Rolul și caracteristicile scheletelor din fibră de sticlă pentru vele

Cel mai mare avantaj al său este că reduce în mod semnificativ greutatea corpului navei, păstrând în același timp rezistența structurală, ceea ce duce eficient la reducerea consumului de combustibil și a emisiilor de carbon.

Suportarea încărcărilor complexe și a solicitărilor de oboseală: Pânzele de pe mare trebuie să reziste coeficienților de presiune care depășesc nivelul 10, iar componentele rotative (cum ar fi pânzele rotative) efectuează miliarde de rotații pe durata lor de viață, generând încărcări de oboseală mult mai mari decât cele ale palelor turbinelor eoliene. Rolul principal al scheletului din fibră de sticlă este de a acționa ca un «schelet» pentru a suporta aceste încărcări dinamice de înaltă intensitate și frecvență, asigurând o durată de funcționare de peste 25 de ani.

Asigurarea sprijinului pentru forma aerodinamică: Pentru pânzele cu profil aerodinamic, structura scheletului (cum ar fi coastele și grinzile principale) susține învelișul, menținând cu precizie suprafața curbată și aerodinamică a pânzei. Această concepție utilizează diferența de presiune generată de curgerea aerului pe ambele fețe ale suprafeței curbe pentru a furniza navelor o tracțiune eficientă.

Economisirea auxiliară a energiei și reducerea emisiilor: Prin instalarea unor vele ușoare din sticlă fibrată pe nave, energia eoliană poate fi utilizată direct. Datele arată că navele mari de transport al minereurilor echipate cu acest tip de velă pot reduce consumul de energie cu 6 % și emisiile de carbon în medie cu 3.000 de tone pe an; în unele proiecte, efectul teoretic de reducere a emisiilor poate ajunge chiar la 30 %.

Caracteristici cheie:
Ușoare și de mare rezistență, reducere semnificativă a greutății: În comparație cu velele tradiționale structurate din oțel, materialele compozite din sticlă fibrată pot reduce greutatea cu peste 35 %. Aceasta nu doar că scade cerințele de rezistență ale mecanismului de propulsie al navei și ale catargului, ci optimizează și greutatea navei goale, făcând navigația mai economică în condiții de calm.

Rezistență excelentă la oboseală și la coroziune: Rezina epoxidică armată cu fibră de sticlă are o rezistență excelentă la oboseală, adaptându-se perfect condițiilor severe ale rotației continue a velelor sau ale fluturării. În același timp, este intrinsec rezistentă la coroziunea apelor marine, eliminând necesitatea unor tratamente complexe de prevenire a ruginii, cum ar fi cele aplicate oțelului, ceea ce duce la costuri reduse de întreținere.

Proiectare flexibilă, turnare integrată: Scheletele din fibră de sticlă sunt fabricate în principal prin procese precum pultruziunea, înfășurarea sau infuzia în vid. Aceste procese permit turnarea integrată a unor structuri complexe, cum ar fi coastele și grinzile principale, reducând numărul de elemente de conectare și asigurând consistența produsului și stabilitatea structurală.

Bună proiectabilitate: Prin integrarea fibrei de carbon în structură sau prin adăugarea unor nervuri de rigidizare, se poate aplica o armare în zonele supuse unor eforturi specifice (de exemplu, grinda principală), realizându-se astfel un echilibru între cost și performanță.

În prezent, aplicație utilizarea fibrei de sticlă în cadrele de velă ia în principal două forme:
Pânze rotor: Acestea folosesc în principal o carcasă din fibră de sticlă ca cilindru rotitor, generând tracțiune prin efectul Magnus.
Pânze cu profil aerodinamic (pânze rigide): Acestea folosesc fibră de sticlă pentru a crea coastele și grinzile interne, acoperite de o carcasă exterioară, formând o secțiune transversală asemănătoare cu cea a unei aripi de avion, pentru a genera portanță.