Niveau moderner technologischer und sportlicher Errungenschaften vor. Sie sollten ziemlich ähnliche Eigenschaften haben. Das Dokument betont ausdrücklich die Anforderungen an die Sicherheit und Stabilität des Schiffes. Die Idee hinter der W-60 ist es, die Wettbewerbsbedingungen für Segler zu ebnen. Die Teilnehmer und Organisatoren des Rennens hatten es satt, zu große Lücken zwischen den Konkurrenten zu haben, die beispielsweise beim Rennen 1989-1990 auftraten, komplexe Formeln, die die Möglichkeiten von Schiffen unterschiedlicher Größe ausgleichen, nach denen sie den Gewinner berechnen mussten . Es wird entschieden, eine schnelle und relativ billige Klasse zu wählen, in der die Schiffe knapp enden und das Ergebnis so einfach wie möglich bestimmt wird - die Ankunftszeit. Auf Empfehlung der Fahrer wurde im Juni 1990 eine Gruppe von sechzehn der weltweit führenden Yachtdesigner in Großbritannien zusammengestellt. Nach diesem Treffen erschien eine neue Klasse - Whitbread W-60. Dies ist eine Familie von Hochsee-Rennyachten, die fast die gleichen Eigenschaften haben: Für die Werte von Längen, Flächen und Gewichten wurde ein akzeptabler Bereich ermittelt. Dennoch hat jeder Skipper, Designer, Segelmacher und Erbauer genügend Möglichkeiten, sein Talent und neue Technologien einzusetzen. Das Geschwindigkeitspotential der W-60 Yachten der neuen Generation ist sehr hoch. Die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Segelboots dieser Klasse beträgt 20 Knoten und die Höchstgeschwindigkeit bis zu 40 Knoten. Das Aufstellen mehrerer Geschwindigkeitsweltrekorde bei den Rennen der 1990er Jahre ist der beste Beweis für das Versprechen der W-60-Klasse. Gemäß den Regeln ist der Rumpf der Yacht durch wasserdichte Schotten in drei Abteilungen unterteilt, wenn eine von ihnen überflutet wird, bleibt die Yacht über Wasser. Gehäuse W-60 - dreischichtig. Styropor wird zwischen zwei Kevlar-Schalen gelegt. Nach dem Kleben wird eine monolithische Struktur erhalten. Die Ablehnung des traditionellen Schemas des Quer-Längs-Kraftsatzes ermöglicht es Ihnen, die Struktur zu verstärken und die tragenden Elemente an den am stärksten befestigten Stellen zu platzieren. Alle Rigging-Befestigungselemente bestehen aus Verbundwerkstoffen, die es ermöglichen, das Gewicht des Schiffes im Vergleich zu Metallanaloga erheblich zu reduzieren. Die Geschwindigkeit einer Yacht wird stark von der Steifigkeit des Rumpfes beeinflusst, da das Deck besonders an Bug und Heck einer enormen Kompression ausgesetzt ist. Spezielle Computerprogramme werden verwendet, um das Gewicht und die beste Lastverteilung zu optimieren. Im Rennen von 1993-1994 litten die meisten Segelboote unter Delamination des Rumpfes, mit Ausnahme von Hetman Sahaidachny, das auf der Grundlage fortschrittlicher Luftfahrttechnologien gebaut wurde. Grund ist die Verwendung von hocheffizientem Wasserballast. Es ermöglicht Ihnen, bei starkem Wind eine deutlich größere Windkraft zu tragen, was bedeutet, dass das Schiff im Vergleich zu herkömmlichen Schiffen großen dynamischen Drücken und Stoßbelastungen standhalten muss. Daher entwickelten sie nach dem Ende des Rennens von 1994 spezielle technologische Tricks, um die Zerstörung des Rumpfes unter den harten Bedingungen des Rennens zu vermeiden. Bei der Regatta 1993-1994 wurden acht von zehn Yachten nach dem Design von Bruce Farah gebaut. Alle seine Schiffe waren mit L-förmigen Kielen ausgestattet. An einem dünnen, schmalen Stahlmast hing eine massive Bleibirne mit einem Gewicht von acht Tonnen, die in ihrer Form einem Torpedo ähnelte. Der neue Kiel mit einer deutlich kleineren Oberfläche gab im Vergleich zum traditionellen Design einen erheblichen Auftriebsvorteil in scharfen Kursen. Bei Krängung treten jedoch große Torsionsbelastungen an den Befestigungspunkten zum