فناوری‌های جدید سرعت قایقرانی را افزایش می‌دهند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اکونومیست، «کاتی سارک» (Cutty Sark) اولین بار سال ۱۸۹۶ میلادی به آب انداخته شد و پیش از آنکه بازنشسته شود، با سرعت ۱۷ گره دریایی (۳۱.۵ کیلومتر بر ساعت)، یکه‌تاز پهنه دریا‌ها بود.

اما قایق‌های مسابقه مدرن که طراحی‌شان محصول ۱۵۰ سال پیشرفت ایرودینامیکی و هیدرومکانیکی است، خیلی سریع‌تر از کاتی سارک حرکت می‌کنند و حتی این روزها، در رقابت برای شکستن رکورد سرعت ۶۵ گره دریایی که در سال ۲۰۱۲ وضع شد، هر از گاهی سر و کله شناور‌های عجیب و غریب‌تر هم پیدا می‌شود.

سال‌های سال است که سرعت شناور‌ها همچنان سیر صعودی دارد. در دهه ۱۹۷۰، قایق‌های تفریحی (یات)، همزمان با باریک‌تر و لغزنده‌تر شدن بدنه‌شان، با سرعت بیشتری سینه آب را می‌شکافتند. در دهه ۱۹۸۰، سرعت موج‌سواران جسور به بالای ۴۰ گره دریایی رسید. در دهه ۲۰۰۰، کایت سرفر‌ها با سرعتی بالغ بر ۵۵ گره، روی آب سُر می‌خوردند.

با این حال، نیاز‌های فیزیکی و خطر صدمه ناشی از دشواری‌های حفظ تعادل روی یک تخته کوچک که با چنین سرعتی روی آب حرکت می‌کند، می‌تواند به معنای افزایش تقاضا برای بازگشت شناور‌های بادبانی به صحنه رقابت باشد.

در گود رقابت میان قایق‌های بادبانی متکی به فناوری‌های نوین، رکورد فعلی از سوی یک شهروند استرالیایی به نام «پل لارسن» (Paul Larsen) ثبت شده است. او از یک قایق کاتاماران (قایق بادبانی دوبدنه) به نام «وستاس سیل‌راکت ۲» (Vestas Sailrocket) استفاده کرد که به پشتوانه «هیدروفویل»‌ها یا باله‌هایی که در دو پهلوی آن نصب شده، روی آب سرُ می‌خورَد. نیروی پیش‌ران این قایق بالدار را یک بادبان بال‌گونه تأمین می‌کند. بادبان‌های بال ساختاری محکم و برافراشته دارند که اگرچه به صورت عمودی نصب می‌شوند، اما بی‌شباهت به بال هواپیما نیستند و در مقایسه با بادبان‌های پارچه ای، باد را بهتر مهار می‌کنند.

رکورد قایق لارسن در مسیر یک طرفه ۵۰۰ متر است. مدعیان جدیدی که قرار است این رکورد را بشکنند، باید دست‌کم گنجایش یک سرنشین را داشته باشند، نیروی محرک خود را فقط از باد بگیرند و بدنه آن‌ها با آب در تماس باشد. اما مسئله اینجاست که در حال حاضر، فقط دو شناور در صحنه رقابت حضور دارند که هر دوی آن‌ها هم درست مانند قایق لارسن، بی‌شباهت به قایق‌های معمولی هستند.

یکی از این دو شناور با نام sp۸۰ از سوی مؤسسه فناوریِ لوزانِ سوئیس ارائه شده و دیگری را هم استارت‌آپ فناوری دریایی «سیروکو» (Syroco) که در بندر مارسیِ فرانسه مستقر است، معرفی کرده است.

sp۸۰ به یک جت جنگنده فیوچریستیک (آینده‌گرایانه) شباهت دارد و به جای آنکه یک قایق بادبانی ساده یا بالدار باشد، نیروی پیش‌ران خود را از یک کایت می‌گیرد. در سرعت بالا، فقط قسمت عقبی قایق داخل آب می‌ماند و به این ترتیب، نیروی کششی که شناور را جلو می‌برد به حداقل می‌رسد. ناخدا در قسمت جلویی کابین اختیار سکان را در دست دارد و کمک ناخدا هم در صندلی پشتی، هدایت کایت را به دست می‌گیرد.

شناور طراحی شده از سوی استارت‌آپ سیروکو هم گنجایش دو سرنشین را دارد، اما شکل ظاهریش حتی از sp۸۰ عجیب و غریب‌تر است. این قایق هم نیروی پیش‌ران خود را از کایت می‌گیرد. بدنه این شناور از یک محفظه اژدرمانند تشکیل شده که محل استقرار سرنشینان است. هرچه سرعت کایت بیشتر باشد، تماس بدنه قایق با آب کمتر و به سمت آسمان متمایل می‌شود و به این ترتیب، نیروی کششی تا حد ممکن کاهش می‌یابد. در این حالت، فقط یک هیدوفویل (باله) کوچک در آب می‌ماند که توازن قایق را حفظ و مانع از پرتاب کامل آن به سوی هوا می‌شود.

یکی از مشکلاتی که هر دو طرح دارند، پدیده‌ای به نام کاویتاسیون یا حباب‌زایی است. این پدیده وقتی ظاهر می‌شود که در فضای عقب شیئی که با شتاب حرکت می‌کند اعم از هیدروفویل با تیغه پروانه، افت فشار به وجود می‌آید. حباب‌های ناشی از این پدیده، منجر به ایجاد تکانه‌هایی می‌شود که نه تنها سرعت قایق را پایین می‌آورند بلکه به ساختار آن هم آسیب می‌زنند. بنابراین، بخشی از چالش محرمانه هر دو شرکت رقیب، طراحی باله‌هایی است که از پس مشکل حباب‌ها برآید.

هر دو تیم، چشم‌انداز خود را روی عبور از سرعت ۸۰ گره تنظیم کرده‌اند و اگر همه چیز خوب پیش برود، رکورد قایق لارسن شکسته می‌شود. البته، این فناوریِ پرشتاب مزایای دیگری هم دارد. بعضی کشتی‌های باری در حال حاضر هم به بادبان‌های بال مجهز هستند تا در هزینه سوخت صرفه‌جویی کنند و استفاده از کایت برای ایجاد نیروی پیشران هم در دستور کار قرار گرفته است. در کشتیرانی تجاری، بازگشت به نیروی باد پایان دل‌چسبی برای یک دوره تاریخی به شمار می‌رود. با این حال، کایت‌ها و بادبان‌های بال آن شکوه و عظمتی را که کشتی کاتی سارک در سال ۱۸۹۶ با ۳۲ بادبان برافراشته‌اش به رخ کشید، تداعی نمی‌کنند.