Lainete kohal lennates
Toivo Külvet
04.04.2008

Kas olete näinud purjekat, mis ei kihuta mööda vett, vaid suisa lendab vee kohal? Prantsusmaal on selline. Trimaraan l`Hydroptere on kahe ametlikult (The World Sailing Record Council) kinnitatud kiirusrekordi omanik. Mullu 4. aprillil saavutati ühe meremiili läbimisel kiiruseks 41,69 sõlme ja 500meetrisel distantsil 44,81 sõlme, aga 19. detsembril 2007 isegi 48,7 sõlme – auto spidomeeter näitaks sel juhul 90,2 km/h. Purjekal!

Juba 1869. aastal patentis prantslane Emmanuel Denis Farcot tiivulise paadi, millel oli suur hulk parrastele kinnitatud väikesi tiibu, mis oleksid pidanud paadi veest välja kergitama. Sellega pidi vähenema veetakistus ja kasvama paadi kiirus. Tol ajal sellist lendpaati siiski ehitada ei õnnestunud sobiva kerge materjali puudumise tõttu, kuid küllap on l´Hydroptere’i meeskond siiski uhke, et juba nii ammu on nende kaasmaalased sellistest paatidest unistanud?
Vee kohal lendamisest ehk suurtest kiirustest veel unistasid paljud. Meile kõigile tuntud telefoni leiutaja Alexander Graham Bell eksperimenteeris aastatel 1918–1919 tiivuliste mootorpaatidega ja saavutas aastal 1919 eksperimentaalsõidukil HD 4 mootori jõul kiiruseks 114,04 km/h. See tulemus püsis rekordina koguni kümmekond aastat.
Sellest ajast peale on ehitatud hulgaliselt kõikvõimalikke tiibadega varustatud veesõidukeid nii tsiviil- kui ka sõjaliseks otstarbeks, nii ainult purjede kui ka mootori jõul liikuvaid, eesmärgiks ikka vaid kiirus, ei muud.
Muu hulgas tegeles tiibadega purjekatega möödunud sajandi 70ndatel ka prantslaste purjetamislegend Eric Tabarly, ent ka siis ei olnud nende jaoks aeg veel küps, sest siis ei olnud veel kasutada piisavalt tugevaid ja kergeid komposiitmaterjale.

Eestvedaja
L´Hydroptere projekti veab kogenud purjetaja Alain Thebault, 1962. aastal Neitsi tähtkujus sündinud mees. Teda iseloomustatakse kui ainsat elavat Ikarost ookeanipurjetajate hulgas, kes on korduvalt kõrvetanud oma tiivad, aga ikkagi lendab, kui meest, kes on lugematu arv kordi kukkunud, aga ikka ja jälle tõusnud, ning liigub sihikindlalt oma eesmärgi poole – luua lainete kohal lendav tiivuline purjekas, millist kunagi nägi oma unenäos. Tegemist on äärmiselt eesmärgi saavutamisele pühendunud mehega, kes kunagi ei loobu.

Esinduslik meeskond
Tänase päeva seisuga on l´Hydroptere projektiga hõivatud meeskond väga mitmekülgsete teadmistega tugev kollektiiv. Siit leiab näiteks Mirage F1 katselendudega tegelnud inseneri, laevaehitusinseneri, füüsikuid vedelike dünaamika alalt, komposiitmaterjale tundvaid insenere, arvutiala ja CAD-projekteerimise spetse, Airbusi endise tootmispealiku ja lisaks surfareid ning ookeanipurjetamise kogemustega mehi ning meteorolooge. Sadakonnale mehele on lisaks kolm daami, kelle erialaks PR-suhted, veebilehed ja raamatupidamine, aga hobiks loomulikult purjetamine. Ühesõnaga, inimesi väga mitmetelt erialadelt. Mis ei tähenda siiski seda, et kõik need inimesed hommikul kell 8 kuskil üheskoos tööd alustaksid. Nad töötavad erinevates laboratooriumides ja teevad omavahel tihedat koostööd. Palju töid tehakse _veitsis EPFLi (Lausanne rahvuslik tehnikaülikool) laborites. Näiteks katsetatakse sealses hüdrauliliste masinate laboris 1 : 10 mõõdus valmistatud tiibade mudeleid ja uuritakse nende käitumist vees kiirustel 45 kuni 55 sõlme. Need tiivad on ju lendpurjeka A ja O. Sellisel kiirusel võib tekkida tiibadel kavitatsioon, mis teadagi on kurjast. Kui katkeb veevoolu pidevus ja tiiva ümbruses tekivad tühikud, mis laias laastus on kavitatsiooni olemus, siis takistab see kiiret liikumist ja võib ka tiibu kahjustada.

Lendpurjeka põhimõte
L´Hydroptere on trimaraan, mis piisava tuuletugevuse juures on võimeline tõusma veealustele tiibadele ja vabanema veetakistusest samuti nagu seda teevad tiiburlaevad. Archimedese seaduse kohaselt veeväljasurvele vastav üleslükkejõud asendub siis tiibadel tekkiva hüdrodünaamilise üleslükke jõuga. Ainult et edasiliikumiseks kasutatakse tuult – tuhandeid hobujõude ja suurt kütusekogust pole lainete kohal lendamiseks vaja. Kuna tiibade kokkupuutepind veega (ligikaudu kaks ruutmeetrit) on imeväike, on veetakistus samuti tühine ja seetõttu on võimalik purjetamisel saavutada väga suuri kiirusi. L´Hydroptere tõuseb tiibadele, kui kiiruseks on 12 sõlme. Ja sealt edasi… kasutage oma kujutlusvõimet!