Rumpf auf, da der Schwerpunkt des Kolbens stark nach hinten verlagert wird. Vor dem Rennen 1997-1998 mussten sich die Konstrukteure zwischen L- und traditionellen T-Kielen entscheiden. Die Analyse der Modelle ergab bei keinem von ihnen besondere Vorteile. Wenn bei höheren Geschwindigkeiten ein L-förmiger Kiel vorzuziehen war, dann bei niedrigen Geschwindigkeiten - aufgrund der laminaren Strömung - ein T-förmiger Kiel. Auch Computersimulationen halfen nicht. Und nur umfassende Tests im Pool ermöglichten es, die optimale Form zu wählen. Traditionell werden Ruderteile für Rennyachten aus Kohlefaser hergestellt, und die W-60 ist keine Ausnahme. Mehrere schwerwiegende Pannen zwangen die Designer jedoch, einige traditionelle Konzepte für das Rennen 1997-1998 zu überdenken. Als Ergebnis der Feinabstimmung des Ruders einer neuen Generation wurden die Lastverteilung, die relative Dehnung und die benetzte Oberfläche sowie seine Form während der Umströmung in verschiedenen Modi optimiert. Anfänglich hatte das Lenksystem von "Hetman Sagaydachny" die maximalen Auslegungslasten auf die Lager - 9,2 Tonnen für das untere und 5,1 Tonnen für das obere. Nach einer Überarbeitung durch die Konstrukteure wiegt die neue Baugruppe nur noch 19,2 Kilogramm an den unteren und oberen Lagern bzw. die maximale Nutzlast von 36,1 Tonnen und 19,6 Tonnen. Zu Ihrer Information, das Rudergetriebe der Yacht "Odessa" aus Edelstahl wog etwa 480 Kilogramm! Computermodellierung und Feldtests im Pool ermöglichten es Farahs Team, ein konzeptionell neues Rad für das letzte Rennen zu entwickeln, leichter und gleichzeitig haltbarer und effizienter in allen Modi. Dadurch konnten die Yachten der neuen, bereits vierten Generation vor allem bei hohen Geschwindigkeiten mit weniger Widerstand handhabbarer werden. „Die Navigatorkabine einer Yacht der W-60-Klasse steht dem Cockpit der neuesten Kampfflugzeuge in Bezug auf die Sättigung mit moderner Elektronik und Computern nicht nach“, schreibt E. Platon in der Zeitschrift Tekhnika-Youth Das Rennen hängt vor allem von der Qualität der Entscheidungen des Navigators ab. Tatsächlich sind die anderen Bedingungen im Rennen für die Teilnehmer gleich, da alle Yachten der gleichen Klasse angehören und alle (bis auf eine) von Bruce Far entworfen wurden und die Teams aus professionellen Rennfahrern der höchsten Weltqualifikation bestehen. Erfolg oder Misserfolg hängen von einer Person ab – dem Navigator, der die ganze Zeit über seinem Schreibtisch kauert und über Computer und Wetterkarten „zaubert“. Während des Ocean Race empfängt und analysiert jeder Navigator Wetterinformationen auf seine eigene Weise. Bei der Bestimmung des optimalen Kurses muss er auch die Geschwindigkeitseigenschaften der Yacht, unterschiedliche Segelkombinationen, Winkel und Stärke des Windes berücksichtigen. Führen Sie genaue Berechnungen in den, gelinde gesagt, beengten Bedingungen des Deckshauses der W-60-Yacht durch (die Windenantriebswelle dreht sich über dem Kopf und kann jederzeit skalpieren) mit ständigem Schlafentzug, bei 100% Luftfeuchtigkeit der Tropen oder bei null Luft- und Wassertemperaturen im Südpolarmeer - harte Arbeit. Und deshalb auf der W-60 - mindestens zwei Computer, mindestens vier Kommunikationssysteme, von denen zwei globale Satelliten sind, ein Satellitennavigationssystem, ein automatisierter Komplex zum Sammeln von Informationen über den Zustand der Yacht und das Wetter in der Umgebung; Radar, schließlich - das Erkennungssystem "Mann über Bord!". Aber ich wiederhole: Egal wie leistungsfähig moderne Technik ist, sie ist nur ein Assistent, die Entscheidung trifft immer der Navigator. Und mit all dieser komplizierten Ökonomie schafft er es während des 9-monatigen Rennens um die Erde. Während des Rennens auf der W-60 sind neben Sturmsegel und