Inovacije so tiste, ki poganjajo naš svet, tekmovanje za America’s Cup pa je eden glavnih inovatorjev v svetu jadranja. Jadranje je že tako ali tako eden najkompleksnejših športov, z uvajanjem tehnologije se ta po eni strani poenostavlja, po drugi pa bi lahko rekli, da postaja še bolj kompleksen.
Uroš Kumer foto: arhiv
Ena od največjih oziroma revolucionarnih sprememb v svetu jadranja je seveda menjava jader, po katerih se šport tudi imenuje, s krili. Čeprav ideja in tudi realizacija le-te niti slučajno ni nova, pa definitivno danes doživlja pravi razcvet. Krila imajo seveda številne prednosti, vendar obstaja razlog, zakaj se je pravi razcvet začel šele dobrih 25 let po njihovem pojavu. Kljub temu da imamo Slovenci malo morja, pa je povsem jasno, da smo prava pomorska država, če ne velesila, kar ne dokazujemo samo na morju, ampak tudi s številnimi svetovno uspešnimi navtičnimi projekti, katerih je bilo predvsem v času krize kar nekaj. Tako sta se dve priznani in uveljavljeni slovenski podjetji Intervela (onesails) in Issa (seascape) lotili tudi vse bolj popularnega krila, seveda s svojimi idejami in inovacijami, ter tako Slovenijo zopet postavili na svetovni navtični zemljevid.
Zgodovina krila
Krilo je svojo širšo prepoznavnost doživelo leta 2010, ko se je ekipa BMW Oracle, kot izzivalec 33. Pokala Amerike pojavila s trimaranom, ki je imel namesto konvencionalnih jader, ogromno krilo. Od takrat se je v jadralskih krogih zopet govorilo samo še o krilu. Vendar pa niti slučajno ni šlo za revolucionarno novost. Čeprav nenavadno za privatne potovalne jadrnice, pa je bilo krilo že dolgo dobro znano lovcem na hitrostne rekorde. Prvič ga je s svojimi idejami podrobno predstavil Bernard Smith leta 1963 v svoji knjigi ‘The 40-knot sailboat’. Seveda so začeli hitrostni entuziasti v svojih garažah in dvoriščih po celem svetu te ideje spreminjati v realnost. No, vsaj poskušali so. Od teh skromnih začetkov pa je interes po hitrosti in netradicionalnih jadrnicah in jadrih močno rasel. Vse dokler ni pritegnil pozornosti ene od ekip, ki so se potegovale za Pokal Amerike. To ni bila katera koli ekipa, ampak ekipa Sail America, na čelu katere je bil legendarni Dennis Conner. Naključje je hotelo, da Connerju ni preostalo nič drugega, kot da brani Pokal z nečim radikalnim in revolucionarnim, saj so se izzivalci iz Nove Zelandije Pokala udeležili s svojim ‘Big Boatom’, 36-metrsko (27 metrov na vodni liniji) pošastjo, ki je tedaj veljala za najhitrejšega enotrupca. Conner je v 10 mesecih, kolikor jih je imel na voljo s svojo ekipo, ki so jo sestavljali Nasini inženirji, skupaj z najboljšimi inženirji na področju letalstva, izdelal 18-metrski katamaran s krilom. ‘Stars and Stripes’ je bil vzrok, da je bil Pokal Amerika leta 1988 najbolj kontroverzen do tedaj. Podobno kot leta 2010 se je tudi takrat regata odločala ne samo na morju, ampak tudi na kopnem. Izrečenih je bilo veliko grdih besed, preteklo je veliko vroče krvi, vmešani so bili odvetniki in sodišča, vse skupaj pa ni bilo niti približno vredno imena šport. Jadralsko krilo očitno kar kliče po pozornosti, saj se je, kot rečeno, zgodovina ponovila leta 2010, kjer se je zaradi krila ponovno dvigalo veliko prahu, novinarji in odvetniki pa so imeli zagotovljenega veliko dela. Stars and Stripes je tistega leta ubranil Pokal Amerike in potrdil ogromen potencial jadrnic, ki namesto jader uporabljajo krilo. Pet let kasneje je jadrnica Yellow Pages potrdila, da je krilo res prava formula za preseganje čarobne meje 40 vozlov. Na 500 metrih je dosegla povprečno hitrost 46,52 vozla in tako postala najhitrejše plovilo na jadra, krilo pa utrdilo svojo premoč pri hitrostnih rekordih. Danes pri hitrostnih rekordih kraljuje Vestas SailRocket2, ki je prvi prebil mejo 50 vozlov, zaenkrat pa se njegova hitrost ustavi pri rekordnih 68 vozlih in nekaj decimalk. Številni inženirji, dizajnerji, pa tudi domači mojstri se ukvarjajo z razvojem kril, saj so prepoznali njegov velik potencial, vendar pa še nikomur ni uspelo narediti krila, ki bi bilo uporabno tudi v bolj komercialnih projektih. Morda bi bilo bolje reči, da še nikomur kljub njegovi učinkovitosti ni uspelo prepričati trga za serijsko vgradnjo krila na jadrnice. Kar pa ne pomeni, da se to ne bo zgodilo, gre le za vprašanje časa. Tekma se nadaljuje, v njej pa je iz dneva v dan vse večje število udeležencev.
