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Die Technik und das Design hinter modernen Rennyachten

Der "America's Cup" ist die älteste Trophäe der Welt im internationalen Sport.

Der "America's Cup" ist die Formel 1 der Yachtwelt . Das älteste und am längsten laufende wettbewerbsfähige Yachtrennen der Welt, die heutigen Yachten könnten nicht unterschiedlicher sein als ihre frühen Vorläufer.

Wie Sie gleich herausfinden werden, hat die Konkurrenz die Grenzen des Bootsdesigns an ihre Grenzen gebracht, und moderne Rennyachten sind einige ziemlich beeindruckende und komplexe technische Elemente.

Was ist das Bootsrennen "America's Cup"?

1851 a Schoner genannt Amerika gewann ein neuartiges Segelrennen um die Isle of Wight, England, gegen eine Flotte britischer Yachten. Für diesen Erfolg wurde es mit dem "100 Guinea Cup" -Pokal ausgezeichnet.

Auch als "Auld Mug" bekannt, gilt dieses Segelrennen allgemein als eines der am schwersten zu gewinnenden Yachtrennen. Es ist auch das älteste Yachtrennen der Welt. Es ist eines der am längsten laufenden internationalen Sportwettkämpfe vor demmoderne Olympische Spiele um 45 Jahre und die FA- und Ryder-Pokale.

Zu Ehren der prestigeträchtigen Leistung wurde der Pokal in " umbenannt. America's Cup "zu Ehren der siegreichen Schonerin und ihrer Crew. Die Trophäe wurde dann an den siegreichen Yachtclub gespendet. Der New York Yacht Club NYYC unter den Bedingungen von " Die Schenkungsurkunde ".

Der "Americas Cup". Quelle : America's Cup

Lustigerweise oder frustrierend abhängig von Ihrer Sichtweise, obwohl das Eröffnungsrennen in Großbritannien ausgetragen wurde, wurde der Pokal noch nie von einem britischen Team ausgetragen.

Die Urkunde sieht vor, dass der Pokal für einen ewigen internationalen Wettbewerb zur Verfügung gestellt werden muss. Die Urkunde legt auch Anforderungen fest, nach denen jeder andere Yachtclub den aktuellen Inhaber herausfordern muss. Wenn er gewinnt, erhält er die Verantwortung dafür - bis er erfolgreich angefochten wirdKurs.

Nicht nur das, sondern das Gewinnerteam kann auch die Regeln für zukünftige Rennen und den Ort der Rennen festlegen. Vielleicht ungerecht, aber es hat sicherlich die Innovation im Laufe der Jahre vorangetrieben dazu später mehr.

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Die erste Herausforderung des Pokals fand 1870 statt. Seitdem wurden 35 Rennen ausgetragen.

Die NYYC hielt die Trophäe zwischen 1857 und 1983, als die Royal Perth Yacht Club , vertreten durch die Yacht Australien II, hat das Rennen umfassend gewonnen. NYYC bleibt der bislang längste Titelverteidiger des Pokals.

Wenn eine Herausforderung gestellt wird, findet das Rennen zwischen zwei Yachten statt, von denen eine als "The Defender" bekannt ist. Diese Yacht repräsentiert den Yachtclub, der derzeit den Pokal hält.

Bild vom zweiten Rennen des "America's Cup" im Jahr 2015. Quelle : Steven Vacher / Flickr

Der andere, bekannt als "The Challenger", repräsentiert den konkurrierenden Yachtclub.

Seit diesem Tag hat das Rennen Yachtdesigner und Crews dazu inspiriert, die Grenzen ihres Handwerks für immer beeindruckendere Leistungen zu überschreiten. Es ist die prestigeträchtigste und am höchsten geschätzte Segeltrophäe der Welt und ein wahrer Test für Segelfähigkeit undvon Boots- und Segeldesign.

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Die Teilnahme am Rennen ist extrem teuer, und moderne Teams können jeweils mehr als 100 Millionen US-Dollar ausgeben. Der Gewinner des Jahres 2013 gab beispielsweise rund 300 Millionen US-Dollar für seine Teilnahme aus.

Früher konnte nur ein herausforderndes Team um den Pokal kämpfen, aber seit 1970 können mehrere herausfordernde Yachtclubs in Qualifikationsrunden gegeneinander antreten, bis ein Gesamtsieger gefunden ist. Das Gewinnerteam kann dann den verteidigenden Yachtclub einzeln herausfordern-einer.

