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HBM 工程服務(wù)團隊參與 IMOCA’s Advens Cybersecurity 帆船項目

發(fā)布時間：2023-08-04      點擊次數(shù)：469

HBM 工程服務(wù)團隊參與 IMOCA’s Advens Cybersecurity 帆船項目

在上一次 Vendée全球競賽中，HBM參與了 Advens for Cybersecurity 項目，該項目涉及在帆船上開發(fā)和安裝光學(xué)應(yīng)變片。

這些翼片是放置在船體下面的特殊“翼”，由一根軸（通常是進出船體的最長部分）、一個支撐面（通常是彎曲的）和一個尖端組成。吃水越深，水對其阻力越小，越能提高船速。在側(cè)風(fēng)時，翼片最有效。由于翼片只能在航行條件相對平靜時使用。進一步優(yōu)化帆船性，因此還需能將翼片收回到船體。

在航海比賽中使用翼片是最近的事；2016年 Vendée Globe首次使用翼片（比賽每四年舉辦一次）。其效率很快就被發(fā)覺—成為第四艘到達終點的船只。但是這項技術(shù)顯示出一些弱點。從那以后，設(shè)計師們一直致力于對其性能和可靠性進行提升。

問題

Vendée環(huán)球帆船賽（Vendée Globe）是11月開始的一項單選手、不間斷的環(huán)球帆船賽，勇敢的船長們將在沒有任何幫助的情況下獨立完成這項為期三個月的艱苦比賽。             

在這段時間里，他們將面臨極端的天氣條件、波濤洶涌的海洋（尤其是太平洋和南極海域）以及與單獨航行高危險。Vendée Globe不僅是一次冒險，而且需要一艘堅固、高性能的帆船，努力達到航行極限——或是超越極限。    

解決方案

帆船上需要安裝傳感器，以便對船只性能進行監(jiān)控。試驗和測量專家HBM在這方面享有盛譽，該公司以前曾與 HBM 合作，這次采用了 HBM 光纖測量設(shè)備。  

結(jié)果

這個項目很快被敲定，并于 2019年9月下水 — 并經(jīng)過了多次測試以確?？梢詤⒓颖荣?。盡管在比賽開始后不久就出現(xiàn)了一次故障（與自動駕駛千斤頂有關(guān)），迫使他們在瑟堡停留了四個小時，但最終還是第五名結(jié)束比賽，具有令人驚嘆的平均速度，帆船曾在24小時內(nèi)行駛了521英里。

國際帆船公開級協(xié)會（IMOCA）

國際帆船公開級協(xié)會（IMOCA）是一家公司，為 Thomas Ruyant 船長設(shè)計和建造參加 Vendée Globe 競賽的帆船。該公司的技術(shù)總監(jiān) Laurent Bourgues 表示：“翼片已經(jīng)成為最重要的元素。毫不夸張地說，這艘船是圍繞著翼片建造的，而不是相反?！?/p>

“關(guān)于翼片，我們?nèi)蕴幱趯W(xué)習(xí)階段，因為它們在不斷發(fā)展，特別是在形狀和尺寸方面。需要在海上對技術(shù)選擇、行駛數(shù)據(jù)和效果進行驗證”。

由于缺乏時間和金錢（一個翼片大約需要15萬歐元），不可能在實驗室對原型進行開發(fā)和測試?！蔽覀儧Q定在海上對翼片進行現(xiàn)場測試并記錄數(shù)據(jù)。幫助船長了解其應(yīng)用極限，我們在測試后進行分析，并將結(jié)果與其他數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，如風(fēng)、海況、船速等，” Laurent 補充道。

“顯然，這些翼片在提高帆船性能方面發(fā)揮了重要作用。通過傳感器和采集系統(tǒng)，船長能夠在不超過極限的情況下，以最佳方式使用它們。"

選擇光纖測試設(shè)備

由于高度了解測量領(lǐng)域的最新技術(shù)進展，今年 Thomas Ruyant 選擇使用光纖應(yīng)變片，因為這種應(yīng)變片比傳統(tǒng)的應(yīng)變片更為堅固。復(fù)雜設(shè)備能力和可靠性方面的聲譽，使 IMOCA 設(shè)計師再次聯(lián)系 HBM 參與此項目。

