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San Francisco, USA- Se l’America’s Cup numero 35 sta prendendo lentamente forma (AC60 con 7/8 velisti, agosto 2017, secondo quanto anticipato da Russell Coutts a Yachting World), è ancora aperto il dibattito su come Oracle Team USA sia riuscito a vincere la numero 34 rimontando da 1-8 a 9-8. Man mano che passano le settimane, però, aumentano le dichiarazioni, le interviste, le analisi e le voci tecniche che interpretano quella che è stata definita come “la più grande rimonta nella storia dello sport”. Alcune analisi sono interessate, altre “guidate”, altre ancora indipendenti. Per trovare una risposta soddisfacente occorre mediare tra le varie fonti a disposizione, mantenendo per quanto possibile un’indipendenza obiettiva.

E’ quanto abbiamo provato a fare anche noi di FareVela, chiedendo al nostro esperto di aerodinamica applicata alla vela Beppe Giannini di ricostruire, tra le varie fonti a disposizione, quella che potrebbe essere la spiegazione più convincente dell’incredibile progresso in velocità di USA 17 nello scorso settembre. Questa che segue è la sua attenta analisi.

America's Cup final Oracle Team USA vs Emirates Team New Zealand
Oracle US17 e New Zealand in una delle ultime regate della 34th AC. Foto Borlenghi

Nelle settimane seguenti alla clamorosa vittoria in rimonta, molti componenti del team Oracle hanno partecipato a un’inedita offensiva mediatica sulle principali riviste, descrivendo in dettaglio tutte le numerose migliorie che messe assieme avevano consentito di ribaltare la situazione (per farevela.net, vedasi i commenti del membro del design team di Oracle Team USA Mario Caponnetto pubblicati il 27 settembre).

Nonostante che la cosa sia stata gradita, dato che c’era molta curiosità al riguardo nella comunità velica internazionale, è sembrata d’altra parte una mossa obbligata per contrastare le voci sull’uso (legale o no) del famigerato SAS – Stability Augmentation System. La regia del’operazione da parte di Oracle è indubbia, dato che sono state usate elaborazioni di disegni ufficiali; inoltre è noto che, al momento di incassare un bonus cospicuo, a tutti i membri era stata richiesta la firma di un nuovo accordo di confidenzialità.
Di fatto, lo scopo è stato raggiunto e oggi chi si ostinasse a parlare del SAS farebbe la figura del complottista alla Oliver Stone.

Emblematico l’articolo di Dave Hollom sull’ufficialissimo Seahorse dal titolo significativo “Unconvinced”, ma che poi ha tutta l’aria di essere stato pesantemente tagliato in redazione. Da un lato, si è visto che i tempi sono un po’ cambiati e per un SAS non occorrerebbe più rivolgersi alla Boeing con i milioni di Larry Ellison, oggi se ne trovano di molto migliori nei siti di robotica sotto i 200 euro. Ma dall’altro, obiettivamente si deve riconoscere che manca qualsiasi “pistola fumante”.

A questo punto, volendo accettare la linea di Oracle, al livello tecnico c’è il problema di capire cosa contemporaneamente:

a) abbia potuto ribaltare le prestazioni nel giro di pochi giorni,

b) sia stata introdotta solo a regate di Coppa già iniziate e rapidamente perfezionata, e infine

c) fosse qualcosa che ETNZ non poteva imitare.

Su questa base, la storyline Oracle della somma di tante piccole migliorie non convince, mentre appare logico che non vogliano divulgare troppo in funzione della prossima edizione della Coppa.
Però, pescando dettagli qua e là, anche da commenti di altri progettisti, è possibile costruire un’ipotesi abbastanza soddisfacente.

Cosa è successo davvero?

In primis, il cambiamento macroscopico non può che essere il cosiddetto VMG foiling, cioé il fatto che Oracle sia riuscita a fare full foiling di bolina aumentando enormemente la velocità pur mantenendo angoli decenti.
Su questo i kiwi, pionieri del foiling e con molti più giorni in acqua, avevano naturalmente fatto esperimenti fin dalle ultime uscite ad Auckland; imitati solo con ritardo, per i noti motivi, da Oracle. Però si era subito visto che, non appena la radice della deriva sottovento usciva dall’acqua la sua efficienza crollava, venendo a mancare l’effetto sigillo dello scafo, e la barca diventava molto poggiera. Come paragone, pensate di andare di bolina, tirando su a metà la deriva… mentre i Moth in bolina ci vanno bene, ma solo perché sono fortemente sbandati sopravvento e lo scarroccio viene contrastato dall’ala completamente immersa.

