La 36ma edizione dell'America's Cup che si terrà nelle acque neozelandesi del golfo di haraki ha assolutamente aperto una nuova strada della progettazione degl iscafi monocarena con propulsione a vela. Il vento resta l'ingrediente principale, ma questa volta è stato sapientemente utilizzato per poter conferire ancor più che nel passato sia alle vele che all'aerodinamica dello scafo la massima efficienza in termini di portanza e resistenza aerodinamica come nelle più evolute tecnologie aeronautiche.
Insieme alle tecnologie aeronautiche, squisitamente aerodinamiche, la tecnologia dei materiali e quella dell'idrodinamica delle ali immerse in acqua, i cosiddetti "foil", questa edizione della Coppa America ha espresso un contenuto tecnologico da Formula 1 se non più esasperato.
Ma nello specifico quali sono le leggi della fisica che questi missili a vela sfruttano per raggiungere e superare i 50 nodi con velocità del vento inferiori a 20 nodi?
L’obiettivo di questa nuova classe di monocarena, denominati AC75 dove AC sta per America’s Cup e 75 per la lunghezza in piedi delle imbarcazioni (fig.1), è quello di poter solcare i mari eliminando le forze di attrito che le normali carene sviluppano navigando.
Figura 1 Dimensioni della classe AC75
Per far ciò la carena non deve avere contatti con la superficie dell’acqua e quindi la barca dovrà comportarsi come un vero e proprio aliscafo,
Figura 2 Dislocamento della classe AC75
ovvero essere sostenuta da ali (fig.3 e 4) che avranno le medesime funzionalità di quelle presenti in un’aereo, ma saranno immerse nell’acqua.
Figura 3 Foil laterale
Figura 4 Team New Zealand a oltre 50 nodi
Il Secondo obiettivo è diminuire il più possibile la resistenza aerodinamica (fig.5) che l’imbarcazione con tutto l’equipaggio opporrà al suo moto viaggiando a velocità prossime ai 100 km/h – 50 e più nodi, esattamente come avviene in un veicolo di formula 1, e qui interviene
Figura 5 Rendering del flusso per lo studio della resistenza aerodinamica
prepotentemente la scienza del design e dei materiali, che, attraverso gli studi in galleria del vento e le simulazioni al computer, si adoperano per eliminare anche le minime interferenze in maniera da ridurre al minimo tale forza resistente.
Infine, ma non ultimo in termini di importanza, lo studio inerente il disegno e la progettazione delle vele (fig.6 e 7) che, anch’esse, essendo delle vere ali poste in verticale, sfruttano i principi di aerodinamia di un profilo alare per incrementare al massimo la forza spingente e diminuire le resistenze di attrito.
Figura 6 Flusso dell’aria lungo la vela
Un mix di problemi in cui devono essere affrontate migliaia di variabili, perché ricordiamo che un imbarcazione a vela deve gareggiare con condizioni diverse di mare e di vento e deve fare sempre i conti con la natura dei fenomeni atmosferici.
Figura 7 Profilo alare della vela
Un mix di forze che deve trovare il perfetto equilibrio (Fig.8) tra peso, forze aerodinamiche, idrodinamiche e resistenza dei materiali e dei meccanismi che solo attraverso anni di impegno, investimenti e grande dedizione di tecnici, equipaggio e investitori è possibile raggiungere.
Figura 8 Equilibrio delle forze in gioco
Figura 9 Rendering del sistema idraulico di comando dei Foils
Insomma, questa Coppa America resterà negli annali non solo perchè disputata in piena pandemia da Covid-19 ma anche per la spettacolarità delle immagini e l’elevatissimo contenuto tecnologico messo a disposizione degli equipaggi.
Concluderei augurandoci di vedere una Luna Rossa vittoriosa nella finale della Prada Cup e sfidante dei Neozelandesi nelle regate di Coppa America di metà marzo.
Vincenzo Triunfo
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