HBK 엔지니어링 서비스 팀, IMOCA의 Advens Cybersecurity 프로젝트에 참여

지난해 방데 글로브(1인승 보트로 벌이는 항해 경기) 경주에서 HBK는 Advens Cybersecurity 보트 프로젝트에 참여했습니다. 이 프로젝트에는 보트 포일에 장착하는 광학 스트레인 게이지를 개발하고 설치하는 작업이 포함되었습니다.
이 foil은 선박의 선체 아래에 배치되는 특별한 '날개'로, 샤프트(선체에 들어오고 나가는 가장 길고 일반적으로 직선 부분), 베어링 평면(일반적으로 곡선) 및 팁(직선, 수직 부분)으로 구성됩니다. 보트의 속도가 빨라짐에 따라 선체는 foil의 아래쪽에 놓이게 되어 위로 올라가므로 물에 대한 저항이 적고 속도가 빨라집니다. foil은 항해할 때(측풍) 가장 효과적이며 항해 조건이 비교적 평온할 때만 사용할 수 있습니다. 이러한 다양한 요인에 따라-그리고 보트의 성능을 더욱 최적화하기 위해-foil을 선체 안으로 집어 넣을 수 있는 메커니즘도 있습니다.

근해 경주에서 foil을 사용하는 것은 최근입니다. foil은2016 방데 글로브에서 처음으로 사용되었습니다(레이스는 4년마다 개최). foil의 효과는 빠르게 느껴졌습니다. 결승점에 먼저 도착한 4척의 보트가 foil을 장착한 보트입니다. 그러나 이 기술은 몇 가지 약점을 보여주었습니다. 그 이후로 디자이너는 성능과 안정성을 모두 개선하기 위해 노력했습니다.

Problem

11월부터 시작되는 세계적인 논스톱 요트 경주인 방데 글로브에 많은 사람들은 관심을 표했습니다.
이 기간 동안 참가자들은 극한의 기상 조건, 거친 바다(특히 태평양과 남극해) 그리고 단독 항해와 같은 여러 위험에 맞닥드리게 됩니다. 방데 글로브는 단순한 모험이 아닙니다. 지속적으로 한계까지 견디거나, 때때로 최악의 상황에 대처할 수 있는 견고한 고성능 보트가 필요한 극한의 경주입니다.

Solution:

이 대회에 참가하는 배는 보트의 성능을 모니터링하는데 필수적인 센서와 최첨단 장비의 테스트가 필요합니다. HBK는 광학 스트레인 게이지를 보트에 장착하는데 도움을 주었습니다. HBK는 극한의 환경 조건을 견딜 수 있는 완벽한 센서와 최고의 데이터 수집 시스템을 보유하기 있기 때문에 이러한 엔지니어링 서비스 제공이 가능했습니다.

Results

이 프로젝트는 신속하게 마무리되어 Transat Jacques Vabre(프랑스와 브라질 사이의 역사적인 커피 무역 루트를 향해하는 요트 경주)가 시작되기 8주 전인 2019년 9월에 보트를 실전에 투입할 수 있었습니다. 몇 번의 테스트가 끝나고, 마침내 보트는 경기에 출전했습니다. 자동 파일럿 잭과 연결 실패에도 불구하고 Advens Cybersecurity 보트는 매우 훌륭하게 5위를 차지했습니다. ( 중간 스탑오버 4시간 - Cherbourg)  하루만에 보트는 평균 22.30노트의 속도로 24시간 동안 521마일을 주행했습니다.

IMOCA (International Monohull Open Class Association)

IMOCA (International Monohull Open Class Association)는 Thomas Ruyant를 선장으로 임명하고, 마지막 방데 글로브 Cybersecurity을 위한 IMOCA Advens를 설계하고 준비하는 회사입니다.
기술 디렉터, Laurent Bourgues는 다음과 같이 말합니다. "foil 성능은 이제 필수 요소가 되었습니다. 오늘날 보트는 다른 것보다 foil을 중심으로 제작되고 있다고 해도 과언이 아닙니다.”
"foil의 경우, 특히 모양과 치수가 지속적으로 진화하고 있기 때문에 우리는 여전히 배우는 단계에 있습니다. 기술 선택, 설계 데이터 및 한계에 도달했을 때의 동작에 대한 검증은 해상에서 진행됩니다. "라고 Laurent는 계속 설명합니다.
시간과 돈이 부족하기 때문에(한 개의 foil은 약 150,000 유로) 실험실에서 프로토 타입을 개발하고 테스트할 수 없습니다. "이러한 이유로 우리는 foil을 계측하고 측정 데이터를 기록하기로 결정했습니다. 이를 통해 선장은 보트가 한계를 넘지 않도록 하고 나중에 분석을 수행하여 바람, 해상 조건, 보트 속도 등과 같은 다른 데이터와 결과를 연관시킬 수 있습니다. "라고 Laurent는 덧붙입니다.

"foil은 분명히 우리가 원하는 성능을 달성하는데 중요한 역할을 했습니다. 센서와 수집 시스템 덕분에 선장은 한계를 초과하지 않고 최적으로 사용할 수 있었습니다. "라고 Laurent Bourgues는 설명합니다.

