Historia łodzi na hydropłatach

Volantis

W ostatnich latach łodzie żaglowe pływające na hydropłatach zdobywają coraz większą popularność. Przyczynił się do tego dynamiczny rozwój klasy International Moth oraz prestiż regat o Puchar Ameryki rozgrywanych od kilku edycji na „latających” łodziach. Dziś jachty na „foilach” biorą udział w najważniejszych regatach oceanicznych na świecie, takich jak Fastnet Race i Vendee Globe. Od roku 2014 organizowany jest cyklicznie swoisty festiwal jachtów na hydropłatach pod nazwą „Foiling Week”. 

Sam pomysł tego, żeby wynieść kadłub nad wodę w celu zmniejszenia oporów nie jest nowy. Rozwój wodolotów rozpoczął się ponad 100 lat temu, kiedy włoski konstruktor Enrico Forlanini osiągnął swoją łodzią motorową w 1906 roku prędkość 36,9 węzła. Jednak musiały upłynąć kolejne 32 lata, żeby dwaj Amerykanie Robert Gilruth i Bill Carl zdołali wynurzyć pierwszy raz w historii łódź żaglową ponad powierzchnię wody.

Dzisiejsze wodoloty żaglowe osiągają prędkości przekraczające 50 węzłów, ale musiał dokonać się ogromny postęp konstrukcyjny i technologiczny aby było to możliwe. Poniżej przedstawiono najważniejsze momenty i konstrukcje dla rozwoju tych niezwykłych maszyn regatowych:

1869 – Pierwszy patent na wiosłową łódź na hydropłatach

Opracowany został przez Francuza Emmanuela Denisa Fargot. Łódź ta jednak nigdy nie wyszła poza kartkę papieru. [1]

1906 – Pierwszy wodolot

Zaprojektowany i zbudowany przez Enrico Forlanini. Konstrukcja hydropłatów przypominająca drabinę posiadała wiele płatów.

Pierwszy na świecie wodolot
Pierwszy na świecie wodolot [2]

1938 – Catfoil I

Pierwszy znany jacht żaglowy na hydropłatach, pływał po wodach zatoki Chesapeake. Dzieło Amerykanów Roberta Gilruth i Billa Carl. Był to 12-stopowy katamaran, który wynurzał się przy prędkości 5 węzłów i żeglował osiągając 12 węzłów. [1][3][4]

Catfoil I - Pierwszy wodolot żaglowy
Catfoil I - Pierwszy wodolot żaglowy [5]

1955 – Monitor

Jacht zaprojektowany przez Gordona Baker’a i zbudowany przez Baker Manufacturing Company of Evansville w stanie Wisconsin, osiągnął prędkość 25 węzłów. Część kosztów budowy pokryła US Navy. W 1956 odnotowano prędkość 30,4 węzła, a później Monitor żeglował z prędkościami dochodzącymi do 40 węzłów [1][6]

Dane techniczne jachtu Monitor:

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC7,92 m
Szerokość całkowitaBC6,4 m
Powierzchnia ożaglowaniaSA21,37 m2
WypornośćD360 kg
ZałogaCL2 osoby
Monitor zaprojektowany przez Gordona Bakera
Monitor zaprojektowany przez Gordona Baker'a [10]

1970 – Williwaw

Pierwszy pełnomorski jacht turystyczny na hydropłatach. Był to 31-stopowy trimaran o powierzchni ożaglowania 35,3 m 2 . David A. Keiper, projektant i budowniczy jednostki przepłynął na niej ponad 20000 mil morskich po wodach Oceanu Spokojnego. Swoje przygody opisał w książce pod tytułem „Hydrofoil Voyager” [1][7]

Williwaw
Williwaw [7]

1974 – Hydroptere

Jacht zaprojektowany i zbudowany przez legendę światowego jachtingu Erica Tabarly. Jednoosobowy trimaran ożaglowany jako slup [8]

Dane techniczne jachtu Hydroptere (1974)

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC6,09 m
Szerokość całkowitaBC7 m
Powierzchnia ożaglowaniaSA22,07 m2
WypornośćD160 kg
ZałogaCL1 osoba
Eric Tabarly za sterami Hydroptere
Eric Tabarly za sterami Hydroptere [8]

1974 – Mayfly

„Latający” katamaran ustanowił rekord prędkości dla klasy A (jednostki o powierzchni ożaglowania od 10 do 13.93 m 2 ) w Weymouth uzyskując 19,38 węzła. [1] [9]

