StoryEditor

TEHNOLOGIJA PLOVIDBEJedrenje postaje leteći sport: tko se ne uspije popeti na hidrokrilo, završit će u muzeju. Naš stručni suradnik pojašnjava kako funkcionira foil

Piše Krešimir Đakulović
19. siječnja 2021. - 12:34
Božidar Vukičević/Cropix

U subotu smo objavili bogatu fotogaleriju i video treninga našeg olimpijca Luke Mratovića u splitskoj luci, a proteklog vikenda startalo je i ovogodišnje izdanje America's Cupa. Zajednički nazivnik ovim jedriličarskim vijestima jest - foil. Točnije, tehnologija koja je počela dominirati natjecateljskim jedrenjem. Naš stručni suradnik i prekaljeni jedriličar Krešimir Đakulović već je pisao o fenomenu "letenja" za Otvoreno more. Njegov tekst objavljen 2019. godine donosimo u integralnom obliku:


------------------------------------------

Voda je oko 784 puta veće gustoće od zraka na morskoj razini. Posljedično otpor vode naspram otpora zraka prilikom kretanja zahtijeva višestruku upotrebu energije za postizanje iste brzine. Ako se nalazimo blizu morske površine, najekonomičniji način putovanja u smislu najmanjeg utroška energije bilo bi kretanje sa što većim dijelom površine plovila zrakom i sa što je manjom mogućom površinom trupa kroz vodu, odnosno more.

Ovaj princip iz konceptualnih ideja u praksu prvi je uspješno uveo talijanski fizičar i cijenjeni izumitelj Enrico Forlanini, čije je eksperimentalno plovilo letjelo brzinom od 68 km/h površinom jezera Lago Maggiore već 1903. godine.

image
Venturijeva cijev

Kometi na Jadranu

Nakon jednoga stoljeća primijenjenog postojanja, hidrokrilo nije pokrenulo nikakvu posebnu revoluciju u plovidbi. Tijekom hladnoratovskih godina pojavilo se nekoliko zanimljivih vojnih plovila na obje strane željezne zavjese, ali danas su svi ti hidrokrilci izvan upotrebe. A nasljednika nemaju.

U putničkom prometu hidrokrilo globalno također nije ušlo u masovnu upotrebu, ali lokalno, osobito po nekim ruskim, ali i kanadskim jezerima ili azijskim arhipelazima, lokalni putnički promet oslanja na hidroglisere. Na našim prostorima tvrtka Atlas imala je u vlasništvu mnoštvo sovjetskih Kometa, poznata Krila Splita i Krila Jadrana bili su prvi hidrogliseri koji su stigli krajem šezdesetih.

Tijekom iduća dva desetljeća nabavljeno je još mnogo krila. Letjelo se čitavim Jadranom, a s njima se u osamdesetima moglo čak i u šoping iz Zadra u Anconu.

Ono malo putnika koji su upravo na toj transjadranskoj liniji doživjeli uvjete koji nisu bili pogodni za glisiranje na hidrokrilu, pa se navigacija pretvorila u višesatnu torturu valjanja po jugu, mogu dobro razumjeti zašto takvi brodovi nisu u potpunosti prevladali deplasmanske i glisirajuće načine plovidbe.

image
Božidar Vukičević/Cropix

Limit je 60 čvorova

Plovidba na hidrokrilu nosi mnoge probleme i ograničenja. To je pomalo žalosna činjenica, jer tko se sjeća naših krila, dobro zna da bi i danas takvo plovilo plijenilo pažnju svojim svemirskim izgledom i aurom primjene visoke tehnologije. Za turizam je to važno, zamislite samo koliko se dječje mašte rasplamsalo prije nekoliko desetljeća, koliko je samo uspomena tada zauvijek zapečaćeno u pamćenjima mnogih koji su se kasnije godinama vraćali...

Visoki troškovi održavanja, osjetljiva krila, veliki gaz, velika snaga pogonskih motora samo da bi se započelo glisiranje na hidrokrilu, velika opasnost od sudara s podvodnim objektima i posljedični nagli gubitak stabilnosti... samo su neki od mnogih problema koji prate hidroglisere.

Najveća brzina koju možemo očekivati od plovila uzgonjenih hidrokrilom je nešto manje od šezdesetak čvorova. Brže jednostavno ne ide. Naravno, može se ići brže od 60 čvorova kroz vodu; najpoznatiji primjer je ruski superkavitirajući torpedo VA-111 Shkval koji kavitaciju koristi upravo kao trik pomoću kojeg se postižu brzine veće i od 200 čvorova.

