Formuła 1 wśród jachtów. Polska jednostka rozpędzi się do 130 km/h!

Biuro projektowe Sunreef postanowiło stworzyć system podnoszonych płatów nośnych (eng. hydrofoils), który pozwoli na zmaksymalizowanie prędkości na wodzie i tym samym sprawi, że jednostki będą dosłownie unosić się nad jej taflą z prędkością nawet do 7. węzłów.

Celem zastosowania płatów w katamaranach jest zminimalizowanie oporu falowego, który bezpośrednio przekłada się na prędkość. Dzięki tym mechanizmom jednostka porusza się nad wodą, a opór jaki napotyka staje się znacząco mniejszy. W rezultacie prowadzi do znaczącego zwiększenia prędkości. Dodatkowo, doskonała stabilność, jaką posiadają katamarany (dzięki dwóm niezależnym kadłubom) powoduje, iż jednostka jest odpowiednio zbalansowana bez konieczności zastosowania skomplikowanych systemów stabilizacji. To sprawia, iż sterujący łodzią oraz pasażerowie odczuwają komfort i bezpieczeństwo nawet przy znacznej prędkości (taka zależność nie jest możliwa w przypadku klasycznych jednokadłubowców).

Pierwszym modelem, w którym zostaną zamontowane płaty nośne będzie 4. stopowy otwarty katamaran motorowy Sunreef 40H.

Więcej o systemie opowiada autor projektu - Inżynier Grzegorz Władziński z biura konstrukcyjnego Sunreef Yachts.

Grzegorz Władziński: Pierwsze wodoloty powstawały już na przełomie XIX i XX wieku czyli mniej więcej w tym samym czasie co samoloty. Już w 186. roku Thomas Moy testował skrzydła samolotu w wodzie, uznając, że będzie to dokładniejsze niż w powietrzu. Przypadkiem więc został wynalazcą płatów nośnych. Jednak kilkadziesiąt lat później to bracia Meacham pomiędzy latami 1895 a 1916 jako pierwsi zaprojektowali i przetestowali prawdziwe płaty nośne. Mimo eksperymentów innych badaczy w Europie i Ameryce, to oni stworzyli latającą maszynę, którą współcześnie określilibyśmy mianem wodolotu. Szczyt popularności tych jednostek przypadł na drugą połowę XX wieku, kiedy to powstawały one z zastosowaniem komercyjnym i wojskowym przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Szwajcarii i Rosji. W latach 80-tych zweryfikowano jednak koszty serwisowania i okazało się, że są bardzo wysokie. Nastąpiła stagnacja w produkcji, jednak nie na długo. Rozwój technologii umożliwił dalsze postępy i progres w pracach na większą
skalę. Powiedziałbym więc, że wodoloty przechodzą obecnie swój renesans i stają się coraz bardziej atrakcyjne na rynku.

Grzegorz Władziński: Wodolot to jednostka pływająca podtrzymywana przez płaty nośne zamontowane pod kadłubem. Wyglądają jak skrzydła, działając w sposób analogiczny do tych zamontowanych w samolocie. Na początku łódź wyposażona w system porusza się standardowo, lecz wraz ze zwiększeniem prędkości wzrasta siła nośna działająca na płaty, co powoduje wyniesienie kadłuba ponad linię wody. Woda szybciej przepływa nad górną częścią płata, gdzie ciśnienie jest mniejsze, a różnica ciśnień między dolną, a górną częścią płata powoduje pojawienie się siły nośnej. Ponadto przy dużej prędkości cały kadłub znajduje się ponad powierzchnią, natrafiając na znacznie mniejszy opór ze strony rzadszego niż woda powietrza. Zadaniem systemu jest uzyskanie maksymalnej siły nośnej przy minimalnej wartości siły oporu oraz zminimalizowanie oporu falowego. Statek porusza się więc szybciej wykorzystując do tego mniejszą moc napędu. Bardzo ważnym czynnikiem jest stabilność jednostki zarówno w kierunku wzdłużnym jak i poprzecznym w
momencie, gdy porusza się ona nad powierzchnią wody. Charakterystyka geometryczna dwukadłubowców zapewnia dużo lepszą stabilność poprzeczną niż u jednokadłubowców, więc zastosowanie płatów nośnych na katamaranach daje szeroki wachlarz korzyści, a pasażerowie znacznie bardziej komfortowo czują się na pokładzie podczas podróży.

