SVILUPPO DI UN SISTEMA DI CONTROLLO DI UN FLAP PER UN FOIL DA BARCA A VELA

Modern sailboats that take part in regattas such as the America’s Cup take off on the water, using the same physical principles that allow airplanes to fly. In the latest XXXVI edition of the 2021 America’s Cup, Luna Rossa of Luna Rossa Prada Pirelli, winner of the 2021 Prada Cup, took part. The Italian boat is a monohull of the class Ac75 that manages to "fly" on the water thanks to the foil, asymmetric arms that exploit hydrostatic and hydrodynamic forces, allowing it to reach even 50 knots of speed. The purpose of this thesis is to define a method of analysis of the forces acting on a foil system with adjustable flap. To pursue this aim, a Moth was examined, it is a boat of 3,355 meters long, 1,38 meters wide and with a total weight of about 65 kg when fully armed, which for its small size, weight and geometric characteristics are well suited to this analysis. The boat under examination has two foils; the rudder one is operated by the helmsman through an adjustment mechanism controlled by the stick (extension of the rudder bar), the bow one, located at the end of the drift, is equipped with a self-adjustment mechanism according to the height of the hull on the free surface of the water, which allows the foiling condition.

Le moderne imbarcazioni che partecipano a regate come l’America’s Cup decollano sull’acqua, sfruttando gli stessi principi fisici che consentono agli aerei di volare. Nella recente XXXVI edizione dell’America’s Cup del 2021 ha partecipato Luna Rossa di Luna Rossa Prada Pirelli già vincitrice della Prada Cup 2021. L’imbarcazione italiana è un monoscafo della classe Ac75 che riesce a “volare” sull’acqua grazie ai foil, bracci asimmetrici che sfruttano le forze idrostatiche e idrodinamiche, permettendole di raggiungere anche i 50 nodi di velocità. La finalità del presente lavoro di tesi è quella di definire un metodo di analisi delle forze agenti su un sistema foil dotato di flap regolabile. Per perseguire questa finalità è stato preso in esame un Moth, un’imbarcazione di 3,355 metri di lunghezza, di 1,38 metri di larghezza e con un peso complessivo di circa 65 kg quando completamente armata, che per le sue ridotte dimensioni, peso e caratteristiche geometriche ben si presta a tale analisi. L’imbarcazione presa in esame dispone di due foil; quello di poppa, viene azionato dal timoniere attraverso un meccanismo di regolazione comandato dallo stick (prolunga della barra del timone), quello a prua, collocato all’estremità della deriva, è provvisto di un meccanismo di auto-regolazione in base all’altezza dello scafo sul pelo libero dell’acqua, che ne permette la condizione di foiling.