کایت فویلی: ساختار، کاربرد و تاریخچه تکامل

Foil kite
📅 23 خرداد 1405 📄 934 کلمه 🔗 منبع اصلی

چکیده

کایت‌های فویلی نوعی کایت نرم هستند که بر اساس طراحی پارافویل ساخته می‌شوند. این کایت‌ها به دلیل توانایی بالا در تولید نیرو، کاربردهای گسترده‌ای در ورزش‌های موتوری بادی و تولید انرژی دارند. در این مقاله با ساختار، نحوه کنترل و تحول تاریخی این کایت‌ها آشنا شوید.

کایت فویلی چیست؟

کایت‌های فویلی، کایت‌های نرمی هستند که طراحی آن‌ها بر اساس پارافویل انجام شده است. ساختار این کایت‌ها شامل تعدادی سلول است که از جلو به عقب امتداد دارند؛ بخشی یا تمامی این سلول‌ها در جلو باز هستند تا هوا به داخل کایت راه یابد و آن را باد کرده و شکل یک ایرفویل (پروفیل آیرودینامیکی) به آن بدهد. از آنجا که این کایت‌ها توان تولید نیروی بسیار بالایی را دارند، در فعالیت‌های متنوعی به کار می‌روند؛ از جمله کایت‌سواری، کایت‌لندبورد، اسنوکایتینگ، بگ‌رانی، سیستم‌های تولید انرژی از باد و همچنین کایت‌سواری تفریحی.

پرواز این کایت‌ها با تنظیمات مختلفی از طنابچه‌ها انجام می‌شود که شامل سیستم‌های ۲، ۳ و ۴ طنابچه‌ای است. سیستم‌های ۲ طنابچه‌ای شامل حلقه‌ها، بندهای مچ یا هندل هستند؛ در مقابل، سیستم‌های ۴ طنابچه‌ای قابلیت کاهش نیرو (دپاور) را با استفاده از هندل یا بار دارند.

برای استفاده از کایت‌های فویلی روی آب، برخی از این مدل‌ها دارای دریچه‌های ورودی محدودی در مرکز لبه حمله هستند که با سوپاپ‌هایی، هوا را درون کایت نگه داشته و (به امید خدا!) آب را بیرون نگه می‌دارند. سوراخ‌های داخلی در دیواره سلول‌ها باعث باد شدن کل کایت می‌شود. طبیعتاً سرعت باد شدن این کایت‌ها کمتر از مدل‌های کاملاً باز در جلو است.

کایت‌های فویلی، کارآمدترین نوع کایت‌های قدرتی محسوب می‌شوند. پروفیل آیرودینامیکی آن‌ها باعث می‌شود حتی در حالت توقف بالای سر، برخلاف کایت‌های بادی با لبه بادی (LEI)، همچنان نیروی برآر قابل‌توجهی تولید کنند.

توسعه و تاریخچه کایت‌های فویلی

یکی از نخستین کایت‌های فویلی محبوب، کایت قدرتی ۲ طنابچه‌ای بود که توسط ری مری و اندرو جونز در اوایل دهه ۱۹۷۰ در انگلستان توسعه یافت و به فلیکسی‌فویل (و بعداً شرکت فلیکسی‌فویل) معروف شد. مری و جونز روی وسایل نقلیه کشیده‌شده با کایت نیز آزمایش کردند؛ مفهومی که پیتر لین آن را پیش برد و امروزه به شکل بگ‌رانی بسیار رایج است.

کایت فلیکسی‌فویل که امروزه نیز با نام «استکر» فروخته می‌شود، برای حفظ شکل خود در حین پرواز، از یک اسپار (ترک) کربنی محکم در لبه حمله خود استفاده می‌کند.

نسل دوم پارافویل‌های ۲ طنابچه‌ای، اسپارلس استانتر نام داشت که توسط تد داگرتی طراحی شد. توسعه این مدل از اواسط ۱۹۸۵ آغاز شد و در اواسط ۱۹۸۸ به بازار آمد. این کایت‌های پارافویل شکل مربعی داشتند و ۶ سلولی بودند. در سپتامبر ۱۹۸۸، نسخه‌ای از این کایت در جشنواره اوشن سیتی سان‌فست پرواز کرد و رکورد بزرگ‌ترین کایت نمایشی جهان را شکست. در ژانویه ۱۹۸۹، این کایت در نمایشگاه KTA به عنوان نخستین کایت نمایشی کاملاً بدون اسپار معرفی شد. اما عمر این مدل بسیار کوتاه بود؛ چرا که با پیشرفت تکنولوژی، تا می ۱۹۹۰ نسخه اولیه کواتری‌فویل در مسابقات وایلدوود نیوجرسی به پرواز درآمد. کواتری‌فویل اولیه در واقع دو کایت اسپارلس استانتر بود که با شکل عقب‌خمیده به هم دوخته شده بودند. نسل‌های بعدی آن اصلاح شدند و به مدل شناخته‌شده «کلاسیک» رسیدند.

در سال ۱۹۹۱، پیتر لین کایت مشابه فویلی‌ای را با نام پیتر لین پیل برای کشش با کایت معرفی کرد؛ این مدل یک کایت فویلی کاملاً نرم و بدون هیچ‌گونه اسپار بود. پیل در اوایل تا اواسط دهه ۱۹۹۰ کایتی بسیار محبوب بود، فروش آن تا اواخر این دهه ادامه یافت و در ابعادی تا ۱۰ متر مربع عرضه می‌شد. پیل نیز یک کایت ۲ طنابچه‌ای بود که دقیقاً به سبک فلیکسی‌فویل پرواز می‌کرد.