Wingscape
V to tekmo so se podala tudi slovenska podjetja. Podjetji Intervela in ISSA, ki sta zelo uspešni na svojih področjih, sta združili moči z izraelskim Ori Wing Sail System. Intervela je z blagovno znamko Onesails ena vodilnih na področju izdelave jader, podjetje ISSA pa je na navtičnem trgu dosegla potrditev in prepoznavnost z izdelavo jadrnic seascape. V sodelovanju z Ori Wing Sail System želijo ponuditi serijsko krilo. Ori in Onesails že nekaj časa sodelujeta pri razvoju krila za večje jadrnice, odkar se je pridružil še seascape, pa razvijajo krilo, ki ga bodo serijsko ponujali na jadrnicah seascape, tako imenovanih wingscape-ih. Seveda bo tehnologija razvita tako, da bo možno krila z manjšimi spremembami vgraditi tudi na ostale serijske in one-off jadrnice. Glede na izkušnje, ki jih imajo pri omenjenih podjetjih pa se seveda v boj ne podajajo brez lastnih idej in inovacij. Tako jadrnice, namenjene za tekmovanje v Pokalu Amerike, kot tudi ostale, namenjene postavljanju različnih hitrostnih rekordov, so opremljene s trdimi krili, (o njihovih prednostih in slabostih v nadaljevanju). Slovenci ciljajo pri omenjenem projektu na širše tržišče, predvsem na trg serijskih jadrnic, zato bo razvoj usmerjen v t. i. mehko krilo, ki nudi številne prednosti v primerjavi s trdim krilom (seveda tudi nekatere kompromise) in je tako veliko bolj primerno za vgradnjo na serijske jadrnice oziroma za jadrnice, namenjene dopustniškemu jadranju. Pravzaprav so ta jadra odlična tako za ‘cruiserje’ kot tudi ‘cruiser-racerje’. Mehko krilo je narejeno iz materialov, ki se uporabljajo za izdelavo jader in ne iz kompozitov kot trda krila, zato bo največja prednost takšnega krila predvsem enostavno rokovanje med samim jadranjem in tudi po končanem jadranju. V močnem vetru bo krilo moč krajšati in ga po jadranju preprosto spustiti in pospraviti v lazy bag, kot smo to že vajeni pri običajnih jadrih. Prav to pa je zaenkrat edinstveno, saj doslej še nikomur ni uspelo ponuditi krila, ki ga je moč popolnoma spustiti ali krajšati. Krilo ima tudi druge prednosti:
-enake performanse z 20 % manjšo površino,
-preprost sistem za uporabo, primeren za shorthanded ali celo singlehanded jadranje,
-čista paluba, saj za uporabo krila ne potrebujemo vitlov, jambor pa je samostoječ, kar pomeni, da ni snasti,
-krilo naj bi pri jadranju v veter dosegalo boljši kot in manjši nagib,
-v jadranju z vetrom naj bi bila barka bolj stabilna in lažje vodljiva.
