الحفاظ على الارتفاع - جوريت
الإقلاع… القراد. رحلة متقطعة ... ضع علامة. تحليق ثابت فوق الأمواج والمحيطات ... الأحمال خارج النطاق تقريبًا. لكن بمساعدة بعض الهندسة المركبة الرائعة يحدث هذا
منذ الصور الأولى لالتقاط الأنفاس لشارال جيريمي بيو أثناء الطيران ، هناك الآن الكثير من الأدلة على أن هذا العرض المذهل لم يكن قطعة واحدة للحفلات. بالنسبة للكثيرين في أسطول إيموكا 60 ، فإن الطيران في الخارج بوزن سبعة أطنان يبلغ 60 قدمًا يسافر بسرعة تزيد عن 20 كيلو مترًا في الأمواج بينما تكون متوازنة على رقاقة عملاقة إلى الريح وزعنفة للطقس هي القاعدة الجديدة الآن. ليس من المفاجئ إذن أن الخبراء المركبين
أمضى Gurit بالفعل أكثر من 6,000 ساعة في مختلف مشاريع Imoca 60 التي شاركوا فيها منذ آخر Vendée Globe. نادرًا ما كانت هندسة الهيكل الذي يمكنه التعامل مع مثل هذا الأداء المتطرف مهمة جدًا. تعمل Gurit Composite Engineering عن كثب مع Imoca 60s لأكثر من 20 عامًا. منذ شركة Kingfisher الشهيرة لإلين ماك آرثر ، والتي تم تصميمها بالتعاون مع Humphreys Yacht Design و Owen / Clarke ، اكتسبت الشركة خبرة كبيرة في هذا المجال والتي ساهمت في سبعة من القوارب الثمانية الجديدة في أسطول Vendée Globe هذا العام باستخدام مواد Gurit ، بينما قامت 12 حملة بإشراك مهندسي Gurit في جوانب هندسية. من الزوارق الجديدة في الأسطول ، شارال ، هوغو بوس و دي إم جي موري تحمل توقيع Gurit Structural Engineering بالتعاون مع تصميم اليخوت VPLP.
كما زاد مقدار الوقت الذي يقضيه في المشاريع الفردية.
يقول باولو مانجانيلي ، كبير مهندسي شركة Gurit: "عند مقارنتها بالدورة السابقة ، فإن الوقت الذي نقضيه في هذا التكرار لمشاريع Vendée قد ارتفع بنسبة 50 في المائة على الأقل". "نظرًا لأن الفرق تركز أكثر على إيجاد ميزة أداء ، فإننا نقضي المزيد من الوقت في المراحل الأولية من المشروع حيث نعمل على مفاهيم وخيارات تصميم مختلفة لتمكين مكاسب الأداء هذه."
على مدى السنوات العشرين الماضية ، زاد متوسط السرعات حول العالم بحوالي 20 في المائة ، مع زيادة السرعات القصوى بحوالي 30 في المائة ، في حين أصبحت الهياكل أخف. ومع استمرار الدفع نحو الأداء ، فإن المحصول الحالي قادر على أداء عمل متوازن لا مثيل له ، ويتحدى قوانين الفيزياء ويتحدى التفكير التقليدي لما يشبه الإبحار بقارب سباق.
أمثلة مماثلة نادرة في أماكن أخرى ، باستثناء كأس أمريكا التي قادت عملية الإحباط وشهدت قفزات هائلة في الأداء خلال فترة زمنية قصيرة. إذن ، إلى أي مدى أثرت الكأس أو أطلعت على المظهر الجديد لإيموكا 60s؟
يقول مانجانيلي: "لقد ساعدت الكأس بالتأكيد في تطوير أدوات وعمليات تصميم للتنبؤ بسلوك القارب وبالتالي محاكاة الأحمال". لقد كانت هذه مساهمة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تم أيضًا تحسين القدرة على التنبؤ بموقف الطيران للقوارب بفضل العمل الذي تم تنفيذه في الكأس.
لكن في حين أن هناك أوجه تشابه وروابط بين المنطقتين ، تعود قوارب الكأس إلى الرصيف كل يوم ولديها قوارب مطاردة في مكان قريب. قد لا تعود Imoca 60 مرة أخرى لمدة شهر أو أكثر ، لذلك نواجه مجموعة مختلفة تمامًا من التحديات عندما يتعلق الأمر بالطريقة التي تعمل بها هذه القوارب في بيئتها الطبيعية.