Grzegorz Władziński: Podczas Cannes Yachting Festival 201. Sunreef Yachts odkryło koncept pierwszego na świecie systemu płatów nośnych dla luksusowych katamaranów. Pracowałeś nad tym projektem długi czas, czy uważasz, że zrewolucjonizuje on rynek jednostek motorowych? I jaka przyszłość czeka wodoloty? Tak jak wspomniałem, wodoloty odrodziły się w pewnym sensie na nowo. Dowodem na to jest choćby wielka fascynacja nimi podczas America's Cup - w przyszłym roku ponownie odbędą się regaty wodolotów. Widok jednostek lecących nad wodą jest na tyle efektowny, że zdecydowano, że warto kolejny raz obejrzeć tak widowiskową rywalizację. Jestem więc przekonany, że i nasz koncept jest dużym wydarzeniem w branży. To pionierski projekt bardzo luksusowego katamaranu wzbogaconego o wspomniany system. Obecnie pracujemy nad jego realizacją. Oprócz rekreacyjnych łodzi luksusowych widzę także przyszłość wodolotów jako szybkich i komfortowych promów pasażerskich, łodzi patrolowych i ratunkowych oraz jednostek specjalnego
przeznaczenia.

Grzegorz Władziński: Właściciele katamaranów Sunreef to osoby, które lubią nasz „szyty na miarę”. design, ale i nowinki branżowe, dlatego staramy się wyprzedzać ich pomysły. System chowanych płatów nośnych jest kolejnym innowacyjnym rozwiązaniem, które ma zwiększyć atrakcyjność naszych jachtów i zdecydowanie wyróżnić je spośród istniejących na rynku ofert. Zaznaczyć jednak trzeba, że prowadzenie wodolotu wymaga od skippera większego doświadczenia i aby mógł on bezpiecznie prowadzić jednostkę musi nabyć odpowiednie umiejętności.

Grzegorz Władziński: Nasz kadłub jest dostosowany do zamontowania systemu chowanych płatów nośnych. Posiada odpowiednie parametry geometryczne czyli m.in. specjalnie zaprojektowaną linię dna i kształt wrężnic oraz parametry hydrodynamiczne, które mają bardzo duży wpływ na ogólną sprawność wodolotu. W celu zmniejszenia stopnia skomplikowania układu i poprawienia stabilności jednostki zastosowaliśmy płaty nośne w układzie „V”. (free surface-piercing foil system). Układy te nie wymagają użycia szeregu skomplikowanych systemów kontroli stabilności. Dodam, że w naszym projekcie płaty są chowane w specjalnie wyprofilowane „kieszenie” w kadłubie co jest bardziej korzystne dla walorów estetycznych luksusowego produktu oraz właściwości hydrodynamicznych kiedy jacht porusza się w trybie wypornościowym, a nie jako wodolot. Co do samych płatów to myślimy o zastosowaniu zarówno stali nierdzewnej o podwyższonej wytrzymałości oraz kompozytów. Opatentowaliśmy odpowiedni model kadłuba wraz z układem płatów nośnych, który
jako całość stanowi innowacyjne rozwiązanie, nie mogę więc zdradzać więcej technicznych szczegółów.

Grzegorz Władziński: Rozpoczęliśmy pracę nad 40-stopowym luksusowym katamaranem. Jest to nasz pierwszy model tego typu, więc koncentrujemy się głównie nad jego udoskonalaniem, ale mogę powiedzieć, że już powoli myślimy o jachcie 60. i 80-stopowym.

Grzegorz Władziński: Wodoloty to zdecydowanie skomplikowane technicznie pojazdy –. podobnie jak samoloty, ale kluczem do zwiększenia żywotności wodolotu jest właściwa kultura użytkowania tj. unikanie przeciążania jednostki, utrzymanie płatów i systemów hydraulicznych w należytej kondycji oraz odpowiednie wyszkolenie załogi. Po jakimś czasie, układ się rzecz jasna zużywa i wtedy należy go wymienić.

Grzegorz Władziński: Na etapie konstrukcyjnym zakładamy, że jednostka osiągnie prędkość nawet 7. węzłów. Już w pierwszych fazach projektowych kadłub i układ płatów nośnych były optymalizowane do osiągnięcia właśnie takiego efektu. Przy takiej prędkości jednostka dosłownie będzie się unosić nad wodą. To będzie pierwszy krok ku rewolucji w świecie luksusowego jachtingu. Jeszcze w tym roku pokażemy prototyp.