Zakaj krilo
Vse od iznajdbe letal opažamo podobnosti med delovanjem jader in letalskega krila. Letalo uporablja vzgon za dvigovanje oziroma letenje. Osnovni profil letalskega krila je asimetričen, zaradi česar mora zračni tok na zgornji, daljši strani krila, narediti daljšo pot kot zrak, ki teče po spodnji strani. Da bi pot opravila istočasno, mora biti hitrost zraka na zgornji strani večja kot na spodnji, posledica pa je razlika v tlaku oziroma vzgon. Po enakem principu delujejo tudi jadra. Številne raziskave so pokazale, da bi lahko krilo na jadrnici delovalo veliko bolje kot jadra in tako so se nekateri konstruktorji po svetu začeli spraševati, zakaj še vedno jadramo z jadri in težko ter motečo snastjo. Zakaj ne uporabljamo namesto jader kril, za katera danes dobro vemo, da imajo veliko boljši koeficient med vzgonom in uporom ter tudi boljši kot v veter? Odgovor je dokaj preprost, zaradi tehnologije. Problem ni v teoriji, saj je ta na strani krila, ampak predvsem v tem, kako narediti učinkovito krilo, ki bo preprosto za uporabo, zanesljivo, lahko, poceni in primerno za jadranje v različnih vremenskih pogojih. Vse to so cilji, ki so si jih zastavili, ko so se odločili poiskati tehnične rešitve pri razvoju krila za široko uporabo. Razvoj in inovacije pa pomenijo neprestano sprejemanje kompromisov ter seveda različne pristope k problemu.
Trdo krilo
Prva rešitev je seveda trdo krilo, kakršne uporabljajo na katamaranih za Pokal Amerike, odlični pa so tudi pri postavljanju hitrostnih rekordov. Takšno krilo je najbolj podobno letalskemu krilu in je gledano z vidika aerodinamike izjemno učinkovito, hkrati pa nudi odlične performanse pri relativno majhni površini. Njegovi glavni pomanjkljivosti, zaradi katerih ni primerno za širšo uporabo, sta cena in dejstvo, da trdega krila ni mogoče krajšati niti povsem spustiti oziroma zložiti, kar bi nam povzročalo težave v marini in na sidru, kljub temu da je krilo narejeno tako, da se samo postavi v veter, zaradi njegove aerodinamičnosti pa naj bi bil upor manjši kot pri klasični snasti brez jader.
Mehko krilo
Druga rešitev je mehko krilo, narejeno iz materialov, ki se uporabljajo za običajna jadra. Njegova prednost je preprosta uporaba, možnost krajšanja in enostavne popolne odstranitve v lazy bag, prav tako kot pri navadnem jadru. S tem preprosto rešimo probleme na sidru in v marini. Edina večja pomanjkljivost v primerjavi s trdimi krili je, da so aerodinamično manj učinkovita in zato potrebujejo večjo površino, kar pa lahko izkoristimo pri jadranju z vetrom. Razvoj slovenskih inženirjev je usmerjen v mehko krilo, ki bo vpeto na samostoječ, rotirajoč karbonski jambor. Ta gre skozi palubo in je postavljen na istem mestu kot običajni jambor. Na dnu jambora je konveksno ležišče, peta jambora pa je zaključena s kroglo, ki skupaj z ležajem na palubi omogoča vrtenje. Jambor se mora vrteti, saj se lahko le tako izkoristi polni potencial krila, ki se obrača v veter. Krilo je sestavljeno iz treh delov in ima polne letve (full batten), s katerimi je tudi pritrjeno na drsnike na jamboru. Prvi del krila oziroma vodilni rob je v obliki črke U in stoji pred jamborom, druga dela sta pritrjena na prvega in sta za jamborom. Vodilni rob predstavlja približno 25-30 % celotnega krila in je pomemben za sam trim krila. Kot (camber) med vodilnim robom in glavnim delom krila dobimo s spreminjanjem kota med jamborom in deblom.