1974 – International Moth Frank'a Raison'a

Dzięki niewielkim ograniczeniom, klasa Intrnational Moth dawała duże możliwości rozwoju konstrukcji przez co Frank Raison mógł do swojego drewnianego punta klasy Moth założyć hydropłaty

Pierwsza Moth z hydropłatami
Pierwsza Moth z hydropłatami [11]

1976 – Icarus

James Grogono na zmodyfikowanym katamaranie dawnej olimpijskiej klasy Tornado wyposażonym w hydropłaty ustanowił nowy rekord prędkości dla klasy B (jednostki o powierzchni ożaglowania od 13,93 do 21,84 m 2 ) [9] uzyskując 20,70 węzła. W roku 1985 James Grogono wraz z Johnathanem Fowler osiągnęli na tej samej jednostce prędkość 28,14 węzła [1]

Icarus - zmodyfikowany katamaran klasy Tornado
Icarus - zmodyfikowany katamaran klasy Tornado [12]

1980 – Paul Ricard

Oceaniczny trimaran Erica Tabarly poprawił rekord przejścia Atlantyku z zachodu na wschód o 2 dni, uzyskując czas 10 dni 5 godzin 14 minut i 20 sekund oraz średnią prędkość 12,15 węzła. Na tej jednostce zastosowane hydropłaty nie miały za zadanie wynurzać kadłuba z wody, ale jedynie zwiększać moment prostujący, co pozwalało na niesienie znacznie większej powierzchni ożaglowania [1][13][14]

Dane techniczne jachtu Paul Ricard

Parametr Symbol Wartość
Długość całkowita LC 16,50 m
Szerokość całkowita BC 17,00 m
Wyporność D 17 t
Załoga CL 3 osoby
Paul Ricard [15]
Paul Ricard [15]

1990 – Hobie Trifoiler

Dwumasztowy trimaran zdolny do osiągania prędkości przekraczających 30 węzłów, co czyni go najszybszą produkowaną seryjnie żaglówką na świecie. Prototyp, jacht Longshot, stworzony został przez Dana i Grega Ketterman we współpracy z Russellem Long [1][16]

Dane techniczne jachtu Trifoiler

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC6,71 m
Szerokość całkowitaBC5,79 m
Powierzchnia ożaglowaniaSA19,97 m2
WypornośćD145 kg
ZałogaCL2 osoby
Producent TriFoiler Inc./Hobie Cat
Hobie Trifoiler [17]
Hobie Trifoiler [17]

1992 – Longshot

Russel Long czterokrotnie bije rekord prędkości klasy A ustalając go na 43,55 węzła [1][9]

Russel Long na trimaranie Longshot [18]
Russel Long na trimaranie Longshot [18]

1994 – l'Hydroptere

Po tym jak Alain Thebault we współpracy z Ericiem Tabarly zbudowali i przetestowali kilka modeli łodzi w skali 1:3 nastąpił pierwszy „lot” l’Hydroptere. Przez następne lata konstrukcja była testowana i modyfikowana, aż w 2009 roku ustanowiła nowy rekord świata prędkości jednostki napędzanej siłą wiatru, osiągając na odcinku 500 metrów średnią prędkość 51,36 węzła [1][19]

Dane techniczne jachtu l’Hydroptere

Parametr Symbol Wartość
Długość całkowita LC 22,78 m
Szerokość całkowita BC 24,00 m
Powierzchnia ożaglowania SA 560 m2
Wyporność D 7,5 t
Załoga CL 11 osób
l'Hydroptere [20]
l'Hydroptere [20]

1997 – Techniques Avancees

Francuska latająca łódź typu proa (typ dwukadłubowej łodzi wywodzący się z wysp Oceanu Spokojnego), ustanowiła nowy rekord prędkości dla klasy D (jednostki o powierzchni ożaglowania powyżej 27,88 m2)[9], osiągając 42,12 węzła [1]

Techniques Avancees - proa wyposażone w hydropłaty [21]
Techniques Avancees - proa wyposażone w hydropłaty [21]

1997 – The Kiteboat Project

Projekt kierowany przez Dona Montague i zespół inżynierów z Hawajów. W latach 1997 – 2006 testowali oni możliwość zastosowania zamiast tradycyjnego ożaglowania pędnika do kitesurfingu. Efektem ich prac jest trimaran K2 [22]