광섬유의 선택

측정 분야의 최신 기술 발전을 잘 알고 있는 IMOCA Thomas Ruyant Racing팀은 기존 게이지보다 더 견고한 광섬유 스트레인 게이지를 선택했습니다.
복잡한 장비를 설계하는 IMOCA 보트 디자이너는 다시 한 번 HBK에 연락하여 프로젝트를 지원을 요청했습니다.
Carola Corazza가 관리하는 HBK의 남서부 유럽 엔지니어링팀은 Laurent Bourgues와 협력하여 게이지의 특성과 foil에 설치하는 방법을 확인했습니다. "우리 팀은 일반적으로 고객과 최대한 가까운 관계를 유지합니다” 그러나 이 경우 고객의 요청에 따라 약간 다르게 진행되었습니다. “Thomas Ruyant Racing은 Lorient에 기반을두고 있지만, 이탈리아에 기반을 둔 보트 부품 설계자인 Persico Marine과 긴밀히 협력하는 것이 중요했기 때문에 회의가 이탈리아에서 열렸습니다. "라고 Carola는 설명합니다.
베어 섬유에서 FBG를 측정하는 FS70FBG를 선택하여 스트레인 측정을 수행하고 각 foil에 4개의 측정 지점을 결정했습니다. "고객과의 논의를 통해 우리는 고객의 모든 요구 사항을 이해하고 솔루션을 제안했습니다. 동일한 섬유를 사용하여 온도 측정을 수행할 수 있습니다. 따라서 이를 맞춤화하고 열 센서를 어레이에 통합하는데 동의했습니다."라고 Carola는 덧붙였습니다.
고객의 요청 사양에 따라 이러한 모든 측정 지점(브래그 격자)이 결정되고 섬유를 따라 정확하게 배치됩니다. 이 광섬유는 FS22 DI 동적 광학 측정 시스템(광학 인터로 게이터라고도 함)에 연결되어 광학 측정을 기존 수집 시스템에서 사용할 수 있는 디지털 데이터로 변환합니다. 가장 먼 측정 지점과 광학 인터로 게이터 사이의 거리는 5미터로, 30미터 이상의 광섬유를 필요로 하는 일부 응용 분야에 비해 상대적으로 짧은 거리입니다.

시간과의 경쟁 ...

이러한 기술적 선택은 2019 년 1분기에 시작되었습니다. 그 당시 10월 27일 르 아브 르에서 브라질의 살바도르 데 바이아까지 항해하는 두손을 모두 사용하는 Transat Jacques Vabre 경기를 위해 배에서, IMOCA의 디자이너 Thomas Ruyant Racing는 시간과 경쟁을 하고 있었습니다. 따라서 실제적인 이유와 시간 절약을 위해 foil은 초기 계획대로 밀라노가 아닌 로리 앙에서 완성되었습니다. HBK의 엔지니어링팀은 유럽 전역에 전문 지식을 보유하고 있으므로 이러한 계획 변경에 쉽게 대응할 수 있습니다. 결과적으로 광학 게이지의 설치는 회사의 프랑스 사무실에 있는 HBK의 현장 서비스 엔지니어인 Nicolas Visoianu에 의해 수행되었습니다.

여러 층의 탄소 섬유를 특징으로하는 기술 스택으로 구성된 foil은 광섬유와 통합되도록 특별히 설계되었으며 외부 부분에는 홈이 있습니다. Nicolas가 설명하는 것처럼이 홈에 섬유를 삽입하는 것은 세심한 작업입니다. "이것들은 상대적으로 무겁고 다루기 어렵기 때문에 foil은 좋은 조건에서 작업할 수 있는 위치에 고정되었습니다. 최적의 성능을 얻으려면 섬유를 정확하게 배치하고 결합에 많은 주의를 기울이는 것이 매우 중요합니다. 여기에서 실수는 수정할 수 없습니다! 이 분야에서 HBK는 경쟁사와 차별화되는 전문성을 확보했습니다. 결국 허용 가능한 불확실성을 보장하면서 µm/m의 정밀도를 제공해야 합니다. 이것은 달성하기 어려운 수준의 전문 지식입니다.”
사용된 X120 접착제는 이 분야의 전문성을 보여주는 예이기도 합니다. 이 타입의 게이지를 장착하기 위해 특별히 설계되었습니다. 표면과 같은 높이가 될 때까지 홈을 채우고 보호 층을 추가하여 해수에 잘 견디게 합니다.

이 성공적인 첫 레이스 후 평가가 필요했기 때문에 기록된 데이터를 분석하고 상호 연관시켜 개선 방법을 찾았습니다. foil에서 측정한 값은 보트의 핸들링을 개선하는데 유용한 정보입니다. "우리는 최고를 원합니다. : 24V에서 1A는 무시할 수 없는 수준입니다."라고 Laurent Bourgues는 말합니다.
Nicolas Visoianu의 경우 이에 대해 조치를 취할 수 있습니다. "이 수치에는 광학 부품뿐 아니라 데이터 처리를 위한 모든 관련 전자 장치도 포함됩니다. foil은 모든 바람과 바다 조건에서 사용할 수 없기 때문에 이러한 소비는 영구적이지 않을 수 있습니다. "
Cybersecurity의 CEO인 Alexandre Fayeulle는 Advens 보트에 대해서 다음과 같이 말했습니다. "Transat Jacques Vabre 경주에서 사이버 보안을 위한 Advens 보트의 놀라운 잠재력을 확인했습니다. 이 보트는 최고의 성능으로 제작되었기 때문에 다른 보트보다 기술적으로 한 발 앞서 있습니다. 우리는 다음 방데 글로브에 대한 희망과 야망으로 가득차 있습니다.”
그때까지 모두가 갑판에 있을 것입니다 ... HBK를 포함하여!

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