Jadra proti krilu
Pri jadranju v veter deluje jadro prav tako kot letalsko krilo zaradi razlike pritiska med privetrno in zavetrno stranjo. Večja kot je ta razlika, večja je aerodinamična sila, ki na jadro deluje in večji je vzgon, najpomembnejša sila pri jadranju v veter. Da bi ohranili to razliko med pritiskoma in posledično vzgon, moramo poskrbeti, da je hitrost pretoka zraka na različnih straneh jadra različna. Zaradi daljše poti na zavetrni strani zrak tam pospeši, kar po Bernoulliju privede do padca pritiska na tej strani. Na privetrni strani, kjer je hitrost manjša, pa se pritisk poveča. Razlika v tlaku proizvede vzgon. Če jadro postavimo preveč v veter, jadro začne tresti in laminarni tok se prekine, medtem ko se to pri krilu zgodi veliko kasneje oziroma pri veliko manjšem kotu, zaradi česar lahko s krilom jadramo višje. S povečevanjem kota med vetrom in jadrom se povečuje tudi vzgon, a le do določene točke, potem pa se bo zrak odcepil od jadra in moč vzgona se bo zmanjšala. Zaradi svojih karakteristik in vrtljivega jambora se laminarni tok ob krilu obdrži veliko dlje, tudi v šibkem vetru.
Razvoj Wingscape-a
Kot rečeno, smo Slovenci zelo inovativni in z različnimi projekti tudi uspešni na področju navtike. Projekt krila je z vsemi zgoraj opisanimi novostmi zasnovan zelo ambiciozno. Zelo zanimiv in inovativen je tudi sam pristop k razvoju. Po navadi testiranja potekajo daleč od oči javnosti in konkurence, rezultati pa se v javnosti pojavijo šele, ko je izdelek končan in patentiran. Pri ekipi Wingscape-a pa so se odločili da se, kljub temu da je razvoj še v zgodnji stopnji, udeležijo vseh Seascape regat v sklopu Monocupa in tako omogočijo širši javnosti, da neposredno spremlja razvoj in napredek od regate do regate, hkrati pa regate tudi sami izkoristijo za izboljševanje koncepta ter učenje. Potrebno je poudariti, da na teh regatah ne predstavljajo izdelka, ampak zaenkrat le koncept. Regate bodo izkoriščali za različna testiranja in spoznavanje delovanja krila. Upoštevati je treba, da je na svetu le malo tistih, ki so imeli priložnost jadrati s krilom in da se je potrebno še veliko naučiti o samem delovanju krila in njegovemu trimu. Prve Monocup regate, ki je potekala prvi aprilski vikend v Portorožu, se je udeležil en Wingscape. Medtem ko boste brali te vrstice, bo za krilom še nekajdnevno testiranje in regata na italijanskem jezeru Garda, kjer upajo, da bodo naredili korak naprej v razvoju in približevanju začrtanim ciljem. Če ne na Gardi, pa pričakujejo kmalu po njej še eno barko. Dve barki in z ekipama pa bosta že omogočili resnejša testiranja in hitrejši napredek.
Obetavno
Tako kot so različna jadra za različne jadralce in namene, lahko projektiramo tudi različne vrste kril glede na želje in potrebe. Namen je razviti krilo ter celoten sistem, ki bo kompatibilen s kar največ različnimi jadrnicami, zato gre za nekakšen kompromis. Pričakovanja, da mora jadrnica s krilom dosegati veliko večjo hitrost in veliko boljši kot v veter, so zato neupravičena. Seveda naj bi se ti parametri s časom izboljšali, vendar pa zadeve ne gre primerjati s Pokalom Amerike ali kakšnim podobnim projektom. Za kaj takšnega je potrebno vse kaj več kot samo dovršeno krilo. Kot rečeno, bodo ta krila z manjšimi modifikacijami palube primerna za vsako jadrnico in bodo zelo preprosta za uporabo, za doseganje optimalnih hitrosti ter kotov, pa bi bilo potrebno posebej dizajnirati tudi trup, kobilico in še kaj. Vsekakor je projekt zanimiv in obetaven, za kaj več pa boste morali spremljati dogajanje na omenjenih regatah in seveda na straneh Navtike plus.
