Czy możliwe jest by projekt SOLAR 2014 połączył pasję opartą na żywiole wody, skomplikowanych rozwiązaniach inżynieryjnych oraz ekologii? Można tego dokonać angażując swój czas i wysiłek w projekt budowy łodzi napędzanej energia słoneczną. Efekt pracy Bartosza Puchowskiego to nie tylko rzeczywista jednostka, ale również sukcesy w prestiżowych międzynarodowych regatach oraz kolejne wyzwania i projekty.
Regaty
Ostateczne sprawdzenie kilku lat projektowania i budowy jednostki następuje tak na prawdę na regatach, tylko tam w warunkach rzeczywistych i przy udziale konkurencji okazuje się czy projekt jest poprawnie zrealizowany. Załoga Bartosza Puchowskiego bierze udział w regatach łodzi napędzanych energią fotowoltaiczna od początku istnienia tego typu imprez w Europie. Pierwsze regaty ukończyli na dziesiątym miejscu, jednak eliminacja błędów oraz ciągła modernizacja łódek dawała coraz lepszy wynik w kolejnych edycjach wyścigu. Podczas regat w 2008 roku polski Solar Team wchodził na podium cztery razy co dało im drugie miejsce w klasyfikacji generalnej i jako pierwsi na świecie przełamali dominację Holendrów w tej dyscyplinie. W regatach nie ma nagród poza satysfakcją, więc jest to też projekt który ma być samo wystarczalny, bez aspektu komercyjnego.
Najbardziej prestiżowa impreza związana z rywalizacją łodzi napędzanych energią słoneczną to DONG Solar Challenge, która od 2012 posiada rangę mistrzostw świata Frsian Solar Challenge. Do wyścigu w którym trzeba pokonać 250 km tylko dzięki energii słońca przystępują teamy z całego świata. W edycji z roku 2012, po bardzo skrupulatnej kontroli, dopuszczono do startu 56 jednostek. Podczas całych zawodów nie można doładowywać baterii ani wykonywać znacznych zmian i napraw. Powoduje to, iż samo dostanie się do regat i ich ukończenie jest dużym sukcesem. W przygotowaniu do rywalizacji teamy sponsorowane są przez znaczące uniwersytety oraz firmy przemysłu energetycznego. FSC to regaty o na większym stopniu trudności oraz prestiżu o wymiarze ogólnoświatowym.
Mistrzostwa Świata odbywają się co dwa lata i powoduje to, iż aby walczyć o czołowe miejsca w regatach trzeba zaprojektować i zbudować od podstaw całą jednostkę. Postęp technologiczny głównie w akumulatorach, panelach fotowoltaicznych i elektronice jest tak duży, że łódka może pływać średnio 20% szybciej od poprzedniej wersji. Na co dzień każdy członek teamu zajmuje się projektowaniem oraz budową jachtów co powoduje iż na bieżąco mają styczność z nowatorskimi rozwiązaniami zarówno w konstrukcji jak i technologii. Dzięki dokładnemu projektowaniu konstrukcji polska łódka Solar jest najlżejszą z całej stawki i od lat jest nominowana do nagrody za nowatorskie rozwiązania projektowe.
Etap projektowania
Projektowanie łodzi zaczyna się tak na prawdę zaraz po zakończeniu regat. Spisywane są wszystkie problemy z własną jednostką oraz pomysły i rozwiązania konkurencji jakie należy przeanalizować. Latem 2013 roku zostały opublikowane nowe przepisy regat oraz całkowicie nowa trasa, konkurencję i wszystkie te dane są podstawą do wykonania projektu koncepcyjnego nowej jednostki. Główną modyfikacją w porównaniu do poprzednich lat jest podział odcinków codziennych odcinków na dwa z czego końcówka to około 5km. Powoduje to iż pierwszą część dnia będzie trzeba płynąć z prędkością 4-5 m/s a końcówkę z prędkością 6,5 m/s co znacząco wpływa na kształt kadłuba oraz układ napędowy. Tak różne prędkości powodują konieczność zastosowania dwóch , różnych śrub napędowych, aby maksymalnie wykorzystać energię słoneczną.
Po zaprojektowaniu układu napędowego oraz elektroniki przystąpiono do projektowania takiego kształtu kadłuba, aby zminimalizować opór i znaleźć prawidłowe zrównoważenie dla różnych prędkości. Ten etap, zarówno pod względem obliczeń numerycznych jak i weryfikacji obliczeń na basenie modelowym, realizowany jest przy wsparciu Centrum
Techniki Okrętowej w Gdańsku.
