iQ-Technologie

iQ-Technologie®

Intelligentes Segeldesign von Quantum Sails

Quantum Sails hat die Kunst und Wissenschaft des Segelmachens auf ein neues Niveau gehoben und damit die schnellsten und effizientesten Segelformen und -strukturen geschaffen. Diese Technologie heißt iQ Technology und ist, einfach ausgedrückt, das intelligenteste Designsystem der Branche für die Herstellung von Membransegeln.

Während einige Unternehmen auf Standardwerkzeuge setzen, ist die iQ-Technologie von Quantum ein vollständig integrierter, intelligenter Ansatz, der über 25 Jahre hinweg von Menschen mit umfassendem Wissen und Fachkenntnissen im Segelsport entwickelt wurde. Die iQ-Technologie integriert modernste Konstruktions- und Fertigungsmethoden sowie Tests auf dem Wasser in einem systematischen Prozess, der eine hervorragende Segelleistung, Konsistenz und Wiederholbarkeit gewährleistet.

Mithilfe computergestützter 3D-Modellierung, komplexer mathematischer Berechnungen und virtueller Tests analysieren die Designer von Quantum zunächst jedes Element der aerodynamischen Leistung und der strukturellen Anforderungen eines Membransegels. Die präzisen Konstruktionsspezifikationen des optimierten Segeldesigns werden dann an das Fertigungsteam weitergeleitet, wo die Segel in einem sorgfältigen Fertigungsprozess mit Toleranzen im Millimeterbereich hergestellt werden. Auf den anspruchsvollsten Ebenen des Sports wird die Leistung durch strenge Validierung und Verfeinerung auf dem Wasser weiter optimiert.

Die iQ-Technologie fließt in die Herstellung jedes Quantum-Segels ein. Segler, die sich für Quantum-Segel entscheiden, können stolz darauf sein, dass ihre Segel nach denselben hohen Standards und Fertigungsmethoden hergestellt werden, die für die High-End-Segel Fusion M® von Quantum entwickelt wurden. Unsere Investitionen in Technologie sind von unserem Bestreben getrieben, allen Kunden auf jedem Segelniveau ein besseres Segelerlebnis zu bieten.

Fallstudie zur iQ-Technologie/a>

Design

Das Gleichgewicht zwischen aerodynamischem Druck und Oberflächenspannung – das klassische technische Problem der Aeroelastizität – bestimmt die optimale Flugform eines Segels. Die Segeldesigner von Quantum begegnen dieser Herausforderung mit Berechnungen zur numerischen Strömungsmechanik (CFD), um die aerodynamischen Kräfte zu bewerten, und mit Finite-Elemente-Analysen (FEA), um die Elastizität zu bewerten. Der erste Schritt besteht darin, die Segelform zu bestimmen.

Segelform

Mithilfe unseres eigenen 3D-Konstruktionsprogramms, den tatsächlichen Bootsdaten und unserer umfangreichen Datenbank mit Boots- und Segeltypen werden die Größe und Geometrie des Segels definiert und eine Form erstellt. Ausgefeilte Bearbeitungswerkzeuge ermöglichen ein Höchstmaß an Genauigkeit und Präzision.

Aerodynamische Analyse

Mithilfe eines virtuellen Prototyps der Segelform und Berechnungen zur numerischen Strömungsmechanik (CFD) berechnen und visualisieren Konstrukteure aerodynamische Kräfte, Windwinkel und -geschwindigkeiten sowie die Verteilung des Luftdrucks auf jeder Seite des Segels. Die daraus resultierenden Bilder und Daten helfen dabei, die Leistung vorherzusagen.

Strukturanalyse und Faserkartierung

Mithilfe der Finite-Elemente-Analyse (FEA) visualisieren die Konstrukteure von Quantum, wo sich das Segel biegt und verdreht und wie sich die Belastung und Beanspruchung innerhalb der Membran verteilen. Das virtuelle Segel wird an einem Riggmodell getestet, dass die Eigenschaften der laufenden und stehenden Riggings sowie die Längs- und Quersteifigkeit berücksichtigt. Die durch interne Materialtests gewonnenen Daten werden in die Gleichung einbezogen, um die Auswirkungen verschiedener Fasertypen, -mengen und -platzierungen zu bewerten, was zur Entwicklung einer individuellen Faserkarte führt.

Die Integration von 3D-Modellierung, CFD und FEA ermöglicht es Konstrukteuren, verschiedene Elemente des Segeldesigns zu bewerten und zu verfeinern, um letztendlich die optimale Größe, Form, Struktur, Faserart und Faseranordnung des Endprodukts zu erzielen. Das Know-how von Quantum im Umgang mit diesen Softwares ist besonders wertvoll bei der Konstruktion großer Segelyachten, die aufgrund variabler Gewichtsverteilung und hoher Belastungen besondere Herausforderungen mit sich bringen.