K2 - latający trimaran napędzany latawcem do kitesurfingu [22]
K2 - latający trimaran napędzany latawcem do kitesurfingu [22]

1998 – Windrider Rave

Produkowany seryjnie przez firmę Windrider System trimaran na hydropłatach zaprojektowany w USA przez: S. Bradfield, T. Haman, M. McGarry. Wyprodukowana została w ilości 136 sztuk [23]

Dane techniczne jachtu Windrider Rave

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC4,88 m
Szerokość całkowitaBC5,49 m
Powierzchnia ożaglowaniaSA18,12 m2
WypornośćD181 kg
ZałogaCL1 osoba
Windrider Rave [24]
Windrider Rave [24]

2010 - Mirabaud LX

Jacht o nietypowej konstrukcji nadwodzia w formie kratownicy przestrzennej, ożaglowany jako slup. [25]

Dane techniczne jachtu Mirabaud LX

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC10,00 m
Szerokość całkowitaBC5,40 m
Powierzchnia ożaglowania podstawowegoSA32 m2
Powierzchnia genakeraSG46 m2
Masa konstrukcji 170 kg
Maksymalna masa załogi 410 kg
Jacht Mirabaud LX [25]
Jacht Mirabaud LX [25]

2012 – Sailrocket II

Poprawia rekord prędkości żeglugi na dystansie 500 m, osiągając średnią prędkość 65,45 węzła [1]

Sailrocket II [26]
Sailrocket II [26]

2013 – AC72

Katamarany wyposażone w hydropłaty, na których rozegrano 34 edycje regat o Puchar Ameryki [1]

AC72 Oracle Team USA [27]
AC72 Oracle Team USA [27]

2015 – Quant 23

Jacht typu punt (ang. scow – określenie jednostki z szeroką dziobnicą) posiadający hydropłaty. Jednostka posiada trzy hydropłaty: jeden na sterze w kształcie odwróconej litery „T” oraz dwa podnoszone w kształcie litery „L”, z których nawietrzny się podnosi, a zawietrzny opuszcza. Mają one za zadanie nie tylko wynurzać łódź ponad powierzchnie wody, ale też zwiększać moment prostujący. Dzieło szwajcarskiej firmy Quantboats AG [28]

Dane techniczne jachtu Quant 23

ParametrSymbolWartość
Długość całkowitaLC7,08 m
Szerokość całkowitaBC1,96 m
Powierzchnia ożaglowania podstawowegoSA35,00 m2
Powierzchnia genakeraSG45,00 m2
WypornośćD300 kg
ZałogaCL2-3 osoba
Quant 23 [29]
Quant 23 [29]

2016 – Oceaniczne jachty kasy IMOCA 60

Jednokadłubowe jednostki regatowe specjalnie przygotowane do samotnych regat oceanicznych.
6 listopada 2016 roku, na starcie wokółziemskich regat Vendee Globe, stanęło dwadzieścia dziewięć jachtów, mających do pokonania trasę o długości około 30 tysięcy mil morskich. Siedem jachtów zostało wyposażonych w wysuwane hydropłaty mające za zadanie zwiększenie momentu prostującego oraz zmniejszenie wyporności. Regaty ukończyło osiemnastu żeglarzy. Na czterech pierwszych miejscach dopłynęły jednostki z hydropłatami. Zwycięzca regat Armel Le Cléac’h na jachcie Banque Populaire VIII potrzebował na przebycie wokółziemskiej trasy, ze startem oraz metą we francuskim Les Sables d’Olonne, 74 dni 3 godziny 35 minut i 46 sekund. Poprawił tym samym rekord trasy. W każdej kolejnej edycji tych regat „latających” jachtów było z roku na rok coraz więcej [30][31]

Banque Populaire VIII - jednostka klasy IMOCA 60 [32]
Banque Populaire VIII - jednostka klasy IMOCA 60 [32]

2017 – AC45

35. edycja Pucharu Ameryki ponownie odbyła się na latających katamaranach, ale znacznie mniejszych niż w poprzednio. Nowością było nietypowe rozwiązanie sposobu trymowania tych jachtów. Młynkowi (ang. grinder) zamiast wybierać lub luzować liny napędzają pompy, które gromadzą energię w zbiornikach ciśnieniowych. Następnie energia ta jest wykorzystywana przez trymerów i sternika do ustawiania żagli oraz trymowania hydropłatów. Zwycięski syndykat Emirates Team New Zealand zastąpił ponadto tradycyjne młynki rowerami stacjonarnymi, a młynkowych “kolażami” (ang. cyclor) [33]

Torpedo 7 - jacht klasy AC45 zwycięskiego teamu ETNZ [34]
Torpedo 7 - jacht klasy AC45 zwycięskiego teamu ETNZ [34]

Artykuł ten, zawierający subiektywną listę kamieni milowych w rozwoju żaglowych wodolotów, powstał na podstawie rozdziału mojej pracy magisterskiej pt. „Projekt dwuosobowego jachtu żaglowego na hydropłatach do budowy amatorskiej”. Z Projektu tego, po wielu modyfikacjach powstała moja „ryba latająca” Volantis.