Budowa jednostki
Aby zminimalizować opór jednostki konieczne jest uzyskanie jak najmniejszej masy wszystkich zainstalowanych elementów. Przepisy nakazują zastosowanie określonych paneli, maksymalnej masy akumulatorów, a cała reszta osprzętu musi spełniać wymogi odnośnie wytrzymałości, bezpieczeństwa i funkcjonalności podczas regat. Dla tego głównym materiałem stosowanym do budowy kadłuba to włóko węglowe wykonane w technologii próżniowej – infuzji.
Wszystkie prace zaczynają się od budowy kopyt zarówno dla kadłuba, pędnika jak i mniejszych elementów z których następnie ściągana jest forma produkcyjna.
Główna forma kadłuba jest wykonywana ręcznie, gdzie frezowane wręgi są obite listwami z MDF, pokryte cienką warstwą laminatu oraz szpachlówką formierską Sea-Line. Taka technologia umożliwia nam szybkie i tanie wykonanie kopyta z dokładnością wystarczającą dokładnością. Aby zminimalizować pracę nad wykończeniem formy, kopyto lakierowane jest farbą TOP MODELCOAT i wygrzane w celu uzyskania wymaganej twardości powłoki lakierniczej. Tak przygotowane kopyto jest bazą do ściągnięcia formy kadłuba bez konieczności szlifowania i polerowania jej przed wykonaniem pierwszego wyrobu.
Konstrukcja kadłuba
Główny materiał konstrukcyjny kadłuba i mniejszych elementów to zbrojenie z carbonu o gramaturze 150-200g/m2 oraz pianki przekładkowej PE 4mm, konstrukcja przekładkowa na takich materiałach daje wystarczającą sztywność konstrukcji oraz wytrzymałość na punktowe obciążenia. Miejsca takie jak mocowanie pędnika, bocznych pływaków i paneli są wzmacniane dodatkowymi warstwami i grubości i kierunku włókien dopasowanym do naprężeń jakie występują w konstrukcji. Skrupulatne projektowanie i budowa powoduje iż jednostka Solar jest zawsze najlżejsza na świecie przy jednoczesnym zachowaniu walorów estetycznych.
Masa najnowszego kadłuba z wszystkimi elementami kompozytowymi to zaledwie 12kg
Zastosowana technologia wykonania to głównie infuzja gdyż daje ona możliwość precyzyjnego ułożenia wszystkich materiałów i wykonania konstrukcji w jednym procesie laminowania ze wszystkimi wzmocnieniami lokalnymi kadłuba.
Jednym z trudniejszych elementów do wykonania jest kolumna pędnika która musi być smukła ze względów oporowych i wytrzymała gdyż przenosi napór ze śruby i jest mocno narażona na kontakt z przeszkodami jak mielizny, pływające drewno, których jest dość sporo w kanałach Holenderskich.
Ten element jako jedyny wykonywany jest w technologii prepregów, czyli zbrojenia wstępnie przesyconego żywicą, które normalnie przetrzymuje się w zamrażarce aby żywica się nie utwardziła. Materiał ten układany jest na stalowych formach pędnika, zamykany w worku w celu wytworzenia próżni i następnie umieszczany w piecu gdzie panuje temperatura 120’C. Wygrzewanie w takiej temperaturze powoduje, iż w ciągu zaledwie dwóch godzin uzyskuje się kompozyt o bardzo dużej sztywności i wytrzymałości. Jest to technologia stosowana w formule 1, w budowie jachtów uczestniczących w Pucharze Ameryki i daje ona najlepszy stosunek masy do wytrzymałości.
Badania modelowe.
Przed wyposażaniem jednostki w docelową elektronikę kadłub poddano badaniom modelowym aby ostatecznie zweryfikować projekt. Jest to ostatni etap w którym wprowadza się modyfikację wyposażenia kadłuba i rozłożeniu wszystkiego tak aby uzyskać jak najlepszy efekt w czasie regat.
Solar 2014 dane techniczne
Prędkość maksymalna 7m/s
Moc silnika 2400 W
Moc panel 920 W
Masa łódki ze sternikiem 183 kg.
Napęd – dwie śruby ciągnące
Masa kadłuba 12kg
Konstrukcja carbon – sandwich, epoxyd
Wyniki Teamu
Zapoznaj się ze szczegółowymi informacjami dotyczącymi naprawy i konserwacji jachtów oraz łodzi. Dowiedz się o szpachlowaniu, malowaniu ...
Zmiejsz koszty napraw jachtu poprzez zakup wyłącznie potrzebnych materiałów lakierniczych. Nasz kalkulator farb pozwoli Ci precyzyjnie oliczyć ...
Filmy instruktażowe nagrane przez specjalistów. W wygodny sposób, kro po kroku zobaczysz jak prawidłowo naprawić czy zakonserwować każdy jacht ...
Artykuły zawierające galerię efektów prawidłowo przeprowadzonych napraw. Historie z życia wzięte, szczegółowo opisane i sfotografowane ...
