为飞行而生：Gitana 18三体赛船的激进工程设计

经过彻底重新设计的水翼、可调节撑臂和AI辅助开发流程，Gitana团队将从Gitana 17号帆船中汲取的所有经验融入这艘更快、更稳定的飞行机器。本文深入探索这艘32米Maxi Edmond de Rothschild帆船背后的技术……

高风险与高赌注长期以来使远洋航行成为帆船运动中顶尖人物的竞技场。坚毅顽强的船长们独自在海上漂泊数月，驾驶的船只始终在性能极限的边缘运行。如今，Gitana团队带着其最新的纯种竞赛三体帆船——Gitana18号，加入了这场融合非凡耐力与尖端科技的激烈角逐。

从锋利的船首到船尾，全长32米，船宽惊人的23米，全新“Maxi Edmond de Rothschild”号无疑气势非凡。作为船舶工程领域最令人印象深刻的壮举之一，这艘三体船的设计目标是以高达50节的航速在海面上飞驰，仅需数天即可横跨大洋，而这一切仅由船长查尔斯·科德雷利（Charles Caudrelier）一人掌舵。

Gitana团队由罗斯柴尔德家族的法国分支出资支持，由阿丽亚娜·德·罗斯柴尔德女男爵（Ariane de Rothschild）领导。她在去年12月的发布活动上表示，她本可以仅用“吉塔娜17”号来证明水翼技术的概念，毕竟这艘船几乎赢得了全球所有主要的远洋赛事。“但经过与团队深入讨论后，我们发现过去八年积累的知识、数据和测试成果令人振奋，我们看到了如何将这些成果真正转化为另一艘新船。”

阿丽亚娜·德·罗斯柴尔德女男爵（Ariane de Rothschild）

其规模之宏大难以想象。在洛里昂Gitana团队总部举行的盛大揭幕仪式上，一个大型临时简报室的布面墙壁和天花板被戏剧性地拉开，数百人同时惊叹不已。我们这才意识到，自己竟一直坐在一根闪闪发亮的外臂之下

这种令人惊喜的能力并非理所当然。在竞争激烈的远洋赛事世界中，各团队密切关注着对手的一举一动。Gitana团队是规模最大、资金最充裕的队伍之一，因此在开发这艘船的三年间自然受到了高度关注。然而，除了少数承包商和设计师之外，这艘船的设计秘密一直完全不为人知。

这也绝非偶然，正如巨大机库门上“绝密——限制进入”的标识所证明的那样。同样的思维也体现在名为“NDA”（保密协议）的建造博客中。“这一次，我们的目标是再次将技术提升到新的高度，力求让设计领先于现有技术三到四年，甚至可能长达五年，”设计总监Sébastien Sainson说。“即使我们现在已经公布了水翼和舵的设计，这些部件背后仍凝聚着多年的研发思考。”

首先，团队对支撑每侧外伸船体的主要水翼进行了全面重新设计。以往的设计采用可像中央板一样上下滑动的C形水翼，而Gitana 18配备了巨大的Y形水翼，并通过Harken公司提供的五个定制液压缸实现转动控制。

其位置可精确控制，可根据Ultim级别规则允许的范围向外摆动，以获得最大扶正力矩。同时，水平翼的后缘还装有襟翼，可独立调整，以平衡迎风升力和向上升力。

水平翼的后缘还装有襟翼（白色部分）

目标是让船在持续超过19节的航速下依靠水翼飞行，避免前几代产品间歇性飞行和下坠的问题。总体而言，预计她将比其开创性的前身Gitana 17号帆船性能提升10%至15%。

“得益于襟翼，我们可以更早起飞，”领导船舶工程与技术设计的船舶设计师Guillaume Verdier说。“我们在液压系统等部位投入了大量重量，以实现更高的速度，我们的赌注在于，这些额外的重量最终会带来回报。”

该船还配备了另外两种类型的水翼。第一种是位于主桅杆附近主船体下方的“滑板翼”水翼。这是一个重型附件，由一整块钛合金加工而成，但它通过提供更稳定的升力证明了自身价值，因为金属的刚性比碳纤维更能抵抗扭转和弯曲。

此外，详尽的建模分析表明，通过尽可能将垂直和水平部分错开，可以降低空化的风险（当水流过翼型表面速度过快时，会在翼型低压侧产生汽化，导致升力和控制能力突然丧失，即所谓的“失速”或“扎头”）。通过这种方式，Gitana团队成功将空泡发生的速度从42节提高到50节以上，在很大程度上缓解了这一问题。

第二种水翼是船尾的三个U形舵。它们仍然提供保持船在高速下稳定所需的第三和第四个升力点，但其独特的双垂直元素设计与以往有所不同。理论上，U形将提供比最坚固的T形截面更刚性的结构——且重量更轻。

外侧的两个舵还可沿四米高的轨道进行收放。这种垂直调节范围确保了即使在超过三米的巨浪中，舵也能保持良好性能。由于船只在高速航行时极为灵敏，以至于这些舵不再需要旋转；后缘上的小型液压襟翼提供所有必要的偏转。

在水线以上，Verdier和Gitana内部设计团队同样进行了大胆创新。主帆采用高宽比的方顶设计，并采用从小型帆船放大的技术进行调节，但在这个级别上尚未经过测试。传统上通过调整主帆绞盘和导缆器来塑造帆型，而如今则可通过液压撑杆前后泵动来调节桅杆弯曲度。

