QFX Lake Racer - L'ingegnere svizzero Thomas Jundt ha deciso di puntare sul stile "old-school" e di inserire uno scafo tra l'alberatura e i foil... Uno yacht da 35 piedi con sistema a foil senza compromessi, progettato per le regate sui laghi europei.
Il QFX ha spinto un gruppo multinazionale di velisti, progettisti e costruttori ai confini estremi della tecnologia, in una collaborazione che si è spinta fino a ciò che si potrebbe definire un “inganno positivo” per raggiungere i propri obiettivi. Incaricato di progettare e realizzare l’imbarcazione da 14,5 m, Tim Willetts di C-Tech racconta che ben presto hanno capito che «l’obiettivo di Jundt era quello di spingerci al punto da farci strillare e dimenarci come maiali allo scannatoio».
Tuttavia, nonostante le difficoltà e una situazione finanziaria precaria, questa esperienza ha portato con sé una certa euforia e notevoli guadagni. Di conseguenza, questa avventura nella costruzione di un albero per una barca a chiglia ha permesso all’azienda neozelandese di ampliare le proprie capacità raggiungendo un nuovo livello, che sta già dando i suoi frutti sotto forma di nuovi ordini di alberi di dimensioni simili.
Se il progetto QFX di Thomas Jundt, con sede a Ginevra, fosse una mappa nautica d’altri tempi, sarebbe rappresentata dalla "terra incognita" , dove vagano draghi e mostri marini. In cima alle istruzioni scritte da Jundt c’è questa rara precisazione: «Non ho bisogno di alcuna garanzia contro la rottura».
Jundt è un ingegnere civile in procinto di andare in pensione, ben noto nel mondo delle regate lacustri per la sua propensione a esplorare nuove frontiere. Il suo precedente progetto Mirabaud, ad esempio, ha messo alla prova l’ipotesi secondo cui le imbarcazioni alari potessero fare a meno dello scafo. La soluzione Mirabaud consisteva in una rete in carbonio di travature tubolari che sostenevano l’alberatura e i foil, con una stabilità statica praticamente pari a zero. Quando volava, era molto veloce, ma per dare il meglio di sé dipendeva da una serie di condizioni molto specifiche e limitate. «Ciononostante, è l’unica imbarcazione ad aver vinto la regata Rolle-Ginevra volando per tutto il percorso e detiene ancora il record di gara per i monoscafi», afferma Jundt.
Il progetto QFX mira a realizzare un’imbarcazione versatile per la navigazione lacustre, in grado di garantire prestazioni agonistiche elevate con venti compresi tra 0 e 30 kts. L’idea è quella di realizzare un’imbarcazione estremamente leggera con tre modalità distinte: deve essere altamente efficiente in modalità a dislocamento con venti da 5 a 6 nodi, che prevalgono sui laghi; man mano che la velocità dell’imbarcazione sale fino a circa 10 nodi, dovrebbe utilizzare la tecnologia DSS di Hugh Welbourn per navigare in semi-foil; e a 15 nodi, dovrebbe volare.
La stabilità deriva da una chiglia a bulbo profonda e da tre, forse quattro, membri dell’equipaggio disposti in fila sui trapezi. Le indicazioni di Jundt a tutti i partner tecnologici erano di ridurre il peso al minimo indispensabile. «Sono un ingegnere civile», spiega. «Per 40 anni ho dovuto costruire cose con ampi margini di sicurezza. Il risultato è che tutto è sovradimensionato, troppo grande, decisamente troppo pesante, con troppo materiale». Al contrario, ammira la filosofia alla base del velivolo d’attacco Mosquito della Seconda Guerra Mondiale, costruito in legno lamellare leggero, proprio come uno yacht. «Era stato costruito con un fattore di sicurezza di 0,8 e, quando si rompeva, lo riparavano. Questo è il mio approccio a questo progetto».
La reputazione e la competenza di C-Tech si fondano sul suo stretto coinvolgimento nel mondo della vela su skiff, che non è certo un ambito per i timidi. Tuttavia, anche in un ambiente abituato a spingersi oltre i limiti, si avverte una certa tensione tra la sincera ammirazione per l’audace ambizione di Jundt e il timore per le sue implicazioni pratiche.
«Un approccio ingegneristico standard prevede un fattore di sicurezza pari a 2,75», spiega Willetts. «I progetti dell’America’s Cup si attestano su valori compresi tra 1,3 e 1,5. Thomas vuole scendere sotto 1.»