Tornando agli AC72, gli osservatori erano dell’opinione che al massimo il foiling di bolina potesse dare la stessa VMG dell’andatura a dislocamento (più lenta ma con angolo migliore), e che quindi il suo unico interesse fosse per riposizionarsi sul campo di regata.
E a questo punto entra in ballo il fattore C…: la barca di Oracle era comunque un po’ poggiera, dato che l’ala era inclinata all’indietro (rake) e sventando in alto il centro di spinta si spostava in avanti; di fatto l’aumento ulteriore del rake citato tra le migliorie è stato provato solo in un giorno di riposo e subito scartato.

image copia 2
L’ala di US17- nello spazio tra i due elementi dell’ala si intravedono due dei cavetti orizzontali per la regolazione dello slot

L’idea vincente?

Invece prima di Race 11 il capo aerodinamico Tom Speer ha avuto l’idea assolutamente inedita di aprire lo slot tra elemento anteriore dell’ala e flap. Entro certi limiti questo lascia portanza e resistenza invariate, ma sposta indietro sul profilo la posizione del centro di spinta: come per incanto la barca si è riequilibrata caricando di più il timone, e così bene da continuare a esserlo anche sui foil! E allora, come commentato da Caponnetto, a 30 nodi di bolina la maggiore pulizia aerodinamica sotto il trampolino si è fatta sentire.

Aprire lo slot è molto semplice: sul bordo di uscita dell’elemento anteriore c’è un tab (piccolo flap) solo incernierato, con dei cavetti ai vari livelli che partono dalla sua coda, vanno al grosso flap posteriore e sono raccolti in basso su una barra orizzontale. Alzandola o abbassandola si allarga o si stringe uniformemente lo slot, mentre inclinandola lo si può far variare diversamente lungo l’altezza dell’ala.

Tom Speer non lo dice, ma c’è da scommettere che a quel punto avranno ottimizzato la larghezza dello slot bordo per bordo.
E i kiwi? Ebbene, questo loro non lo potevano fare perché il tab lo avevano al momento del varo di barca 1, ma poi lo hanno eliminato. La loro ala (e quindi anche quella di Luna Rossa) era più sofisticata dato che tutto l’elemento anteriore poteva essere twistato, solo che era anche un po’ più pesante e allora per risparmiare un 70 kg hanno tolto la cerniera, fissando lo slot al valore classicamente ottimale. Sarebbe veramente paradossale se avessero perso la Coppa per questo…

L'ala di ETNZ appena varata, si vede chiaramente il tab incernierato dell'elemento anteriore e dietro il flap
L’ala di ETNZ appena varata, si vede chiaramente il tab incernierato dell’elemento anteriore e dietro il flap
L'ala di Luna Rossa, tab e cerniera sono spariti
L’ala di Luna Rossa, tab e cerniera sono spariti

Il controllo dell’assetto

Una volta salito sui foil in bolina abbastanza stretta, Oracle ha dovuto risolvere il problema del controllo dell’assetto, reso più difficile dal fatto che di bolina viene a mancare quasi del tutto l’effetto autostabilizzante dei foil a L, soprattutto nel loro caso con parte orizzontale più piccola e minore diedro. C’è da dire che lo hanno fatto piuttosto bene, utilizzando molto più le ali che i foil come mezzo di controllo. In effetti, secondo il coach Philippe Presti, solo due grinder (uno dei quali era il nostro Gilberto Nobili) erano sulle derive e ben sei sull’ala che, essendo così alta, è intuitivo fornisca una leva molto efficace per regolare l’angolo di beccheggio: tornando per un attimo ai Moth, si sa che se si lasca la randa sotto raffica la prua schizza in su. Con tutto ciò, si è visto che il livello di sforzo fisico richiesto per il foiling di bolina, giustamente chiamato “beast mode“, fosse veramente al limite.

Resta da notare come, sempre nel quadro della stabilità marginale, fosse necessario che il “decollo” dello scafo avvenisse in assetto picchiato. Per facilitare il sollevamento dietro, sullo specchio di poppa è stato aggiunto curiosamente quello che in automobilismo si chiama Gurney flap o nolder, essenzialmente un lamierino di pochi cm perpendicolare al flusso.