HBM 西南歐工程部 Carola Corazza 經(jīng)理與 Laurent Bourgues 一起確定了應(yīng)變片的特性和在翼片上的安裝方法。Carola解釋說：“我們部門通常盡可能靠近客戶現(xiàn)場工作。然而這次，我們在客戶的要求下做了一個小小的例外。Thomas Ruyant Racing的總部位于Lorient，但會議需要在意大利進行，因為與在意大利的帆船部件設(shè)計師Persco Marine密切合作非常重要?！?/p>

最終選擇了 FS70 裸光纖進行應(yīng)變測量，并確定了翼片的四個測量點?！芭c客戶的討論使我們能夠了解他的所有需求并提出解決方案。同一根光纖不僅可進行應(yīng)變測量，也可用于溫度測量。因此，我們同意對光纖進行定制，并將溫度傳感器集成到陣列中，“ Carola解釋道。

根據(jù)客戶的規(guī)格要求，所有這些測量點（布拉格光柵）被確定并沿光纖精確放布置。然后，光纖被連接到FS22 DI 光纖解調(diào)儀上，其將光學(xué)測量信號轉(zhuǎn)換為可被常規(guī)采集系統(tǒng)使用的數(shù)字信號。最遠的測量點和光纖解調(diào)儀之間的距離為5米——這與一些長度需要超過30米的光纖應(yīng)用相比，是一個相對較短的距離。

與時間賽跑...

這些技術(shù)選擇是在2019年第一季度確定的。當(dāng)時，IMOCA Thomas Ruyant Racing已經(jīng)在與時間賽跑。他想讓自己的船在10月27日從Le Havre駛往巴西 Salvador de Baia。因此——出于實際原因和節(jié)省時間——翼片是在Lorient完成的，而不是像最初計劃的那樣在米蘭完成。整個歐洲的HBM工程團隊都具備專業(yè)知識，因此能輕松適應(yīng)計劃的變化。

因此，HBM現(xiàn)場服務(wù)工程師 Nicolas Visoianu 在公司的法國辦事處安裝了光學(xué)應(yīng)變片。

該翼片由多層碳纖維技術(shù)堆疊而成，經(jīng)過專門設(shè)計，可與光纖集成，外部包含凹槽。將光纖插入該凹槽是一項細致的工作，正如 Nicolas 所解釋的：“由于這些纖維相對較重且難以處理，因此我將翼片固定在一個可以讓我更容易工作的位置。為了獲得最佳性能，需要對纖維進行精確定位，粘合時要保持高度注意力，因為這里所犯的錯誤無法糾正！在這一領(lǐng)域，HBM具備更專業(yè)的知識和技巧。能夠提供μm/m 精度，并能保證具有可接受的不確定性。這是一個很難達到的專業(yè)水平。

使用的X120膠水也是專業(yè)技術(shù)水平的另一個例證——其專門為此類應(yīng)變片設(shè)計，可填充凹槽直到與表面齊平，并可添加保護層，確保其能忍耐海水的侵蝕。

該項目進展順利，并于2019年9月—— 在Transat Jacques Vabre比賽開始前八周下水。經(jīng)過幾次測試，它已做好參加比賽的準備。盡管啟動后不久發(fā)生了一次與自動駕駛千斤頂有關(guān)的故障，迫使其在Cherbourg停留了四個小時，但Advens for Cybersecurity被證明非常有效，最終以令人欽佩的第五名結(jié)束比賽。強大的平均速度是其后來居上的制勝法寶：游艇平均速度高達22.30節(jié)，一天24小時的行駛里程高達521英里。

 

 

2021年1月28日凌晨4:42:01，Thomas Ruyant 完成了 Vendée Globe 2020 – 21，到達終點 ，排名第6。比賽用時為 80d 15h 22m 01s。

當(dāng)他結(jié)束比賽時，許多競爭對手還在路上。查看結(jié)果