Jak foil zvyšuje stabilitu jachty
V našem světě jachtařů narozených v minulém tisíciletí byl vždy pro stabilitu jachty určující kýl. A mohla mu pomoci posádka vyhnaná na živlům vystavený návětrný bok. Dnes mnohé z toho, a někdy i vše, přebírají foily. Jak zvyšuje foil stabilitu, a tedy i výkon jachty?
Podíváme se například na jachty IMOCA, které závodí na nejtěžší trati kolem světa. Jistě je všichni znáte, mají foily ve tvaru Dalího kníru.
Kýl a stabilita
Stále se jedná o relativně konvenční závodní jachty. Myšleno tak, že mají kýl. Naklápěcí do stran, ale stále kýl. Na rozdíl od jachet na Americký pohár, které se bez kýlu obejdou. Stabilitu běžné jachty zajišťuje kýl. Jde-li o naklápěcí kýl, je možné jeho výkon zvýšit naklopením proti větru.
Co je to foil
Foil je v podstatě křídlo. Jako na křídle letadla vzniká za letu aerodynamický vztlak, který drží letadlo ve vzduchu, tak vzniká za plavby hydrodynamický vztlak na foilu, který foil zvedá z vody. Vztlak působící na foil v hustém prostředí vody je větší než vztlak působící na křídlo ve vzduchu.
Za plavby
Nyní se vrátíme na jachtu IMOCA s foily. Jachta pluje ve slabém větru, na závětrném boku má ve vodě foil. Vítr je slabý, jachta není nakloněna a pluje pomalu, ve vodě je jen část foilu. Vztlak na foilu je jen minimální, foil ve vodě jen brzdí.
Vítr sílí, jachta zrychluje a naklání se. V rychlejším proudění se zvyšuje vztlak. Zároveň se vztlak zvyšuje i tím, že je větší část foilu ponořená ve vodě.
Vítr dále zesílil a jachta zrychlila. Hydrodynamický vztlak na foilu vzrostl, foil přizvedává závětrný bok jachty z vody a tím zvyšuje stabilitu. Stejně jako kýl působí proti síle větru na plachty. Zatímco kýl působí proti náklonu lodě i při nulové rychlosti, foil zvyšuje stabilitu až od určité rychlosti plavby.
Zároveň má použití foilu také určitou samoregulační schopnost. Vyšší rychlost větru = vyšší rychlost lodě = větší hydrodynamický vztlak na foilu. A dále větší rychlost větru = větší náklon = větší část foilu je zanořena = větší vztlak.
Má to ale i rizika…
Když se na to podíváme tímto jednoduchým pohledem, zdá se to mít samá pozitiva. Jsou tu ale také negativa. Větší namáhání konstrukce lodě. Podívejme se například na stěžně jachet IMOCA. Pravidla vyžadují použití one-design stěžňů. Tyto stěžně byly spočítány a zkonstruovány před dobou foilovací. Proto byly spočítány na jiné namáhání, na jiné síly. Foily sice zvyšují stabilitu a tím i výkon jachty, ale tím také zvyšují namáhání na takeláž.