Tecnologia iQ

Progettazione intelligente delle vele di Quantum Sails

Quantum Sails ha portato l'arte e la scienza della produzione di vele a un nuovo livello, ottenendo forme e strutture delle vele più veloci ed efficienti possibili. Si chiama iQ Technology e, in parole povere, è il sistema di progettazione più intelligente del settore per la produzione di vele in membrana.

Mentre alcune aziende si affidano a strumenti standard, la tecnologia iQ di Quantum è un approccio tutto nostro completamente integrato, perfezionato in oltre 25 anni da persone con una vasta conoscenza ed esperienza nella navigazione a vela e nelle complessità delle strutture ingegneristiche. La tecnologia iQ integra metodi di progettazione e produzione all'avanguardia con test in acqua in un processo sistematico che garantisce prestazioni, uniformità e ripetibilità eccezionali delle vele.

Utilizzando modelli 3D computerizzati, complessi calcoli matematici e test virtuali, i progettisti Quantum iniziano analizzando ogni elemento delle prestazioni aerodinamiche e dei requisiti strutturali di una vela a membrana. Le specifiche di costruzione precise del design raffinato della vela vengono quindi trasferite al team di produzione, dove le vele vengono realizzate utilizzando procedure di produzione meticolose con tolleranze misurate in millimetri. Ai livelli più impegnativi di questo sport, le prestazioni vengono ulteriormente ottimizzate attraverso una rigorosa convalida e perfezionamento in acqua.

La tecnologia iQ è alla base della realizzazione di ogni vela Quantum. I velisti che scelgono le vele Quantum possono essere orgogliosi di sapere che le loro vele sono realizzate utilizzando gli stessi standard elevati e gli stessi metodi di produzione sviluppati per le vele Fusion M® di alta gamma di Quantum, utilizzate negli ambienti più esigenti. Il nostro investimento nella tecnologia è guidato dalla nostra ambizione di creare un'esperienza di navigazione migliore per tutti i clienti, a ogni livello di navigazione.

Caso di studio sulla tecnologia iQ

Design

L'equilibrio tra pressione aerodinamica e tensione superficiale, il classico problema ingegneristico noto come aeroelasticità, determina la forma ottimale di una vela. I progettisti di vele Quantum affrontano questa sfida con calcoli di fluidodinamica computazionale (CFD) per valutare le forze aerodinamiche e analisi agli elementi finiti (FEA) per valutare l'elasticità. Il primo passo è determinare la forma della vela.

Forma della vela

Utilizzando il nostro programma di progettazione 3D, le specifiche reali delle imbarcazioni e il nostro ampio database di tipi di barche e vela, definiamo le dimensioni e la geometria della vela e creiamo una forma dello stampo. Sofisticati strumenti di editing consentono i massimi livelli di precisione e raffinatezza.

Analisi aerodinamica

Utilizzando un prototipo virtuale della forma della vela e calcoli di fluidodinamica computazionale (CFD), i progettisti calcolano e visualizzano le forze aerodinamiche, gli angoli e le velocità del vento e la distribuzione della pressione dell'aria su ciascun lato della vela. Le immagini e i dati risultanti aiutano a prevedere le prestazioni.

Analisi strutturale e mappatura delle fibre

Utilizzando l'analisi agli elementi finiti (FEA), i progettisti di Quantum visualizzano i punti in cui la vela si piega e si torce, nonché la distribuzione delle sollecitazioni e delle deformazioni all'interno della membrana. La vela virtuale è fissata a un modello di sartiame che tiene conto delle proprietà del sartiame mobile e fisso e della rigidità longitudinale e trasversale. I dati ottenuti attraverso test interni sui materiali vengono aggiunti all'equazione per valutare gli effetti dei diversi tipi di fibre, quantità e posizionamento, portando allo sviluppo di una mappa personalizzata delle fibre.

L'integrazione di modellazione 3D, CFD e FEA consente ai progettisti di valutare e perfezionare i vari elementi del design delle vele, ottenendo così le dimensioni, la forma, la struttura, il tipo di fibra e la disposizione delle fibre ottimali per il prodotto finito. L'esperienza di Quantum nell'uso di questi strumenti è particolarmente preziosa quando viene applicata alle grandi barche a vela, che presentano sfide uniche a causa della distribuzione variabile del peso e dei carichi pesanti.