Il caratteristico
Il caratteristico gurney flap a poppa

Il problema della cavitazione

Ultima cosa, a proposito del raccordo tra timone e stabilizzatore orizzontale, progettato da Caponnetto per ovviare alla cavitazione che è apparsa sopra i 37 nodi. Classicamente, questa avviene quando il fluido viene accelerato localmente, e conseguentemente la pressione si abbassa fino a dare luogo a bolle di vapore; quando poi a valle il fluido rallenta e la pressione risale, le bolle implodono producendo rumore e vibrazioni caratteristiche, aumentando la resistenza ed erodendo rapidamente le superfici (al punto che da Oracle dovevano riverniciare i timoni ogni sera).

La sagomatura del raccordo tra elevator e timoni per eliminare la cavitazione
La sagomatura del raccordo tra elevator e timoni per eliminare la cavitazione

Queste variazioni di velocità si concentrano alla giunzione di due superfici angolate tra loro, ed è interessante notare come il problema sia per alcuni versi analogo a quello degli aerei che volano a velocità transoniche: al punto che la carenatura di raccordo presenta il tipico “vitino di vespa” dei caccia di penultima generazione (la cosiddeta “regola delle aree”). Per la prossima Coppa, se le velocità non diminuiranno prepariamoci a vedere foil a freccia… (Beppe Giannini)

Le ipotesi sembrano essere parzialmente confermate anche da James Spithill e Dean Barker in recenti interviste apparse su Sail-World: anche se non vogliono dire troppo in funzione del futuro ammettono che il controllo del foiling upwind era soprattutto tramite l’ala.

7 COMMENTS

  1. Livello stratosferico, analisi compromessa dai daggembord foil che hanno maggiore influsso sull’assetto e sulla velocità,Questi ritengo hanno da soli , la prerogativa di scelta .Un solo cm di regolazione in senso logitudinale ho verticale, può variare notevolmente il rake.Pertanto mi sembra che tutte le ipotesi di piccoli aggiustamenti e in aggiunta ai mostri di riserva a poppa entranti possano aver causato la rovina dei kiwi.

  2. Su Voiles&Voiliers di novembre c’è un’intervista a Dimitri Despierres del team Oracle che ha partecipato alla concezione di quello che chiamano la “Race Winner”… Altro che sistema di software Boeing come abbiamo tutti più o meno creduto: sono questi due pulsanti sulla ruota che abbiamo nelle mani di Spithill, servono per la regolazioni dei foil principali con grande precisione, un mezzo grado a ogni pressione (un po’ come i cambi marcia shimano in bici, clic, clac). Un sistema del genere era vietata in un primo tempo, quando c’è sui Moth per dire, e questo era pura follia… Costo 5.000 dollari. Arma segreta? No, uno schema del funzionamento è stato comunicato al comitato e, dice l’articolo, reso pubblico ad agosto (Intrepretation Public 49)…

    • Ciao Christophe, sì, avevamo letto l’intervista a Despierres e visto i bottoni sulla ruota di Spithill, che consentivano il mezzo grado di accuratezza. In effetti si tratta di un insieme di misure che hanno cambiato l’esito della finale. ma l’intuizione del rake e della gestione dello slot dell’ala pare sia stata l’ultimo elemento decisivo. Il tutto è quanto mai singolare, se si pensa che di fatto ETNZL era arrivata a 500 metri dlla vittoria nella regata annullata. Alla fine, ogni giorno ce passava ha dato a Coutts quel tempo che prima non c’era stato per raggiungere i kiwi. E ora la partita riparte dai foil e da un AC60, almeno così pare. Sarà tutto molto avvincente dal punto di vista della ricerca e della tecnologia. Nell’intervista pubblicata su Yachting World di gennaio, Coutts dichiara che ci potrebbero anche essere “alcune componenti monotipo”… il che apre un dibattito notevole su chi le farà. Al solito, ci sarà molto da seguire. Saluti

      • Già alcune componenti monotipo. E quando si ricorda cosa hanno combinato con i monotipi AC45 c’è forse da preoccuparsi un po’…

        • Esatto. Non vorremmo che il cantiere neozelandese che fa capo a Coutts stesso alla fine…
          Altra considerazione riguarda la modalità delle prime dichiarazioni sulla AC35, rilasciate a una testata autorevole e seria come Yachting World, ma nello specifico a un giornalista come Peter Rusch, che di fatto è un dipendente di ACEA dopo aver fatto parte del team di comunicazione della passata Coppa. Una conferenza stampa sarebbe stata certamente più corretta.

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