Trisegel 38 Segel erlaubt. Außerdem sollten auf jeder Stufe nicht mehr als 17 an Bord sein. Die Kosten für ein komplettes Set betragen etwa 370000 US-Dollar. Segel sind der Motor der Yacht. Um einen solchen Motor zu konstruieren, müssen Sie die Stärke und Richtung des Windes im Rennen kennen. Darauf basierend werden ihre Geometrie und Aerodynamik berechnet, Material und Technologie ausgewählt. Mehr als 150 Rigg-Optionen werden für jede Yacht in Vorbereitung auf das Rennen getestet, um die optimale Variante zu erstellen. Das Team besteht normalerweise aus drei professionellen Seglern, die in Rennsegelfirmen arbeiten oder Erfahrung darin haben. Vor dem Start verbringen sie mehr als fünftausend Stunden an der Nähmaschine und verändern die Stoffbahnen nach den Tests. Windkanäle werden häufig in Forschungsprogrammen eingesetzt. Auf zwei Yachten werden Vergleichstests im Sparring mit modernsten Radarsystemen zur Ermittlung von Geschwindigkeitsschwankungen durchgeführt. „Damit die Yacht in den Wind (in einer Wende) gehen kann, - schreibt E. Platon, - muss sie ständig wenden („durch den Wind“). Die W-60 kann in einem Winkel von 30 Grad fahren (steiler als die meisten anderen) zum wahren Wind Das Großsegel und das Stagsegel auf diesen Kursen werden so nah wie möglich an der Achse des Decks befestigt. die Geschwindigkeit des Wimpels (Summe mit der Geschwindigkeit des Schiffes) Wind kann doppelt so schnell sein wie die wahre, dann fährt das Segelboot schneller als der Wind! Auf Kursen, die schärfer als Golfwind (gezogen) sind, wird ein Großsegel auf der W-60 platziert; Focktop - volles Stagsegel und Stagsegel - schmales säbelförmiges inneres Stagsegel. Wenn der Windwinkel etwas mehr als 90 Grad (Halse) beträgt, steigt anstelle eines Focktops ein Reacher, ein flacher asymmetrischer Spinnaker. Auf vollständigeren Kursen (Achterstag) wird der Reacher durch einen Runner ersetzt - ein vollständig asymmetrischer Spinnaker. Auf W-60-Yachten werden zwei Arten von Reachern und Runnern verwendet - Top und 7/8. Der erste steigt bei leichtem und mittlerem Wind bis zur Spitze des Mastes auf - die Spitze, der zweite - bei starkem Wind - sieben Achtel seiner Höhe. Im Rennen 1993-1994 führten die Organisatoren künstliche Beschränkungen des Stoffgewichts für Greifer und Läufer ein, es war nicht erlaubt, die Top-Versionen dieser Segel auf den meisten Etappen des Rennens zu verwenden (mit Ausnahme von zwei). Die Beschränkungen wurden nun aufgehoben. Während eines Hurrikans ist die W-60 mit einem Sturmstagsegel und einem Dreisegel ausgestattet. Das sind relativ kleine Segel aus strapazierfähigem Stoff." Heutzutage werden Segel für Rennyachten aus speziellen laminierten Stoffen hergestellt. In diesem Fall wird Material ausgewählt, das den Arbeitslasten in dem einen oder anderen Teil des Segels entspricht. So entsteht beim Zusammennähen verschiedener Bahnen ein Segel, als wäre es aus Bahnen unterschiedlicher Farbe und unterschiedlichen Gewichts zusammengesetzt. Ende der 1990er Jahre entwickelte North Sails eine Technologie zur Herstellung einteiliger, nahtloser, sogenannter 3DL-Segel. Diese Segel bestehen aus Polymerfolien und Hochmodulfasern. Sie werden bei hoher Temperatur in einer speziellen Matrix zusammenlaminiert. Aufgrund des Fehlens von Nähten sind solche Segel viel leichter als "Panel" -Segel. Die ersten Großsegel dieser Art für die W-60-Yachten des Rennens 1997-1998 wogen 90 bis 100 Kilogramm. Sie sind doppelt so leicht geworden wie die „Panel“-Vorgänger. Durch die weitere Verwendung von hochmoduligen PBO-Fasern als Verstärkungsfasern konnte das Gewicht weiter auf 75-80 Kilogramm reduziert werden. Und 3DL-Stagsegel sind ihren „Panel“-Gegenstücken in der Qualität deutlich überlegen. Autor: Musskiy S.A.
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