Opasna kavitacija

Ono što se ne može u vodi iznad 60 čvorova postići s hidrokrilom je uzgon, a da isti ne uzrokuje pojavu kavitacije. Pri ovim brzinama voda kao fluid počinje mijenjati agregatno stanje, pa tako s one strane hidrokrila na kojoj se nalazi podtlak dolazi do promjene iz tekućega stanja u plinovito. Svaki fluid, pa tako i voda, može biti u tekućem stanju samo pod određenim tlakom, ako nema tlaka ili je on vrlo mali, čestice slobodno lepršaju prostorom u svim smjerovima.

Pojava tih mjehurića vodene pare sama po sebi ne bi bila toliko štetna kada ti isti mjehurići prilikom svoga vraćanja u tekuće agregatno stanje ne bi implodirali (ulaze u sebe i nestaju), takvom silom i temperaturom koju ne mogu izdržati ni najotporniji materijali.

Uz fizičke štete na krilu, dolazi i do nekontroliranoga gubitka uzgona, pa osim čudnih zvukova, vibracija i rupica na krilu, po kojoj je pojava i dobila ime, može doći do naglog propadanja plovila baš pri najvećim brzinama. Posljedično možemo zaključiti da je praktični limit hidrokrila koji nameće priroda i zakoni fizike brzina pri kojoj se počinje stvarati kavitacija.

Za one koji žele znati više, spomenimo samo nakratko da je zapravo moguće i u uvjetima takozvane superkavitacije (dio krila u uvjetima podtlaka uopće nije u doticaju s vodom, već s parom) postići uzgon, ali napadni kut krila mora biti toliki da je posljedično sila koju je potrebno svladati tolika da je princip superkavitirajućeg hidrokrila neekonomičan naspram klasičnog koncepta.

image
America's Cup 2021. godine
AFP

Klasa Moth

Hidrokrilo je ipak početkom ovoga stoljeća počelo revolucionarno mijenjati jedan od najstarijih načina plovidbe – onaj na jedra. Počelo je ispod radara javnosti u eksperimentalnoj klasi Moth, što na engleskom doslovno znači moljac. Početkom stoljeća moljci započinju svoj stabilni i stalni let iznad površine mora. Danas najnormalnije čitava flota tijekom regate kurs prolazi u zraku, kako u virama, tako još i lakše u pojalabandama.

Eksplozija popularnosti u javnome mnijenju slijedi s 34-tim America's Cupom 2013. godine, kada su ispred Golden Gatea, nekadašnjega čeličnog tehnološkog čuda, novovjekovna karbonska katamaranska čuda počela stabilno letjeti brzinama većim od 40 čvorova pogonjena isključivo vjetrom.

Danas je revolucija tek u povojima, pa iako smo ekonomski i tehnološki ne baš napredna sredina, ipak što se jedrenja tiče imamo prirodne uvjete i natprirodne talente, ili talente s natprirodnom voljom. Kako bilo, skupo fojlanje već se pomalo, ali sigurno počelo pojavljivati i u siromašnoj Hrvatskoj.

Matin fojl centarbot

Moljcima se nećemo baviti ovaj put, iako su oni prvi počeli. Pažnja se nekako uvijek prije usmjerava na velike brodove, krstaše, pa ćemo tu nepravdu nastaviti i u ovome članku.

Krenimo od samoga jezika. Pretpostavimo da ste prije nekoliko godina na TV-u vidjeli America's Cup. Jedrenje, vama do tada iznimno statičan i nezanimljiv sport, odjednom izgleda poput Formule 1 na moru, nevjerojatno! Vođeni takvim novim interesom za ovaj do sada neviđeni način jedrenja, spontano ćete se prošetati uvalom Baluni, popiti kavu u jedriličarskom klubu i slušati priče.

Ako iščekujete čuti informacije o hidrokrilu, vjerojatno ćete ih propustiti, jer hidrokrilo se i kod nas danas zove po engleski, odnosno globalno – fojl. A jedrenje na hidrokrilu je fojlanje, kako su to jedriličari počeli nazivati.

Naš poznati jedriličar i brodograditelj Mate Arapov već nekoliko godina eksperimentira s listovima centarbota na svojoj 10 metara dugoj i od ugljičnih kompozita izgrađenoj jedrilici.

Od početnoga dinamičkog stabiliteta, koji je bio evidentan, preko lomljenja i ponovne izrade različitih modela lista, stiglo se do uzdizanja na centarbot koji je postao pravo hidrokrilo. Mate je na dan regate Mrduja, koja je odgođena zbog jake bure, izišao na more i, jedriličarska javnost je mogla to jasno primijetiti, fojlao!

image
Jedrilica Fatamorgana II s krilima je prvi put nastupila na 73. Viškoj regati
Božidar Vukičević/Cropix

Dokle se stiglo

O tome smo razgovarali s Elkom Mrduljašem Crnim, blago rečeno Matinim stručnim suradnikom. Elko se čitav život profesionalno bavi jarbolima i opremanjem jedrilica. U ovoj fazi razvoja ovog novog načina jedrenja, osoba njegova iskustva i znanja neizostavni je dio širega tima koji je zaslužan za ove odmake od vodene površine prema nebu.