Lavorando con Chris Mitchell della Applied Engineering Services e con Doyle Sails New Zealand, il cui software Sail Pack ha fornito casi di carico accurati per l’attrezzatura, Willetts ha elaborato un progetto iniziale che, secondo lui, pesava un minimo di 30 kg. Dopo un lungo dialogo – tra strilli e contorsioni – quella cifra è stata ridotta a 22 kg. In quel processo, entrambe le parti hanno fatto ricorso a qualche stratagemma. «Ho detto a Tim che stavo riducendo il momento di raddrizzamento, così i carichi sarebbero stati minori», racconta Jundt ridacchiando. «Per non discutere con lui, gli ho fornito un valore errato del momento di raddrizzamento».
D’altra parte, Willetts ha anche inserito di nascosto un paio di elementi di sicurezza provvisori nel caso in cui si dovesse verificare che la sezione superiore dell’albero, non sostenuta, necessiti di un sostegno quando, ad esempio, il Code Zero da 90 m², che genera un carico sul luff di 1.800 kg con soli cinque nodi di vento, venga inevitabilmente utilizzato per navigare di bolina; oppure nel caso in cui fosse necessario un strallo interno per bilanciare una randa fortemente terzarolata.
Descrivendo alcune delle sfide legate alla realizzazione con margini così ridotti, Willetts spiega: «La sezione dell’albero è piuttosto grande, il che significa che la parete ha uno spessore di soli 2 mm, il che aumenta il rischio di instabilità. Gli alberi che cedono per instabilità sono incredibilmente emozionanti e causano una vera e propria devastazione, ma l’instabilità è piuttosto difficile da modellare con precisione. Evitarlo comporta una forte sollecitazione sul laminato e richiede una costruzione estremamente accurata per ottenere le proprietà di instabilità richieste». In uno stabilimento in cui la precisione era già una priorità assoluta, questo progetto ha richiesto un ulteriore passo avanti in tutto il processo di produzione. Innanzitutto, la prassi normale sarebbe stata quella di utilizzare una sezione standard di albero in alluminio come mandrino. Tuttavia, le forme delle sezioni disponibili in commercio sono state ritenute troppo piatte nelle pareti laterali, aumentando il rischio di instabilità.
«Abbiamo adottato ogni precauzione possibile», afferma Willetts. «Per cominciare, abbiamo utilizzato carbonio ad altissimo modulo e poi abbiamo fatto tutto il possibile per massimizzare al massimo le proprietà note del preimpregnato e della resina epossidica. Eravamo perfettamente consapevoli che, in assenza di margini di sicurezza, anche un minimo errore nel processo di produzione avrebbe potuto compromettere l’albero. Tutto doveva essere il più vicino possibile al 100 per cento».
Al fine di spingere al limite i limiti di peso, alcuni componenti sono stati realizzati su misura con la stampa 3D in titanio. Anche il normale sistema di finitura è stato scartato e l’albero è stato semplicemente spruzzato con una mano di fondo nero per la protezione dai raggi UV. Discussioni simili hanno riguardato anche il boma. Jundt voleva un boma che pesasse non più di 4 kg. La prima versione di C-Tech era di 10 kg e il compromesso finale si è attestato a 6 kg.
Nonostante le loro “differenze creative”, Jundt afferma di aver apprezzato la collaborazione con Willetts. «È stato fantastico. Gli ho mandato un’e-mail per dirgli che secondo me è ancora troppo forte, ma ha fatto un lavoro splendido e i dettagli sono fantastici. Sono rimasto molto soddisfatto di C-Tech».
Il sentimento è reciproco. «È stato un incubo e un piacere, che è esattamente quello che si desidera», afferma Willetts parlando del progetto che ha spinto l’azienda al limite. «Questo tipo di progetto è di gran lunga la parte più emozionante e gratificante del mestiere di costruttore di alberi. È una miniera d’oro per ciò che si impara». Dopo aver preso in consegna l’albero e il boma, Jundt e il suo equipaggio non hanno perso tempo e sono subito scesi in acqua. Senza i foil, che saranno completati durante l’inverno, hanno partecipato alle regate Centomiglia e Trofeo Goria sul Lago di Garda a settembre, classificandosi secondi tra i monoscafi su 100 imbarcazioni nella prima e quarti nella seconda. Il vento della Centomiglia ha oscillato da molto leggero a 16 nodi, mentre il Trofeo Goria si è concluso in condizioni impegnative con venti a 30 nodi.
