國雖小,創(chuàng)新乃大:揭秘新西蘭擊敗美國的黑科技

在剛剛結(jié)束的第35界美洲杯上,新西蘭酋長隊以8:1的壓倒性優(yōu)勢戰(zhàn)勝衛(wèi)冕冠軍美國甲骨文隊,第三次捧得了美洲杯(之前是1995年和2000年)。作為一個南太平洋的小小島國,何以能戰(zhàn)勝全球最強(qiáng)的美國?這其中,創(chuàng)新的力量起了決定性的作用。

新西蘭隊秉承了KIWI的“8號鐵絲”精神,在使用新技術(shù)方面一向大膽。1995年奪取美洲杯的時候,新西蘭隊是最早使用了3Di帆面技術(shù)(高分子纖維立體交織)的隊伍之一,他們在奧克蘭大學(xué)的風(fēng)洞中進(jìn)行了模擬,最終5:0干凈利索的戰(zhàn)勝了美國隊。接下來的2000年,新西蘭隊采用了創(chuàng)新的碳纖維X索具,截殺意大利成功衛(wèi)冕。

美洲杯相當(dāng)于航海界的F1,想要取得勝利不僅僅需要體力和勇氣,更需要高科技的加持。其中涉及到了高分子復(fù)合材料,激光燒結(jié),3D打印,流體力學(xué)仿真,高精度傳感器,人體工程學(xué),大數(shù)據(jù)分析等各個方面的黑科技。

一艘美洲杯帆船通常包括15米長,容納6名船員的雙體船身,水下托起船身的水翼,和高達(dá)24米的風(fēng)帆。

目前參加美洲杯的帆船普遍采用碳纖維等復(fù)合材料,并且使用水翼(Foils)結(jié)構(gòu),使得航行時阻力最小,所以從電視上看,船體是“飛行”在水面之上的。

水翼結(jié)構(gòu)通俗的說就是把飛機(jī)的翅膀放進(jìn)水里,從而在高速航行中把帆船的船身抬出水面。也是新西蘭隊在2013年把水翼技術(shù)率先應(yīng)用到帆船競賽中。

由于超低的阻力,美洲杯帆船賽的帆船速度可以70多公里/小時,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般水面船只的速度。只有大馬力的噴射艇(JetBoat)可以與之抗衡。

由于資金有限(新西蘭沒有舉國體制),酋長隊一度都要拖欠隊員的工資,當(dāng)然更不可能建造大量實體船進(jìn)行實驗。

為了取得最佳的水翼形狀,船體,風(fēng)帆的設(shè)計,新西蘭隊大量使用了高科技仿真技術(shù)。他們和Ansys(著名仿真分析軟件廠商)合作,通過流體動力學(xué)分析風(fēng)帆和船體在空氣和水中的表現(xiàn),從而優(yōu)化了風(fēng)帆和船體的設(shè)計。


美洲杯帆船賽的控制系統(tǒng)采用了液壓傳動,但液壓系統(tǒng)的動力完全來自于人力,傳統(tǒng)式的人力是由Ginder(絞盤手)用雙臂去轉(zhuǎn)動絞盤。

奧克蘭航海博物館有個模擬絞盤,當(dāng)時好奇,和兒子一起去搖了一把,發(fā)現(xiàn)這東西看起來簡單,搖起來很費力氣。

這次新西蘭隊的另外一個創(chuàng)新就是采用了自行車絞盤。用腿部力量來驅(qū)動。據(jù)說驅(qū)動力要比雙臂強(qiáng)15%。所謂小胳膊擰不過大腿就是這個道理。

下面那張漫畫是說:“前頭那個家伙是誰?自行車運動員阿姆斯特朗!”(多屆環(huán)法自行車賽總冠軍,抗癌明星以及卷入興奮劑丑聞的著名美國自行車運動員)

即便是這樣,也對參賽隊員的體能提出了很高的要求,網(wǎng)上有張酋長隊訓(xùn)練的照片,據(jù)說旁邊放的那個綠色垃圾桶是嘔吐桶,蹬完車吐啊吐,然后回來接著蹬。

當(dāng)然美國隊也不是吃素的,除了贊助商Oracle本來就是高科技公司,美國隊還找了寶馬來給他們設(shè)計反應(yīng)更加靈敏的舵(利用寶馬的轉(zhuǎn)向傳動系統(tǒng)的設(shè)計能力)。從最終比賽的結(jié)果來看,領(lǐng)先都在毫微之間。說是險勝其實也不過分。

不過美國隊的失利,一定程度上也是因為一個美國人,他協(xié)助新西蘭隊?wèi)?zhàn)勝了美國隊。不過這是另外一個故事了,我們下次再說。

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