Collier Aerospace Corp. und seine hochmoderne CAE-Technologie unterstützen das Schweizer SP80-Team bei seinem Versuch, den Geschwindigkeitsweltrekord im Segeln zu brechen.
Collier Aerospace Corp. hat auf der JEC World 2022 vom 3. bis 5. Mai 2022 den Erfolg seiner neuen Software HyperX zur Analyse und Optimierung von Abmessungen bei der Konstruktion eines einzigartigen Rennsegelbootes aus Verbundwerkstoffen vorgestellt. Dieser innovative, von einem Drachen angetriebene Trimaran wurde von einem Schweizer Team aus jungen Ingenieuren und Segelenthusiasten mit Unterstützung von Studenten der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) gebaut. Im Jahr 2023 wird diese Crew, die als SP80-Team bekannt ist, versuchen, den Geschwindigkeitsweltrekord im Segeln zu brechen, indem sie vor der französischen Küste eine Geschwindigkeit von 80 Knoten erreicht. Collier Aerospace stellte an seinem Stand ein metergroßes Modell des Segelschiffs aus, damit die Besucher dieses einzigartige Schiff aus nächster Nähe betrachten konnten.
"Das Team von SP80 war von dem neuen Gerät sehr beeindruckt.ie HyperX-Software und das technische Fachwissen, das wir von Collier Aerospace erhalten haben, sagte Xavier Lepercq, Mitbegründer und technischer Leiter von SP80. Die HyperX-Software war in der Lage, eine äußerst komplexe Struktur zu dimensionieren und mehrere verschiedene Lastfälle sehr schnell zu bewerten. Wir haben uns wirklich auf das Urteilsvermögen und die Engineering-Erfahrung von Collier Aerospace verlassen, die uns geholfen haben, intelligente Entscheidungen zu treffen. Wir freuen uns darauf, mit dem Team von Collier Aerospace bei zukünftigen Strukturprojekten zusammenzuarbeiten."
Optimierung der Dimensionierung
Mit Hilfe der HyperX-Software führte Collier Aerospace die Verbundstoffoptimierung für die meisten primären starren Strukturen des Schiffs durch, einschließlich des Hauptrumpfs, des Energiemoduls und der hinteren Schwimmer. Die Dimensionierung umfasste die Bestimmung der dünnsten und leichtesten Laminate und des Sandwich-Kernmaterials, die die mechanischen Anforderungen in jedem Abschnitt des Bootes erfüllten und gleichzeitig positive Sicherheitsmargen einhielten.
Darüber hinaus wurde die HyperX-Software für eine Vielzahl anderer Ziele auf dem Boot des SP80-Teams eingesetzt. Dazu gehörten Vergleichsstudien für zahlreiche Kombinationen von Laminaten und Sandwichpaneelen; strukturelle Optimierung für die Fertigung durch Festlegung von Fertigungs- und Einbauabläufen unter Verwendung dünner kohlefaserverstärkter Laminate; und die Bewertung verschiedener struktureller Designkonzepte mit anschließender schneller Bemessung der neu erzeugten Strukturen, einschließlich statischer Spannungs- und Knickanalysen - oft während der Fertigung der Teile. Das in der HyperX-Software erzeugte Modell enthält 300.000 Elemente und über 500 einzigartige Designeigenschaften.
"Ein komplexes gemeinsames Projektuch dieses Segelboot aus Verbundwerkstoff ist der Ort, an dem die HyperX-Software wirklich glänzt, sagte Mischa Pollack, Innovationsmanager bei Collier Aerospace. Es kann eine Struktur viel schneller als andere Tools dimensionieren. Diese Geschwindigkeit ermöglichte es uns, viele verschiedene Designkonzepte für die verschiedenen Komponenten des Chassis, einschließlich des Energiemoduls, zu bewerten. Solche Projekte gehören zu den Dingen, die mir an Collier Aerospace am besten gefallen: mit tollen Teams wie der SP80-Gruppe zusammenzuarbeiten und gleichzeitig HyperX dabei zu helfen, ein besseres Werkzeug für die Zukunft zu werden."
Einzigartige Struktur
Teilnehmer, die versuchen, den Geschwindigkeitsweltrekord im Segeln zu brechen, haben einen großen Spielraum bei der Gestaltung ihrer Boote, was das SP80-Team dazu veranlasste und inspirierte, eine Trimaran-Architektur zu verwenden, die aus vier Schlüsselelementen besteht. Drei Rümpfe aus kohlefaserverstärktem Verbundwerkstoff (der Hauptrumpf/Passagierraum, der Pilot und Copilot schützt, und die beiden Seitenschwimmer, die für Stabilität bei niedrigen und hohen Geschwindigkeiten sorgen), sind so konstruiert, dass sie immer in Kontakt mit dem Wasser bleiben. Die superbelüfteten Hydrofoils reduzieren Kavitation und Luftwiderstand, was dem Fahrer hilft, die gesamte verfügbare Kraft zu nutzen, um das Boot nach vorne zu treiben. Ein Drachen (Segel) wird dann am Haupttragflügel befestigt und wandelt die Kraft des Windes in Antriebskraft um, um das Boot zu bewegen. Es können mehrere verschiedene Drachen mit einer Fläche von 25 bis 40 Quadratmetern verwendet werden, um sich den Windverhältnissen anzupassen. Das patentierte und sehr wichtige Composite Power Module ist ein mechanisches System, das die Aufwärtskraft des Drachens ständig mit der Abwärtskraft der Hydrofoils ausrichtet und so die Windkräfte des Drachens effektiv auf die Hydrofoils und das Boot selbst überträgt und gleichzeitig die Stabilität bei hohen Geschwindigkeiten aufrechterhält. Zusammen sollen diese vier Elemente die Geschwindigkeit erhöhen und den Luft- und Wasserwiderstand minimieren, um dem Team bei seinem Rekordversuch zum Erfolg zu verhelfen.