– Sila u jedrima, sve, od škote preko vanga, do najzadnje kontrole koju imate, ama baš sve je kao kamen tvrdo u trenucima kada se približimo kritičnoj brzini. Dakle, prema trenutnom layoutu palubne opreme i omjerima snaga, trimanje je nužno i malo proročanska aktivnost. Dok se to još stigne, natrimaju se jedro i flok, onda ide jedan moment koji djeluje poput uspinjanja na sam vrh planine. Nakon nekoliko trenutaka, brod krene s naglim ubrzanjem, a pomoću rasporeda posade i preciznoga kormilarenja uspijevali smo postići poprilično konstantne dionice u stabilnosti hidroglisiranja i velikoj brzini. Tijekom samoga glisiranja teško je ili gotovo nemoguće trimati jedra.

Prostor za daljnji napredak je golem, ali veseli da smo na najjednostavniji način, samo na jednom fojlu, postigli cilj. Pokušat ćemo najjednostavnije rješenje, za sada čitav uzgon planiramo postići centarbotom, a timun ćemo nastojati držati čistim. To ne znači da smo naspram nekakvog manjeg krila na timunu koje bi stabiliziralo fojlanje još uvijek u fazi što više sporta, što i priliči ovakvoj kategoriji krstaša, pa ćemo pokušati kretanjem posade održavati konstantno glisiranje na fojlu.

Krilce na timunu

Naravno da bi krilce na timunu bilo lako rješenje – nastavlja Elko – ali stvari nisu tako jednostavne, mi želimo imati opasne performanse po svim uvjetima. A to znači da bonace i lahorići koji vladaju većim dijelom naših regatnih polja moraju biti ključni dio tih performansi. Hidrokrila, sve do brzina kada se može zaglisirati, rade samo štetu, čitav otpor ne služi ničemu, te je klasičan krstaš tada u velikoj prednosti.

Poanta je da pokušamo pokriti čitav spektar, od bonace pa do graničnih uvjeta, a da smo po svemu vrlo konkurentni. To znači i mnogo kompromisa na pravim mjestima, bilo na brodu ili na kursu tijekom regate. Hajdemo reći da nam je cilj biti s vodećom grupom dok dolazi maestral, a kad dođe onih uobičajenih 8-12 čvorova, tada ciljamo već na let.

Zanimljivo je i da spinakera na fojlu nema. Jedrilica ide toliko brzo da prividni vjetar stalno dolazi s prove. Vraćamo se i tu jednostavnosti – jedro i flok. Eventualno se može još uvijek razgovarati o nekakvom plitkom drifteru prilikom jedrenja po lakšem ili srednjem vjetru u krmu.

image
Elko Mrduljas Crni pored proreza za fojl na trupu jedrilice Fatamorgana II
Božidar Vukičević/Cropix

Izbora nema

Elko Mrduljaš dobro nam je dočarao u kojoj se razvojnoj fazi nalazi Fatamorgana, kako je Arapov nazvao svoj brod oko kojeg je okupio svoju staru ekipu iz jedriličarskog kluba Mornar. Izgleda da se bliži prva Mrduja, ili nekakva Viška regata, na kojoj ćemo napokon vidjeti uskrsnuće fojla u njegovoj najvećoj snazi i među krstašima – pobjedu jedrilice koja je dvostruko manja od najveće u regati, ali ulazi u cilj kao prva dvostrukom brzinom, po nekakvim ljetni maestrali uvjetima.​

Upotreba hidrokrila jedrenju daje potpuno novu dimenziju, ne samo u tehničkom smislu, nego i u medijskom. Brzine kojima se mogu kretati i najmanje jedrilice postaju televizične, dosadašnja deplasmanska statika jedrenje je činila potpuno nezanimljivim gledateljima koji vole brzinu i akciju. Karbon i hidrokrilo su puno zaslužniji za promicanje jedrenja kao sporta od svih svjetskih federacija zajedno.

Jedan od posljednjih činova razbijanja olimpijskoga jedrenja kao sporta koji uzbuđuje samo jedriličare, dogodit će se u idućih nekoliko godina, ili olimpijskih ciklusa. Mišljenja sam da jedrenje ne može birati – ili će se uspeti na hidrokrilo, ili će završiti u muzeju sportova.

image
Luka Mratović na treningu u splitskoj luci
Božidar Vukičević/Cropix
22. lipanj 2021 12:28