Projekti areng
Antud projekt sai alguse Alain Thebault’ eksperimentidest tiivulise 1 : 3 mõõtkavas ehitatud trimaraani mudeliga aastatel 1987–1992. Enam-vähem praeguse aluseni hakati jõudma 1. oktoobrist 1994, kui selle mudel oma kipriga pardal esmakordselt proovisõidul tiibadele tõusis.
Aastal 2000 valmis tehniline 3D lennu(purjetamis)imitatsioon –programm erinevate tehniliste lahenduste läbimängimiseks arvutis. Aastal 2004 võeti kasutusele spetsiaalsed meetmed pingete vähendamiseks trimaraani konstruktsioonis, mis võimaldasid veelgi kaalu vähendada. 2005. aasta 9. veebruaril purjetati aga juba üle La Manche’i väina rekordkiirusel 33 sõlme, ülesõit võttis aega 34 minutit ja 24 sekundit. Sellega löödi sümboolselt omaaegne Bleriot’ rekordlennu aeg.
Aastatel 2005–2006 ühinesid projektiga Thierry ja Adrien Lombard, kes viisid projekti tugevale teaduslikule alusele. Purjekas varustati suure hulga mõõtmisanduritega, n-ö silma järgi tegemine asendus täpse arvestusega.
Uute meetodite kasutuselevõtt tõi edu – 2007 kevadel püstitati kaks kehtivat kiirusrekordit.

L`Hydroptere
Nimi on andekalt valitud. Kreeka keeles tähendab hydros vett ja ptere tiiba, seega igati sobiv nimi. Prantsuse keeles on l’Hydroptere hüdrofoobne, vett vihkav, hülgav, kartev – jälle igati paikapidav. Niisiis tegemist on trimaraaniga, kolme kerega purjekaga, mille keskmise, kõige suurema kere pikkus on 18 meetrit. Kogu konstruktsiooni laius on 24 meetrit, masti kõrgus 27 meetrit ja mass vaid 4,7 tonni. Purjepinda on 165 ruutmeetrit. Võrdluseks võib mainida, et uute, märksa suuremate Volvo Ocean 70 avamerevõistlusjahtide veeväljasurve peab jääma vahemikku 12,5–14 tonni, America’s Cupi jahtidel on see 24 tonni, 50jalastel ehk siis sama kere pikkusega tänapäevastel avamerejahtidel nagu on l´Hydroptere, jäävad veeväljasurved vahemikku 14–18 tonni. Järelikult on tegemist ülikerge konstruktsiooniga, mis sai võimalikuks tänu süsinikkiu ja titaani kasutamisele.
L´Hydroptere on olnud pidevas arengus ja teda on jätkuvalt ümber ehitatud ning täiustatud. Viimaseks suuremaks muudatuseks oli uute nooljama kujuga ja märksa parema hüdrodünaamikaga külgujukite valmistamine ja paigaldamine. Praegune purjekas on juba viies täiustatud versioon.
Tiibade asendit kere suhtes võimaldavad muuta hüdrosilindrid. Silindrite töölerakendamiseks vajalikku survet tekitavad meeskonnaliikmed pumpade abil käsitsi, mingi mootor pardal selleks otstarbeks oleks liiast ja ka vastuolus (võistlus)purjetamise põhimõtetega.

Kui keegi nüüd küsib, et mis see kõik maksab, siis selle kohta info puudub, ent arvata võib, et kogu see arendus- ja uurimistöö ning üha uute variantide ehitamine (uus L´Hydroptere on kerepikkusega üle 30 meetri) on lihtsalt öeldes ropult kallis.
Mõned asjatundjad on väljendanud kahtlust, kas trimaraan suudab pikkadel ookeanipurjetamistel kõrges lainetuses pidevalt tiibadel püsida. Uus üle 30meetrise kerepikkusega purjekas kahtlemata suudab seda eelmistest paremini. See on koht, kus suurus loeb. Näiteks omal ajal kõvasti „ilma teinud” Steve Fossetti superkatamaraan PlayStation ehitati pärast 2000. aasta hooaega samuti pikemaks – kerede pikkus kasvas 32 meetrilt 38,1 meetrile, sest ülepurjestatud katamaraan kippus üle nina kukerpalli tegema…
Meestel on plaanis ehitada purjetav mudel L´Hydroptere.ch, mis peab valmis saama 2008 kevadel, et sellega Genfi järvel purjetada. Lisaks auahnele plaanile 40 ööpäevaga purjetada ümber maakera üritatakse eelkõige lihtsalt kiiresti purjetada, et püstitada rekord – 50 sõlme. Kui seda kõike lennundusega võrrelda, siis see oleks samaväärne helibarjääri ületamisega. Mitteametlikult on sinna lähedale juba jõutud. Ootame siis uudiseid ja hoiame pöialt neile heas mõttes hulludele prantslastele!
Lisa saab vaadata www.hydroptere.com

Sarnased artiklid