Jacht Volantis
Jacht Volantis

Źródła:
[1] http://www.yachtingworld.com/special-reports/the-foiling-phenomenon-66269/4
[2] https://keyassets.timeincuk.net/inspirewp/live/wp-content/uploads/sites/21/2015/07/Enrico-Forlani-hydrofoil-copy.jpg
[3] The Amateur Yacht Research Society.: Sailing Hydrofoil, October, 1970
[4] https://www.boatdesign.net/threads/robert-gilruth-the-first-foiling-catamaran-1938.54980/
[5] https://www.boatdesign.net/proxy.php?image=http%3A%2F%2Fi64.tinypic.com%2F282eev.jpg&hash=4fe92b42e5163d0186011c389b918bef
[6] http://www.foils.org/monitor.htm
[7] Keiper David A.: Hydrofoil Voyager : WILLIWAW, From Dream To Reality and Toward the Sailing Yacht of the Future, 1996.
[8] http://www.foilingweek.com/blog/2016/04/le-petit-hydroptere-de-t/
[9] http://www.speedsailing.com/Background_records.htm
[10] https://keyassets.timeincuk.net/inspirewp/live/wp-content/uploads/sites/21/2015/07/Monitor-hydrofoil-copy.jpg
[11] http://www.foilingweek.com/wp-content/uploads/2015/04/frank_foiler4.jpg
[12] https://keyassets.timeincuk.net/inspirewp/live/wp-content/uploads/sites/21/2015/07/icarus_ii_flying_high_on_her_hydrofoils_143-copy.jpg
[13] Tabarly Eric.: Wspomnienia z morza.
[14] https://fr.wikipedia.org/wiki/Paul_Ricard_(bateau)
[15] https://keyassets.timeincuk.net/inspirewp/live/wp-content/uploads/sites/21/2015/07/paulricard-copy.jpg
[16] Broszura Hobie Cat Trifoiler.
[17] http://sailboatdata.com/viewrecord.asp?class_id=4339
[18] https://static.hobiecat.com/2010_archive/sailing/TriFoiler%20History%20Original/Longshot/Tarrifa/Image121.jpg
[19] http://hydroptere.com/fr/le-reve/les-debuts/
[20] http://cdn1.zagle.smcloud.net/s/photos/t/63061/6a3dedb4b513e4b8f367bd013128b1e59f0e2548-oryginal_287944.jpeg
[21] https://keyassets.timeincuk.net/inspirewp/live/wp-content/uploads/sites/21/2015/07/tech-avan-copy.jpg
[22] https://project.kiteboat.com
[23] http://sailboatdata.com/viewrecord.asp?class_id=7984
[24] http://northwindadventure.com/wordpress/wp-content/uploads/2014/12/rave.jpg
[25] Broszura Mirabaud LX 2010
[26] https://sailuniverse.com/wp-content/uploads/2016/05/2-The-worlds-fastest-sailboat-Paul-Larsens-Vestas-Sail-Rocket-HR-1-e1463662003662.jpg
[27] http://4.bp.blogspot.com/-w-_v8xsaczA/UUZl1HMnNNI/AAAAAAAATMk/MmKgvSvzL94/s1600/Oracleac72march2013.jpg
[28] Broszura Quant Boats Quant 23.
[29] http://www.quant-boats.com/media/image/10/15/85/Bild1588a15dba6650_800x800.jpg
[30] http://www.vendeeglobe.org/en/ranking-and-race-data
[31] http://www.modernwoodenboat.com/stability-and-foils-on-imoca-sailboats/
[32] http://www.guillaumeverdier.com/wp-content/uploads/2015/09/12003952_1055378687839943_9195243477938089693_n.jpg
[33] americascup.com
[34] https://static01.nyt.com/images/2017/03/01/sports/01SAILING1/01SAILING1-master768.jpg