Leistungsoptimierung

Bei der Zusammenarbeit mit Bootsdesignteams verwenden die Designer von Quantum auch ein Velocity Prediction Program (VPP), um den Einfluss eines Segels auf die Leistung eines Bootes unter verschiedenen Windbedingungen zu bewerten, indem sie die aerodynamische mit der hydrodynamischen Leistung verknüpfen – mit anderen Worten, indem sie die Kräfte von Rumpf und Segel ausgleichen. Der Einfluss der Riggposition, der Neigung, der Krängung, des Ruderwinkels und anderer Variablen kann modelliert und bewertet werden. Umgekehrt können Segelformen für die Rumpfeigenschaften bestimmter Designs optimiert werden.

Fertigung

Die Membransegel von Quantum werden in neuen, hochmodernen Fertigungszentren unter Verwendung technisch fortschrittlicher Verfahren hergestellt, die das Unternehmen in den letzten zehn Jahren für die Laminierung und Formgebung der Membran entwickelt hat. Schriftliche Standards für jedes Detail des Veredelungsprozesses gewährleisten ein Höchstmaß an Qualität und Zuverlässigkeit. Quantum unterhält Verbindungen zu Industrie- und akademischen Partnern auf der ganzen Welt, um die Fertigungsqualität, Konsistenz und Effizienz kontinuierlich zu verbessern.

Laminierung

Die Membran ist ein Laminat, das aus einer speziellen Faserstruktur besteht, die zwischen zwei Schichten sehr dünner Mylar®-Folie eingelegt ist. Quantum-Membransegel sind mit mehr Querfasern im Grundgewebe ausgestattet als Segel anderer Marken. Dadurch entsteht eine effizientere Struktur, die aufgrund eines größeren effektiven Windbereichs, einer höheren Strapazierfähigkeit und einer besseren Formbeständigkeit leichter zu trimmen ist.

Zur Herstellung des Laminats werden Fasern gemäß den Designvorgaben in einem individuellen Muster auf die Basisfolie aufgebracht. Während des Auftragens wird überschüssiger Klebstoff von den Fasern entfernt, um eine Sättigung zu vermeiden, die Sprödigkeit zu minimieren und das bestmögliche Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht zu erzielen. Nachdem die oberste Folienlage angebracht wurde, wird die Folie mithilfe eines Vakuumverpackungsverfahrens um die Fasern „geschrumpft“. Die Schichten werden dann mit Infrarotwärme und einem Druck von sechs bis acht Tonnen verschmolzen, um die Klebstoffe thermisch zu verfestigen. Bei diesem proprietären Verfahren wird der Klebstoff auf eine möglichst dünne Schicht gepresst und eine Polymerisation – eine „vernetzte” Molekülstruktur – induziert, wodurch eine Membran entsteht, die vier- bis fünfmal stärker ist als ein Laminat, das mit einem herkömmlichen Heißschmelzverfahren geklebt wurde.

Nachgehärtete Formgebung

Im Vergleich zu den älteren Formgebungsverfahren anderer Segelmacher sind die Segel von Quantum zunächst in Abschnitten laminiert, dann zugeschnitten, geformt und zu einer einteiligen Membran zusammengefügt, bevor die breiten Nähte und die Vorliek-Kurve millimetergenau vermessen werden, um höchste Präzision zu gewährleisten. Fortschritte in der Laminierungs- und Nahttechnik haben Nahtversagen und Delaminierung effektiv beseitigt. Das Ergebnis dieses anspruchsvollen Laminierungs- und Formungsprozesses sind präzisere Formen, die außergewöhnlich haltbar und unendlich wiederholbar sind und nur eine minimale Schrumpfung oder Verformung aufweisen.

Verifizierung

Das Quantum Racing TP52-Programm, das jährlich an der 52 Super Series Circuit teilnimmt, ist eine Plattform zur Validierung technologischer Fortschritte. Diese Rennserie – mit einer professionellen Crew und über 200 Segelstunden im Laufe der Serie bei allen Wind- und Wellenbedingungen auf unterschiedlichen Kursen – bietet die kontrollierteste Möglichkeit, Daten zu sammeln, Leistungsziele zu überprüfen und Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren. Für Rennteams, die die Leistung ihrer Quantum-Segel maximieren möchten, kann dieser Test- und Verifizierungsprozess repliziert werden und bietet einen nachgewiesenen Vorteil.

Von iQ Technology stammen das Wissen, die Erfahrung und die bewährten Verfahren, die bei der Herstellung aller Quantum-Segel zum Einsatz kommen. Unsere Investitionen in Technologie werden von unserem Bestreben angetrieben, allen Kunden auf jedem Segelniveau ein besseres Segelerlebnis zu bieten.