A partire dal Vendée Globe 2016, i foil hanno fatto la loro comparsa sulle barche IMOCA. Sostituiscono i daggerboard sulle nuove imbarcazioni. Sebbene non siano stati in grado di dimostrare la loro efficacia nell'edizione 2020 a causa delle condizioni meteorologiche molto particolari, il primo mese di regate del Vendée Globe 2024 ha dimostrato che le barche più veloci sono proprio i foiling. Ma come funzionano questi foil su un monoscafo IMOCA?
A cosa servono i foil su un IMOCA?
I foil di una barca IMOCA funzionano come ali sommerse, generando una forza di sollevamento che solleva parzialmente lo scafo dall'acqua. Ecco gli aspetti principali del loro funzionamento:
1. Struttura: un foil IMOCA è composto da diverse parti, tra cui un barrotto centrale, un elemento strutturale rettangolare, blocchi di schiuma sui lati e bordi d'attacco e d'uscita in carbonio.
2. Principio: l'asimmetria e la curvatura del profilo del foil creano una differenza di pressione tra la superficie superiore e quella inferiore quando si muove nell'acqua, generando portanza.
3. Effetto sulla navigazione :
- I foil riducono la resistenza aerodinamica sollevando parzialmente lo scafo dall'acqua.
- Aumentano la velocità della barca riducendo l'attrito con la superficie dell'acqua.
- Le barche IMOCA iniziano a "volare" in parte a partire da 14-15 nodi di vento.
4. Caratteristiche speciali delle barche IMOCA :
- A differenza delle barche di Coppa America, gli IMOCA non hanno timoni a T (una scelta fatta dal regolamento), il che limita la loro capacità di mantenere un volo stabile per lunghi periodi.
- I foil delle barche IMOCA sono progettati per cavitare a circa 35 nodi, un compromesso tra prestazioni ed efficienza in un'ampia gamma di velocità.
5. Regolazioni: i foil possono essere regolati in termini di incidenza per ottimizzare le loro prestazioni in base alle condizioni di navigazione.
I foil hanno rivoluzionato la vela IMOCA, offrendo notevoli guadagni di velocità, in particolare sulla trave e sottovento. Non si comportano bene nelle arie leggere (venti leggeri) e nella navigazione di bolina, anche se la differenza di velocità tra barche foiling e non foiling tende a diminuire in queste condizioni.
Quali sono i vantaggi dei foil su un IMOCA?
I foil sulle barche IMOCA offrono una serie di vantaggi significativi:
1. Aumento della velocità: i foil possono aumentare la velocità della barca fino al 10-15%, in particolare sulla trave (tra i 70° e i 120° del vento reale).
2. Riduzione della resistenza aerodinamica: sollevando parzialmente lo scafo dall'acqua, i foil riducono la resistenza dell'acqua sullo scafo, il che può tradursi in un guadagno di velocità fino a due nodi rispetto a un IMOCA convenzionale senza foil.
3. Miglioramento della stabilità: i foil aumentano il momento raddrizzante della barca, aumentando la potenza delle vele e quindi le prestazioni complessive.
4. Versatilità: alcuni modelli di foil, come i foil C, sono retrattili e modulari e offrono una maggiore flessibilità in base alle condizioni di navigazione.
5. Sollevamento dello scafo: i foil tolgono il carico dallo scafo sollevandolo parzialmente, riducendo la superficie bagnata e aumentando la velocità a parità di potenza.
6. Funzione anti-drift: oltre alla portanza verticale, i foil possono creare una portanza anti-drift, un compito normalmente svolto dai tradizionali daggerboard trasversali.
Questi vantaggi si traducono in significativi guadagni di prestazioni, con stime che prevedono fino a 5 giorni di guadagno rispetto a una gara come il Vendée Globe.
Quali sono gli svantaggi dei foil su un IMOCA?
Nonostante i vantaggi in termini di prestazioni, i foil sulle barche IMOCA presentano una serie di svantaggi:
1. Efficacia limitata in determinate condizioni :
- Meno efficiente in bolina e sottovento.
- Per essere pienamente efficaci hanno bisogno di un minimo di 12-14 nodi di vento vero.
2. Difficoltà di controllo :
- Gli skipper hanno difficoltà a gestire la rapida accelerazione della barca con i foil.
- L'assenza di timoni a T rende difficile un volo stabile, a differenza delle barche di Coppa America.
3. Compromessi progettuali :
- Le lamine progettate per le alte velocità sono meno efficienti alle basse velocità.
- Lo spessore delle lamine influenza la velocità di cavitazione, creando un dilemma tra resistenza e prestazioni (più sottile è la lamina, migliori sono le prestazioni).
4. Problemi in condizioni difficili :
- In caso di mare mosso, gli skipper devono spesso ridurre la velocità per proteggere l'imbarcazione e se stessi.
5. Complessità gestionale :
- Gli skipper devono regolare costantemente i foil in base alle condizioni, il che può essere fisicamente e mentalmente impegnativo.
6. Potenziale fragilità :
- I foil sono appendici aggiuntive che possono rompersi o danneggiarsi, come ha dimostrato l'esperienza di alcuni skipper.
7. Prestazioni in modalità degradata :
- Quando le condizioni non sono ottimali per l'uso dei foil, le barche possono trovarsi in svantaggio rispetto ai modelli senza foil.
Questi inconvenienti sottolineano la necessità di continuare a sviluppare e ottimizzare la tecnologia dei foil per le barche IMOCA, in particolare per quanto riguarda la retrattilità e il compromesso tra prestazioni e versatilità.