بالنسبة إلى Imoca 60s ، يعد رفع القارب من الماء شيئًا واحدًا ، لكن التأثيرات غير المباشرة على التصميم والهندسة والبناء قد شهدت تغييرات كبيرة في أماكن أخرى تتطلب تعاونًا أوثق بين المصممين والبنائين وموردي المواد أكثر من أي وقت مضى.
يشرح مانجانيلي قائلاً: "لقد أدى إدخال الرقائق إلى تغيير ظروف التحميل حيث تعمل الرقائق المواجهة للريح مع زعنفة عارضة الارتداد لرفع القارب بسرعة". لذلك لا نحتاج فقط إلى التعامل مع الهيكل الداعم للرقائق نفسها ولكن علينا الآن التفكير في الأحمال الإضافية التي يتم وضعها في هيكل القارب.
"الهيكل حول الرقاقة معقد للغاية وبعض أحمال التصميم لها نفس الحجم مثل تلك الموجودة في العارضة. لذا فقد أضفنا في الواقع لحظة تقويمية إضافية لإنتاج الملحق الذي يضع لحظة إضافية كبيرة في القارب. والنتيجة هي أنك حصلت على عنصر هيكلي رئيسي ثان للتعامل معه على نطاق مشابه لعنصر العارضة ومع ذلك فنحن لا نضاعف وزن هيكل دعم العارضة في هذه القوارب. بدلاً من ذلك ، نقوم بدمج هيكل دعم الرقائق في هيكل دعم العارضة بحيث تخدم بعض العناصر غرضًا مزدوجًا لتجنب إضافة المزيد من الكتلة إلى القوارب.
لقد تطور الهيكل في مكان آخر من القارب أيضًا نظرًا لوجود العديد من التحديات الإضافية التي يجب التعامل معها. على سبيل المثال ، في حالة اصطدام الرقائق بشيء ما ، نحتاج إلى التأكد من عدم تمزق القارب. ال Hugo Boss يعد الاصطدام في ترانسات جاك فابر العام الماضي مثالًا جيدًا على تعرض القارب لأضرار جسيمة ولكنه عاد إلى الشاطئ.
لتحقيق ذلك ، نستفيد من الخبرة التي اكتسبناها من خلال عدد من تصميمات هيكل دعم الرقائق للمشاريع التي تشمل Maxis و Imoca 60s وقوارب Volvo Ocean Race وغيرها. لذلك ، إنه تحدٍ معقد في التصميم ، لكنه ليس تحديًا غير مألوف.
لكن هذه ليست نهاية المشكلة. مثلما سيؤثر تغيير توصيل الطاقة في السيارة على مناطق أخرى مختلفة من علبة التروس والمكابح والشاسيه وما إلى ذلك ، فإن تغيير مسارات التحميل وظروف التحميل سيؤثر على كل مكون تقريبًا على متن القارب.
"مع هذا الجيل الأخير ، مزيج من خزانات الصابورة ، والعارضة المرتفعة وتعديل أشعل النار على الرقائق ، هناك الكثير لتعديله وتعلمه وضبطه والعديد من المعلمات ؛ إنه تطور مستمر وسريع الخطى. إذا كنت تفكر في تقدم أداء شارال منذ إطلاقها حتى الآن ، كان التحسين استثنائيًا جدًا كما كان بالنسبة للآخرين في الأسطول. كان هناك بالفعل بعض الاختلاف بين الأداء الذي كان متوقعًا للقارب في مرحلة التصميم ، مقابل ما قدمته بالفعل عندما ذهبت للإبحار. ثم كانت هناك خطوة أخرى إلى الأمام بين ما كانت تفعله منذ عام ونصف وما تستطيع فعله الآن. خلاصة القول هي أن وتيرة التغيير كانت سريعة بشكل لا يصدق ومنحنى التعلم حاد. لذا فإن التحدي الذي يواجهنا هو البقاء في صدارة هذا المنحنى. العمل عن كثب مع الفرق هو ما يجعل هذا ممكنًا.