传统绳索控制可能需要18至19吨的迎风张力，调校过程耗时耗力。相比之下，撑臂仅施加一至两吨的力，使调校速度提升15到20倍。

“这超级快，”Sainson说。“所以，对Caudrelier来说，只需在基座上转动几圈并启动泵，他就能在不到10秒内将主帆从完全平展状态切换到完全深弯状态。”

船员不再需要费力收帆或通过减少帆面积来避开阵风，现在可以随时使用撑臂进行调节。“现在，你只需保持全主帆，因为你知道锋面风不是太大，”他补充道。“当你遇到阵风时，你把帆调平，阵风过去后，再打开。在航程中，这能带来30到40英里的优势。”

如果说Gitana 17号帆船是第一艘为水翼设计的远洋赛船，那么她的继任者则完全为飞行而优化；没有为低风排水航行做任何妥协。你可以从连接三个船体的横臂上看到这一点——紧绷的织物将结构向后延伸，形成轻质的空气动力学翼面，与早期飞机的机翼不无相似之处。仅此一项就创造了73平方米的升力面。

该设计还减少了阻力。中央船体底部平坦，便于在较低速度下起飞，主帆绞盘滑轨被“隐藏”在后横梁后方。另一个首创是，船员大部分时间所处的亮黄色驾驶舱已与船体结构融为一体。几乎没有任何部件从甲板突出，从而避免产生额外阻力。

该项目的发展历程至少跨越三年，而在洛里昂以西几公里处的CDK Technologies用高模量碳纤维进行毫米级精度的建造就用了一年时间。德·罗斯柴尔德确认Gitana 18号帆船与此前报道的约1500万欧元建造预算相当，但她否定了这是一个不计成本项目的说法。

“我从经验中深刻体会到，只有在压力下工作，才能发挥出最佳状态，”德·罗斯柴尔德说。“设定合理的预算上限很重要，因为我不相信无节制的创造力。竞赛的压力、工程师之间的压力，从最广泛的意义上说，是积极的事情。而那种无限制的方法？很快就行不通了。”

Gitana团队拥有一支六人的内部设计团队，在项目的规划阶段投入了大量精力，使设计师和技术人员能够在船用碳纤维和树脂、钛和不锈钢成型之前测试每一个想法。他们利用从Gitana 17号帆船在各种可想象条件下航行收集的数十亿数据点，创建了一个沙盒环境来模拟新船。

美洲杯帆船赛的参赛队伍也使用过这种方法，但仅适用于顺风逆风赛道这种极为稳定的风况条件。“我们首先要做的是设计一个真实的海况，然后验证船只的表现是否与我们在海上实际了解的情况一致。”Caudrelier说。

当团队对模拟器感到满意后，便利用AI的速度编写出代表每种微小设计变化的计算机代码片段。在这一虚拟海洋中，他们可以测试多达50种不同的舵翼形状，而不再局限于一两种。

“然后我们完全按照海上测试的做法进行，”他继续说道。“我们会进行一段航行，分析所有数据：平均纵倾、平衡状态、最大值与最小值之间的差异。虽然我们无法感受到船体的实际感觉，但可以判断它是否稳定。”

这意味着当Gitana 18号帆船今年早春最终下水时，Caudrelier不再需要浪费时间熟悉船只。在模拟器上使用相同的舵轮和液压控制进行了数百小时的训练后，他可能唯一不熟悉的反而是船上的生活空间。

导航区被削减了三分之一，仅为九平方米，而生活区——包括一张简易床、一个单眼炉灶和一个马桶——面积也缩小到略大于两米见方。

当我们谈到传承与遗产时，Caudrelier似乎深知自己正在为继任者铺路。“我认为想要超越Gitana 17的成就将非常困难，因为我将在未来四年内结束我的单人航海生涯，”他坦言。“但我还有机会第二次捧起‘朗姆之路’的冠军奖杯，这将是一场硬仗——因为比赛很快就到了（今年11月）。”他的目光同样锁定在第四次环球航行上。至于三年后的儒勒·凡尔纳奖杯（Jules Verne Trophy）？“我们会准备好的。”

时间——以及即将到来的海试——将会证明一切，但“五箭”船队看起来确实又孕育出一匹冠军赛马。如果技术证明足够坚固，那就看Caudrelier能否驾驭它走向辉煌了。

船帆上的艺术

逆风航行时，Gitana 18承载着450平方米的帆面，顺风时则展开如波涛般壮阔的630平方米——这艘船本身就是一幅非凡的“画布”。船东阿丽亚娜·德·罗斯柴尔德曾在前一艘船（Gitana 17）上装饰了一幅由克利恩·彼得森（Cleon Peterson）创作的当代艺术作品，描绘了女战士的形象。这次，她再次携手巴黎东京宫博物馆，在策展人雨果·维特拉尼（Hugo Vitrani）的策划下，委托法国艺术家兄弟米歇尔·奎斯特伯特（Michel Quistrebert）和弗洛里安·奎斯特伯特（Florian Quistrebert）创作，呈现出一幅更为柔和的艺术图景。

艺术家们以德·罗斯柴尔德和她的四个女儿为灵感源泉，将五位女性的面庞融入其标志性的抽象表现手法之中。他们通过明暗对比法的绘画技法，以万千色点勾勒出风格化的轮廓，营造出丰富的质感与深邃的层次感。德·罗斯柴尔德说道：“在Gitana 18的船身上，他们创作了一道由波浪和面孔交织而成的、不断蔓延的波浪。这道波浪如同亲密的回声，映现出我女儿们的容颜，我将这艘新船献给她们。”