Der Pokal befindet sich derzeit speziell im Besitz der Royal New Zealand Yacht Squadron. Emirates Team New Zealand der den Pokal 2017 gewonnen hat und versuchen wird, den Titel in der 36. Verteidigung des Pokals zu verteidigen, die vom 6. bis 21. März 2021 in Auckland, Neuseeland, stattfinden wird. Sie müssen ihren Titel gegen die italienische Mannschaft verteidigen Luna Rossa Prada Pirelli Team der kürzlich die britischen Finalisten besiegt hat INEOS TEAM UK während des Qualifikationsfinals.

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Die 1992 verteidigende Yacht Amerika. Quelle : Da le Frost / Wikimedia Commons

Welche Art von Yachten kann im "America's Cup" verwendet werden?

Historisch gesehen fanden Rennen zwischen Yachten mit einer Länge zwischen 20 und 27 Metern entlang der Wasserlinie statt. Diese Konvention würde letztendlich in der sogenannten gipfeln. Yachten der J-Klasse Regatta der 1930er Jahre.

Der Zweite Weltkrieg führte fast zwei Jahrzehnte lang zu einer Unterbrechung der Rennen, was dazu führte, dass der NYYC Änderungen an der "Schenkungsurkunde" vornahm, um kleineren, kostengünstigeren Yachten den Wettbewerb zu ermöglichen. 1990 wurde ein formellerer Standard namens ""International America's Cup Class" wurde eingeführt und bis 2007 verwendet.

Diese Regeln wurden 2010 gesetzlich angefochten, um erstmals 27 m lange Wasserlinien-Mehrrumpfyachten zuzulassen. Dies führte letztendlich zum America's Cup-Rennen 2013 zwischen zwei AC72, das Oracle Team USA Katamaran, angetrieben von einem hoch aufragenden Flügelsegel und dem eingeführten Emirates Team New Zealand Folie flügelartig Folien unter dem Rumpf montiert, um Auftrieb zu gewährleisten .

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Die aktuellen Regeln, AC75 wurden zwischen den aktuellen Champions und ihrer Herausfordererin Luna Rossa vereinbart. Diese Regeln legen die zulässigen Parameter des Yachtdesigns fest, die für das Rennen in Frage kommen.

Quelle : Ciorra Photography / Flickr

Die Regeln sollen ein faires und aufregendes Rennen gewährleisten, aber auch genügend Spielraum für Designer bieten, um kreativ mit ihren Designs umzugehen.

Ohne ins Unkraut zu gelangen, die wichtigsten Imbissbuden von AC75-Regeln sind mit freundlicher Genehmigung der offiziellen Website von "America's Cup" :

  • Strenge Beschränkungen für die Anzahl der Komponenten, die gebaut werden können, einschließlich Rümpfe, Masten, Ruder, Folien und Segel, wodurch die Teams ermutigt werden, mehr Forschung und Entwicklung in der Simulation durchzuführen und anschließend weniger physische Konstruktionen und Tests durchzuführen.
  • Mitgeliefertes Folienarm- und Verkantungssystem, um Konstruktionszeit und Baukosten zu sparen
  • Mitgelieferte Takelage
  • Ein Design Mastrohr

Die wichtigste Änderung gegenüber früheren Rennen ist die Abkehr von Katamaranen zu Einrümpfer-Yachten mit riesigen Tragflügelbooten.

Darüber hinaus wird erwartet, dass das für die AC75-Klassenregel entwickelte Großsegelkonzept „Soft Wing“ in Zukunft Auswirkungen auf das Segeln hat.

Hauptgestaltungselemente einer Einstiegsyacht unter AC75. Quelle : Die "America's Cup"

„Die AC75-Klassenregel legt die Parameter fest, nach denen die Teams den schnellsten Einrümpfer der Welt entwickeln und fahren können. Die Regeln sind das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit und einer echten Partnerschaft zwischen dem Emirates Team New Zealand und Luna Rossa“, sagte Martin Fischer.Designkoordinator für Luna Rossa Challenge.

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"America's Cup" -Yachten sind wie nichts anderes auf dem Wasser

Als prestigeträchtigstes Segelrennen der Welt bietet das Rennen das Beste an Technik und Können, das die Segelindustrie zu bieten hat. In den vergangenen Jahren wurde die Technologie des Segelboots an immer extreme Grenzen gebracht, und das Rennen 2021 ist das NeinAusnahme.