مع زيادة الأداء ، يعد الصدام مجالًا مهمًا آخر ، وبينما أصبحت Corecell هي المادة المفضلة للجوهر في الجانب السفلي من الهيكل ، فقد تمكنا من تحسين استخدامها بفضل الفهم المحسن لسلوكها الديناميكي. في السنوات الأخيرة ، اكتسبنا معلومات قيمة للغاية عن خصائص Corecell بمعدلات إجهاد عالية من خلال الاختبارات المكثفة التي أجراها مكتبنا في نيوزيلندا بالتعاون مع جامعة أوكلاند. لقد تسرب بعض هذه المعرفة إلى تصميماتنا. يعد التعاون الوثيق مع الفرق أمرًا أساسيًا لزيادة تحسين فهمنا لتكوينات التحميل الجديدة التي تتعرض لها هذه القوارب. "
في التعامل مع العديد من أفضل اللاعبين في العالم بما في ذلك شركات مثل CDK Technologies و Carrington Boats ، التي أنتجت العديد من أكثر الآلات البحرية تطرفاً ، إلى جانب الشركات الأصغر سناً مثل Black Pepper Yachts ، التي قامت ببناء شركة Armel Tripon ذات المظهر الجذري L'Occitane en بروفانس ، مدير المبيعات الفني لشركة Gurit ، يانيك لو مورفان ، يرى هذا الأمر مباشرة.
يقول: "التعاون هو المفتاح لدفع هذه المشاريع إلى الأمام". تعني التفاصيل التي تُبنى بها التصاميم الحديثة أن التمرين بأكمله هو تعاون وليس العلاقة السابقة حيث قد يكون الشركاء قد قاموا ببساطة بتزويد المواد و / أو البيانات. وخير مثال على كيفية عمل ذلك في الممارسة هو بناء صفح والطريقة الدقيقة التي يتم بها وضع الألياف.
بالنسبة لمنطقة معينة ، نقوم الآن بدمج طبقات أكثر نحافة ومرتبة بدقة أكبر لتحقيق أفضل الخصائص الهيكلية. حيث استخدمنا في الماضي 300 جم / م2 الألياف عند 0 درجة و 90 درجة ، الآن نسبة كبيرة من الرقائق مصنوعة من طبقات 150 جرام موضوعة في اتجاهات متعددة. هذا يعني أنه يجب أن تكون عملية السكون أكثر دقة والتي بدورها تستغرق وقتًا أطول وفي بعض الحالات تتطلب نهجًا مختلفًا قليلاً. إن عملية إزالة الانتفاخ أكثر تعقيدًا أيضًا حيث يتعين عليك إخراج الهواء من كل طبقة.
إن الطبيعة الأكثر دقة للرقائق لها تأثير أيضًا على دورات العلاج التي غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا وحيث تحتاج إلى فهم المزيد حول علم المواد لإنشاء أفضل هيكل.
"مع وضع هذه العوامل وغيرها في الاعتبار ، كان من الرائع العمل مع تقنيات CDK لأن هذا النوع من الشراكة هو الذي يساعد في دفع هذه المشاريع إلى الأمام."
لم يكن لدى كل فريق في دورة Vendée Globe الحالية رفاهية بدء مشاريعهم من لوحة بيضاء. لفرق مثل إيزابيل يوشكي ماكسف وبوريس هيرمان مستكشف البحار (كلاهما يستفيد من التعاون بين Gurit Structural Engineering و VPLP) ، فإن ترقية تصميم الجيل السابق لقبول التفكير الحديث يتطلب نهجًا مختلفًا بمهارة في الأماكن. لم يتم تصميم هذه القوارب في الأصل مع وضع المستوى الحالي للإحباط في الاعتبار ، مما يجعل من الصعب تضمين بنية كافية لاستيعاب الأحمال الجديدة من الرقائق دون زيادة الوزن الكلي.
يقول مانجانيلي: "في هذه الحالات ، بالإضافة إلى توفير بنية دعم كافية للرقائق ، تحتاج أيضًا إلى التأكد من أنك لن تكسر الهيكل الحالي في أي مكان آخر في القارب". تحتاج إلى العمل حول تخطيط لم يتم تحسينه بالفعل لحجم وموضع الرقائق هذا في المقام الأول وتحتاج أيضًا إلى مراعاة الأحمال المتزايدة التي يتم نقلها في مكان آخر. بالإضافة إلى ذلك ، مع تحرك القوارب بشكل أسرع ، فإنها ستضرب بقوة أكبر ، وانتهى الأمر بالعديد من قوارب الجيل السابق إلى تعزيز قذائف بدنها نتيجة لتركيب رقائق جديدة.
انقر هنا للحصول على مزيد من المعلومات حول Gurit »
تم نشر هذه المقالة في الأصل في مجلة Seahorse Magazine وتم نسخها بإذن منهم. للتحقق من أرشيفهم الخاص بالمقالات المجانية ، يرجى زيارة https://seahorsemagazine.com/archive/2020-archives
للاشتراك في Seahorse بسعر مخفض ، يرجى النقر هنا: http://bit.ly/SHMIN20
