Mikä on hydrofoil?
Ihanteellinen tapa lisätä minkä tahansa vesikulkuneuvon nopeutta on minimoida sen rungon kosketus meriveteen. Hydrofoil-purjevene on yksi tällainen vesikulkuneuvotyyppi, joka tekee saman tehtävän mutta eri tavalla. Kantosiipipurjeveneet koostuvat kahdesta siipimäisestä rakenteesta, jotka tunnetaan myös nimellä foliot ja jotka on asennettu vesikulkuneuvon rungon alapuolelle erityisten jalkojen varaan. Kummallakin kalvolla on oma propulsiojärjestelmänsä, joka koostuu moottorista ja potkurista. Kalvon toiminta on samanlainen kuin lentokoneen siiven. Kun vene liikkuu vedessä ja lisää nopeuttaan, kalvot luovat nostetta, joka työntää veneen ulos vedestä, jolloin vesikulkuneuvon nopeus kasvaa huomattavasti.
Lyhyt historia
Hydrofoil-purjeveneet keksittiin ensimmäisen kerran noin sata vuotta sitten vuonna 1906 italialaisen insinöörin toimesta. Kuitenkin vasta 1900-luvun alkupuoliskolla löydettiin sen todellinen potentiaali. Ensimmäinen täysin toimiva kantosiipialus, joka pystyi kuljettamaan matkustajia, rakennettiin vuonna 1936. Kantosiipialuksia käytettiin laajalti myös toisen maailmansodan aikana.
Toimintaperiaate
Tavanomaisella rungolla varustetussa veneessä menetetään suuri määrä energiaa, kun runko on kosketuksissa veden kanssa. Kantosiivissä vesi liikkuu nopeammin niiden siipien yläpinnan yli, jolloin syntyy paineen lasku ja ylöspäin suuntautuva voima, joka vetää veneen pois vedestä. Kun veneen nopeus kasvaa, ylöspäin suuntautuva voima nostaa venettä pidemmälle, jolloin vastus vähenee ja veneen nopeus kasvaa. Vene nousee vedestä siihen pisteeseen asti, jossa sitä ei voi enää nostaa, koska veneen paino painaa venettä alaspäin. Näin vene pysyy keskellä ilmaa tasapainoasennossa, jolloin sen kosketus veteen on hyvin vähäinen, mikä vähentää vastusta ja lisää veneen vakautta ja nopeutta.
Veneen vähäinen kosketus veteen on valtava etu, sillä se estää kovia aaltoja vaikuttamasta veneeseen. On kuitenkin kaksi tapaa, joilla kantosiipialus liikkuu vedessä – alustaminen ja konturointi. Kun aallot ovat pienempiä eli pienempiä kuin veneen korkeus, kantosiipialus liikkuu vedessä ilman suurta nostetta, jolloin aallot eivät kosketa sen vesitasoa. Jos taas aallot ovat suuria, kantosiipi suorittaa toisen toiminnon, joka tunnetaan nimellä contouring, jolloin kantosiipi liikkuu aallon muotoa pitkin ja estää siten itseään joutumasta aallon vaikutuksen alaiseksi.
Kalvojen tyypit
Kalvoja on pääasiassa kahdenlaisia :
- V-muotoinen folio
- T-muotoinen folio
Varhaisimmissa kantosiivekkeissä käytettiin V-muotoista foliota, joka lävisti veden pinnan liikkuessaan veden läpi. T-muotoinen folio pysyy täysin veden alla, mikä lisää sen vakautta, koska se on vähemmän alttiina aaltojen vaikutuksille. Tämäntyyppiset kalvot vaativat kuitenkin suurta ohjauskykyä, jotta niitä voidaan jatkuvasti säätää muuttuvien aaltojen mukaan.
Image Credits
yangtzedream.com/images/product/hydrofoil.jpg
img.nauticexpo.com/images_ne/photo-g/passenger-ferry-superfast-hydrofoil-100363.jpg
upload.wikimedia.org/wikipedia/fi/3/35/Greek_Hydrofoil_2005.JPG