تکامل بعدی کایت‌های فویلی برای فعالیت‌های کششی، توسعه سیستم‌های ۴ طنابچه‌ای بود. در حالی که پرواز کایت‌های ۲ طنابچه‌ای گاهی نیازمند حرکات شدید دست (کشش و هل دادن) است (مخصوصاً در کایت‌های بزرگتر)، سیستم‌های ۴ طنابچه‌ای حرکت دست کمتری نیاز داشتند. در این سیستم‌ها، هر هندل دارای دو طنابچه است: طنابچه بالایی (طنابچه نیرو) و طنابچه پایینی (طنابچه ترمز). با کشیدن طنابچه ترمز پایینی، لبه پایینی کایت دچار واماندگی (استال) شده و باعث می‌شود کایت حول همان لبه بچرخد. نتیجه این مکانیزم، چرخش‌های تنگ‌تر با حرکت کمتر دست است؛ موضوعی که برای فردی که درون بگ (کالسکه کایت) نشسته است، اهمیت زیادی دارد.

یکی از اولین کایت‌های ۴ طنابچه‌ای موجود، کواتری‌فویل بود که توسط تد داگرتی طراحی شد و در اواسط دهه ۱۹۹۰ به عنوان کایت بگ بسیار محبوب شد. طراحی اولیه این کایت که به «کلاسیک» معروف شد، برخلاف طراحی‌های بیضی‌شونده امروزی، مستطیلی‌شکل بود. تکامل‌های بعدی این کایت با نام‌های کامپتیشن (طراحی بیضی‌تر – C1 و C3)، سری Q2000 و در نهایت سری کامپتیشن X (XXS, XS, XM, XL, XXL) به فروش رسیدند؛ هرچند هیچ‌کدام از این مدل‌ها توسط خود داگرتی طراحی نشدند.

کایت بعدی داگرتی پس از کواتری‌فویل، کوادترک نام داشت که در اواسط دهه ۱۹۹۰ توسط شرکت اسکاینسور در آمریکا ساخته و فروخته شد.

پس از موفقیت کواتری‌فویل، ری مری (خالق فلیکسی‌فویل) سری اسکایتایگر از کایت‌های ۴ طنابچه‌ای را طراحی کرد که در اواسط تا اواخر دهه ۱۹۹۰، کایت کششی غالب بازار بود. این مدل نیز طراحی مستطیلی داشت و پروازی بسیار پایدار و محکم ارائه می‌داد. با معرفی سری «های» که نسبت منظومه (بال) افزایش یافته داشت، این طراحی برای تولید نیروی کششی بیشتر بهینه شد. مدل‌های رایج این سری شامل Hi-22، Hi-40 (۳.۷ متری) و Hi-60 (۵.۶ متری) بودند. مدل‌های Hi-80 و Hi-100 نیز وجود داشتند اما کمتر دیده می‌شدند. سری «های» از پارچه رایج ریپ‌استاپ نایلون یا ماده سبک‌وزن پلی‌استری به نام «آیکارکس» ساخته می‌شد که امکان پرواز کایت در بادهای بسیار ضعیف را فراهم می‌کرد.

در اواخر دهه ۱۹۹۰ در اروپا، ورزش بگ‌رانی بسیار محبوب شد و شرکت‌های اروپایی زیادی، طراحی‌های متنوعی از کایت‌های کششی را روانه بازار کردند. این طراحی‌ها دو مسیر متفاوت را پیش گرفتند: دسته‌ای که در اکثر شرایط بادی پایدار و قابل‌اتکا بودند و معمولاً در برابر افت (لوفینگ) در بادهای ناگهانی مقاومت داشتند، و دسته‌ای که به قیمت از دست دادن پایداری، برای تولید حداکثر نیروی کششی تنظیم شده بودند (معروف به «کایت‌های مسابقه‌ای»). در بریتانیا در اواخر دهه ۱۹۹۰، کایت «پرداتور» طراحی شده توسط پیتر میرکوویچ از شرکت اسکای کایتس، محبوب‌ترین و موفق‌ترین کایت کششی میان مسابقه‌دهندگان بگ بود و اکثر مسابقات آن دوران را برنده شد.

در اواخر دهه ۱۹۹۰ و اوایل ۲۰۰۰، شرکت‌های جدیدی با تجربه ساخت پاراگلایدر وارد بازار کایت‌های کششی شدند و از دانش و تجربه خود برای توسعه این کایت‌ها بهره بردند.

جمع‌بندی

کایت‌های فویلی با عبور از طراحی‌های اولیه و اضافه شدن اسپار‌های سخت، به مدل‌های کاملاً نرم و سپس سیستم‌های کنترل ۴ طنابچه تکامل یافتند. این تحولات، مانورپذیری و کارایی آن‌ها را به شدت افزایش داد و راه را برای ورود شرکت‌های سازنده پاراگلایدر به این بازار هموار کرد. امروزه این کایت‌ها به دلیل قدرت و پایداری بالا، انتخابی ایده‌آل برای ورزش‌های کششی و مسابقات بادی محسوب می‌شوند.