«Negli ultimi 15 minuti circa, mentre ci avvicinavamo al traguardo, eravamo un po’ in modalità sopravvivenza», dice Jundt. «Eravamo molto concentrati. Praticamente navigavamo con il fiocco e lasciavamo sventolare la randa, ma riuscivamo comunque a mantenere una velocità di 6-7 nodi di bolina. Era una situazione gestibile. «In quelle condizioni, saremmo stati felici di avere il sistema DSS a disposizione. Avremmo potuto virare di bolina e generare un maggiore momento di raddrizzamento.»
Spinto dalla passione di Jundt, lo stesso clima di tensione creativa ha caratterizzato l’intero progetto QFX. Per la progettazione dello scafo, si è rivolto a Hugh Welbourn perché ammirava i suoi monoscafi Q28 e Q30 DSS. «I suoi scafi hanno una resistenza aerodinamica molto bassa e ho avuto l’impressione che avesse compreso appieno ciò che era necessario per la navigazione lacustre». Una volta stabilita una lunghezza fuori tutto (LOA) di 35 piedi, la progettazione dello scafo è stata piuttosto semplice. «Hugh ha preso il concetto del Q30, che è fantastico, lo ha sviluppato e ha apportato alcune piccole modifiche. Abbiamo definito molto rapidamente le dimensioni generali e il momento di raddrizzamento. Per quanto riguarda i foil, però, abbiamo discusso a lungo. Alla fine, gli ho detto che avrebbe dovuto consegnarci solo lo scafo e il ponte e che avremmo completato la barca in Svizzera».
Il problema era l’insistenza di Jundt sul fatto che, in modalità “light air”, il foil dovesse ritrarsi completamente fuori dall’acqua, il che significava che il punto di uscita inferiore doveva trovarsi al di sopra della linea di galleggiamento. «La realtà è che useremo il sistema DSS solo nel 20-30 per cento dei casi. Quindi, dobbiamo essere in grado di navigare bene per la maggior parte del tempo, ovvero nel 70-80 per cento dei casi, e non è possibile farlo trascinando un foil nell’acqua.»
Ottenere la geometria e le forme necessarie per le due modalità di volo del foil – lo skimming DSS e il volo completo – e riuscire poi a ritrarre completamente il foil senza ostacolare l’attrezzatura e le vele sopra il ponte ha richiesto un notevole lavoro di messa a punto. Una volta che Jundt ha progettato ciò che desiderava, Welbourn ha iniziato a costruire il foil.
La strategia prevede che, navigando con venti moderati, il foil venga dispiegato in una prima fase, che garantisce la modalità di scivolamento DSS. Con venti più forti, il foil viene spinto più in profondità in una seconda fase, che trasforma l’angolo del foil da una configurazione a L a una forma a V autoregolante a pieno volo. Per la navigazione a dislocamento, il foil viene tirato verso l’alto e aderito allo scafo sopra la linea di galleggiamento; il cuscinetto superiore sul ponte è progettato per scorrere verso l’interno, lasciando l’albero del foil appoggiato all’albero e libero dalle vele. «Ciò significa che l’imbarcazione può sbandare fino a 15° senza che la punta del foil tocchi l’acqua», spiega Jundt. «Se non fossimo riusciti a ottenere questo risultato, il progetto sarebbe stato impossibile».
In risposta alle diverse modalità di navigazione, anche la configurazione dell’attrezzatura è altrettanto flessibile. Si tratta fondamentalmente di un’attrezzatura frazionata a doppio crocetto, con una randa di grandi dimensioni e un fiocco piccolo posizionati arretrati rispetto alla prua, con la possibilità di montare vele di prua più grandi su avvolgitori, sia in configurazione frazionata sopra i ganci e fino alla prua, sia in cima all’albero e fino all’estremità di un grande bompresso.
Le vele di prua hanno dimensioni che vanno da 90 m² a 12 m², mentre la randa da 40 m² è predisposta per due terzaroli. Jundt prevede che, in modalità foiling, la randa verrà terzarolata fino ai hounds, formando un triangolo con il fiocco per abbassare il centro di pressione. Questi esperimenti sono in programma per la prossima estate boreale, quando Jundt e il suo equipaggio non vedono l’ora di decollare a tutta velocità. «Abbiamo tutti più di 60 anni e navighiamo insieme da molti anni. Allo yacht club ci chiamano i “ragazzi pazzi”», ride. «Tra tutti noi, in questo progetto è confluita una grande esperienza di navigazione sui laghi.»
«L’equipaggio è contento, perché con il progetto Mirabaud ci eravamo un po’ stufati di capovolgersi e di non portare a termine le regate», afferma Jundt. «La barca funziona già meglio di quanto immaginassi».