Ottimizzazione delle prestazioni

Quando collaborano con i team di progettazione delle imbarcazioni, i progettisti Quantum utilizzano anche un programma di previsione della velocità (VPP) per valutare l'impatto delle vele sulle prestazioni dell'imbarcazione in diverse condizioni di vento, collegando le prestazioni aerodinamiche a quelle idrodinamiche, in altre parole bilanciando le forze dello scafo e delle vele. È possibile modificare e valutare l'impatto della posizione dell'albero, del rake, dello sbandamento, dell'angolo del timone e di altre variabili. Al contrario, la forma delle vele può essere ottimizzata in base alle caratteristiche dello scafo di progetti specifici.

Produzione

Le vele a membrana Quantum sono realizzate in nuovi centri di produzione all'avanguardia utilizzando metodi tecnicamente avanzati sviluppati dall'azienda nell'ultimo decennio per la laminazione e la modellatura della membrana. Standard scritti per ogni dettaglio del processo di finitura garantiscono i massimi livelli di qualità e affidabilità. Quantum mantiene legami con partner industriali e accademici in tutto il mondo come parte del suo impegno per il miglioramento continuo della qualità, dell'uniformità e dell'efficienza della produzione.

Laminazione

La membrana è un laminato composto da una mappa di fibre personalizzata inserita tra fogli di pellicola Mylar® molto sottile. Le vele con membrana Quantum sono progettate con più fibre trasversali nella trama di base rispetto ad altre marche di vele, questo crea una struttura più efficiente che è più facile da regolare grazie a uno spettro di utilizzo più ampia, una maggiore durata e una migliore tenuta della forma.

Per creare il laminato, le fibre vengono disposte sulla pellicola di base secondo uno schema personalizzato in base alle specifiche di progettazione. Durante l'applicazione, la colla in eccesso viene rimossa dalle fibre per evitare la saturazione, ridurre al minimo la fragilità e ottenere il massimo rapporto resistenza/peso. Dopo aver posizionato lo strato superiore della pellicola, viene utilizzato un processo di insacchettamento sottovuoto per "avvolgere" la pellicola attorno alle fibre. Gli strati vengono quindi fusi utilizzando calore a infrarossi e una pressione da sei a otto tonnellate per termoindurire gli adesivi. Questo processo proprietario comprime l'adesivo fino a ottenere lo strato più sottile possibile e induce la polimerizzazione, una struttura molecolare "reticolata", che produce una membrana da quattro a cinque volte più resistente di un laminato incollato con il tradizionale metodo hot-melt.

Modellatura post-polimerizzazione

Con un notevole miglioramento rispetto ai vecchi metodi di taglio utilizzati da altri produttori di vele, le vele Quantum vengono prima laminate in sezioni, poi tagliate, modellate e unite in un unico pezzo prima che le cuciture e la curva dell'inferitura vengano accuratamente misurate al millimetro, garantendo la massima precisione. I progressi nelle tecniche di laminazione e cucitura hanno eliminato efficacemente i difetti di cucitura e la delaminazione. Il risultato di questo rigoroso processo di laminazione e modellatura sono forme più precise, eccezionalmente resistenti e infinitamente ripetibili con un restringimento o una distorsione infinitesimali.

Verifiche

Il programma Quantum Racing TP52, che ogni anno partecipa al circuito 52 Super Series, è una piattaforma per la convalida dei progressi tecnologici. Questo circuito di regate, con un equipaggio di professionisti e oltre 200 ore di navigazione nel corso della serie in tutte le condizioni di vento e mare su tutti i tipi di navigazione, offre il modo più controllato per raccogliere dati, verificare gli obiettivi di prestazione e identificare le aree di miglioramento. Per i team di regata che desiderano massimizzare le prestazioni delle loro vele Quantum, questo processo di test e verifica può essere replicato, fornendo un vantaggio comprovato.

Da iQ Technology derivano le conoscenze, l'esperienza e le migliori pratiche che vengono applicate alla realizzazione di tutte le vele Quantum. Il nostro investimento nella tecnologia è guidato dalla nostra ambizione di creare un'esperienza di navigazione migliore per tutti i clienti, a ogni livello di navigazione.