黑科技 | 全球最快单体帆船

体娱   2024-08-23 11:10   中国香港  

第37届美洲杯帆船赛(America's Cup)在西班牙巴塞罗那开启,从8月22日持续至10月,从预赛挑战者选拔赛直至最后的决赛,船队两两对抗,强强对决,6支顶级赛队将争夺那唯一的冠军。






拥有174年悠久历史的美洲杯帆船赛,是当今全球顶尖前沿的极速帆船赛事,这是一场金钱科技人才的综合较量,按照内部人士的说法:很大程度上,工程师比船员更重要。





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赛船解密:全球最快单体帆船
下文出自AmericanSailingAssociation
第37届美洲杯赛事使用的船型依旧是AC75,有“海上F1”之称的第二代AC75经过全面改进的船身更宽,帆船的速度更快。AC75水翼单体帆船是世界上速度最快的单体帆船。






-- 水翼技术 --


AC75的速度,首先来自它的水翼。帆船在低速时,是以排水状态行驶(与普通帆船并无区别),但是,当达到一定速度时,水翼产生的升力会将整个船体托举出水面,开始在水面上“飞行”。只有下风舷的水翼是沉没在水里,提供升力;上风舷的水翼则是远远地探在空中,提供扶正力矩,抵抗风的侧倾力。

美洲杯帆船赛逐渐演变成各队之间的大数据、尖端材料和顶级人才的较量。各队通过不断优化升级,力求最大化地提升速度和稳定性。


1. 重型水翼

2. 活动襟翼

3. 水翼臂

4. 滑流舱位

5. 独特几何形状的船底

6. 船尾板

7. 自动换舷前帆

8. 双面主帆


重型水翼:AC75帆船没有龙骨,而是配备了双配重水翼。沉入水中的水翼提供升力,而“闲置”的水翼则向上风舷倾斜,提供扶正力矩。



活动襟翼:两个配重水翼都配备了可调节的尾襟翼,就像飞机的襟翼一样,通过液压系统来控制飞行,唯一的舵水翼则是静态的。


水翼的后边缘是可以调节的襟翼(Flap)


襟翼可以改变与水流的角度改变升力的大小

进而控制AC75的飞行高度


舵水翼没有可以调节的襟翼

只提供支撑船尾重量的升力和控制方向


水翼臂:它们是连接帆船配重水翼与甲板下方的水翼倾斜系统的连接装置。在操作过程中,这些臂会抬升和降低水翼。

滑流舱位:第二代AC75帆船配有坑式驾驶舱,以提高空气动力学性能。虽然这使得瞭望船员的工作变得困难,但这种设计降低了风阻,提高了船速。

几何形状船底:每个团队都致力于优化设计船体形状,完成从排水航行到水翼飞行的过渡,并在飞行时减少空气阻力。




船尾板(船体末端的封板):空气动力学是关键,AC75的帆与甲板紧密相连以减少阻力。同样的,它们的船底突出部分在飞行时也起到了类似的作用。

自动换舷前帆:第二代AC75比第一代减少了三名船员,因此第二代帆船配备了自动换舷前帆,以简化帆船的操作。

双层主帆:AC75采用旋转的D形桅杆,并配两道帆轨。升起主帆后,帆骨和没有横杆的双层帆面形成了强有力的主帆形状,使得帆船能够飞行。


-- 看不见的科技 --


美洲杯参赛团队的保密性很强,还有一些看不见的科技在工作,但它们对帆船至关重要:

控制按钮:所有的调帆和水翼调节都是通过液压、电池和可编程逻辑控制器来完成的,这些系统共同提供了快速、响应迅速且简易轻松的控制界面。

激光雷达(LiDAR)在比赛前期准备期间,可以使用激光雷达传感器来分析帆形。


-- 船上职责划分 --


每个团队可以根据需要划分岗位,但有基本的职责分配:




驾驶舱布局

舵手:负责掌舵;上风舷的舵手负责驾驶,而下风舷的舵手通常负责战术指挥。


主帆缭手:上风舷的主缭手负责操控巨大的主帆,而下风舷的主缭手负责调节水翼襟翼,以确保帆船保持在适当的飞行高度。


绞盘手:船员在固定不动的“自行车”上摇动绞盘,聚精会神地疯狂转动手柄,以产生帆船所需的液压动力。


提供液压动力的绞盘手

尽管他们摇得已经不再是转动操纵绳索的绞盘


背后的金主

无论是船还是人,都需要钱!

每支赛队背后都有一个或多个大金主,比如阿灵基红牛队(Alinghi Red Bull Racing)主席就是瑞士的巨富埃内斯托•贝尔塔雷利(Ernesto Bertarelli)其长时间被称为瑞士首富


可点击下图回顾

瑞士首富:赢下美洲杯 造英国最大豪艇



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