Nach den aktuellen AC75-Regeln haben die Teams ihre Boote so konzipiert, dass sie noch schneller und komplexer sind als je zuvor. Nehmen Sie die Briten. INEOS Eintrag für dieses Jahr.

Die zwei Yachten des Teams Britannia und Britannia 1 , sind beide 22,8 m lang an der Wasserlinie und wurden entwickelt, um das Wasser auf massiven Tragflügelbooten zu durchschneiden, die es ihnen ermöglichen, Geschwindigkeiten von 46 Knoten 85 km / h zu erreichen. Diese Yachten sind im Vergleich zu riesigletzte Rennen - insbesondere die, die während des Pokals 2017 verwendet wurden.

Die Britannia. Quelle : INEOS

Jedes britische Schiff Der Bau dauerte ungefähr 46.000 Stunden, der Entwurf 90.000 Stunden, die CNC-Maschine 75 bis 100.000 Stunden und wiegt ungefähr 6.450 Tonnen. Die Yachten enthalten außerdem 17.300 Einzelteile, 140 Sensoren und 240 m HydraulikRohre und werden von einer 11-köpfigen Besatzung gesegelt.

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Interessanterweise ähneln die Rümpfe dieser Yachten eher Flugzeugen als herkömmlichen Yachten. Dies liegt daran, dass sie die meiste Zeit außerhalb des Wassers verbringen, wenn sie auf Tragflügelbooten fahren.

Die Tragflügelboote selbst leihen sich ebenfalls aus dem Flugzeugdesign und müssen, wie in den Regeln festgelegt, Verwenden Sie Klappen oder Aufzugselemente entlang der Folien, um das Boot zu steuern. Alles gut und schön, aber Wasser ist etwa 800-mal dichter als Luft, was zu echten technischen Problemen führt.

Die Entwurfs- und Bauzeiten für das aktuelle Rennen waren ebenfalls ziemlich eng. Die Regeln wurden erst 2018 formalisiert.

Um das Design und den Bau zu beschleunigen, haben sich die Teilnehmer des aktuellen America's Cup an computergestützte Multiphysik-Design-Software gewandt, um schnell Prototypen zu erstellen und die Leistung virtuell zu testen. Dies ist eine Technik, die auch in der Praxis üblich ist. Formel-1-Rennen heute .

Eine weitere wichtige Neuerung aus dem "America's Cup" ist, dass die Entwicklung einer neuartigen Form der Technik vorangetrieben wurde - Mechatronik . Die strengen Regeln von AC75 und die Anforderung an Einrümpfer mit großem Tragflächenboot erfordern, dass die Schiffe über sehr genaue Steuerungen und andere ausgeklügelte Systeme für "Start" und "Flug" direkt über der Wasseroberfläche verfügen.

Beispiel einer AC75-Standardyacht. Quelle : Der "America's Cup"

Diese Entwurfsüberlegungen erforderten die Fähigkeiten eines neuen Ingenieurs, eines Mechatronikers, um die Mikro- und Makroelemente des Yachtdesigns kritisch zu bewerten und zu berücksichtigen. A Mechatroniker integriert Software-Design, Hardware-Design, Elektronik und Mechanik zum Erstellen einfachere, wirtschaftlichere und zuverlässigere Systeme und um eine reibungslose und zuverlässige Interaktion durch ein kompliziertes Systemdesign zu gewährleisten.

Dies ist die erforderliche Leistung von Yachten im heutigen Rennen, die Teams je nach Integration und Leistung dieser Systeme gewinnen oder verlieren können. Schon einige Sekunden Verzögerung können ausreichen, um ein Rennen zu verlieren.

Das Maß an technologischer Innovation und Teamfähigkeit, das erforderlich ist, um die Yachten zu entwerfen und zu bauen und den "America's Cup" zu gewinnen, ist in der Tat sehr beeindruckend. Heute könnte der Yachtdesignprozess nicht unterschiedlicher sein als zu Beginn des Rennens und hat mehr mit ihm gemeinsamFlugzeugdesign als je zuvor.

Das Rennen 2021 wird spannend und es wird interessant sein zu sehen, ob Neuseeland seinen Titel behalten kann.

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