We took care of every detail in Nano's design. All fittings are made of stainless steel AISI 316 which ensures the absolute corrosion resistance. Every fitting is designed with the use of the latest 3D software. Cutting of all the details is done with a 5-axial laser.

For the absolute reproducibility of all bent elements, we use numerically programmable benders in the process.

In order to sustain uniformity of welded components we use stainless steel AISI 316L as a binder. When welding parts together, we use the TIG method in argon environment. A steady hand of our experienced welders guarantees uniform and aesthetic welds. At the end of the process all the fittings are pickled in a special mixture of acids to remove any surface scales and stains.

All rivets used in Nano are sealed and acidproof with a pre-prepared controlled swelling area. Additionally, a pre-formed crumple zone of these fittings provides very good strength parameters of all connections. The tightness of all used rivets makes the mast unsinkable during a potential dump.

All stainless steel nut rivets used in Nano are also sealed and acid-resistant.

Experienced sailors know how a good stretch of the trampoline is important for the smooth movement on the catamaran's platform. In Nano project we designed beams and side lines of the hulls so that all four lines forming a trampoline make it one perfectly flat surface. Nano's Trampoline can be individually strained in any of the four directions.

When designing our new centerboards we focused our attention on selecting an appropriate profile thereof.

Considering the fact that in majority of circumstances centerboards operate under transient flow, we decided to apply well proven profiles which at low resistance throughout the entire range of velocity provide high efficiency and are highly resistant to breaking of stream.

In the "vertical" section of the centerboard we have applied the NACA 63-012 symmetric profile which ensures generation of appropriate side force both at small and large speeds while at the same maintains appropriate rigidity.

In the carrier section this profile turns smoothly into a non-symmetric NACA 63-412, passing through all the intermittent profiles: NACA 63-112; NACA 63-212; NACA 63-312. It must be noted here that this profile is capable of generating adequate lifting force as early as at 0 degree trim. 

Apart from high efficiency proven by computer simulations, the NACA 63-412 profile performs perfectly well also both in the large and ultra light units equipped with hydrowings. The choice of the NACA 63-412 profile constitutes and ideal consensus of low resistance at high speeds and generation of high lifting force in the entire velocity range.

WingFoX Nano has been equipped with centerboards of variable curvature and variable profile.

Since class regulations restrict the area we can use to generate the lifting force to 40 cm, the shape of our centerboards was designed to take maximum advantage of the area available.

The geometry of the centerboard was designed so as to allow the lifting part to generate lifting force even when the centerboard is partially drawn out.

The asymmetric profile used in the lower section of the centerboard generates lifting force already at zero trim. The centerboard box and the elements contained therein permit centerboard trim within +/- 5 degrees of the angle of incidence of the lower section of the centerboard.

The centerboards feature increased length to allow them to work deeper in the events of more stabilized conditions. In the surface layer we encounter rotating currents, a rotation of water masses, which impairs the efficiency of a centerboard.

Assuming appropriate lifting force to be generated by the centerboard we took every effort so that a lifted up centerboard could still generate adequate side resistance necessary for the boat not loose its capacity of sailing upwind.

What happens in the case of centerboards having constant radius of curvature is a considerable loss of lateral surface of resistance, which causes increased leeway and makes upwind sailing impossible. In extreme cases the loss of upwind sailing potential may not be compensated by higher speed.

The special design of the centerboard box allows its easy raising while maintaining tight fit in every position.

New centerboards WingFoX Nano are made entirely of carbon prepreg. We do not cover them with a layer of topcoat so the run-off edge is very thin though also very tough. The entire element is hardened and annealed in an autoclave. 

Due to specially designed internal structure it was possible to give up the use of filling foam and glue to fix the two parts together.

The centerboards are made in a single process technology and thus are monolithic, which ensures their high rigidity at minimum weight.

Special array of carbon fibres, accompanied by appropriate design, yield a significant increase of rigidity. We have put much effort to the selection of centerboard geometry and its rigidity so as they would not cause vibrations. We have paid particular attention to the forming of "higher harmonic vibrations" which are periodically appearing oscillations whose frequency is a multitude of their free vibration frequency. What results is an uncontrolled amplification of the amplitude. In extreme cases it results in breaking the stream flowing round the centerboard and a sudden drop of the lifting power. Windsurfers are well aware of such situations when suddenly the centerboard looses its capacity of generating side resistance force and a spinout occurs. Apart from lower efficiency, an oscillating centerboard causes diffusion of energy and thus generates increased resistance.

 Centerboards require high precision of workmanship. That is why we have applied the CNC technology to make centerboard forms. Specialist software allowed us to optimize the lifting power in relation to the resistance.

Przy projektowaniu WingFoX Nano najwyższym priorytetem była maksymalizacja osiąganych prędkości, a więc po raz kolejny rozpoczęła się walka o sztywność platformy przy zachowaniu minimalnej masy.

I tu zaowocowało nasze doświadczenie zdobyte przy budowie masztów. Zaprojektowaliśmy zupełnie nowe belki, które charakteryzują się zmiennym profilem przekroju poprzecznego dostosowanym do działających na nie sił.

Choć przednia belka nie różni się zupełnie kształtem zewnętrznym od tylnej to są to zupełnie inne konstrukcje. Ułożenie i ilość włókien węglowych, tzw. plan laminowania, jest dla każdej belki inny, ponieważ przenoszą one zupełnie inne siły. Wykonujemy je oczywiście z prepregu węglowego i wypiekamy w autoklawie z zastosowaniem wysokiego ciśnienia.

Pomimo zmiennego przekroju poprzecznego belki dostosowanego do specyficznego rozkładu naprężeń, jej powierzchnia po rozwinięciu daję prostokąt, co umożliwia poprowadzenie nieprzerwanych włókien jednokierunkowych na całej długości belki.

Ma to podstawowe znaczenie dla jej sztywności poprzecznej. Dla porównania wytrzymałość na zrywanie dla włókien węglowych wynosi od 2700 do 3500 MPa, a wydłużenie do zerwania to odpowiednio 0,6 do 1,4 %. Dla typowej żywicy epoksydowej wytrzymałość na zrywanie wynosi około 80 MPa przy wydłużeniu do zerwania o wartości 5% ( 1 MPa= 1 N/mm2). Dlatego tak ważnym jest aby działające siły były przenoszone bezpośrednio przez włókna węglowe, a nie żywicę.

Kolejnym ważnym elementem jest wstępne naprężenie włókien węglowych przed etapem polimeryzacji żywicy. Wysokotemperaturowe wygrzewanie prepregu węglowego w autoklawie w specjalnej formie gwarantuje odpowiednie wstępne napięcie włókien. Dzięki tej technologii i zmiennemu przekrojowi belki uzyskaliśmy dużo wyższą sztywność, niż w przypadku zastosowania kołowego przekroju poprzecznego belki i użycia tradycyjnej formy.

Brak delfiniaka w WingFoX Nano jest oczywisty.

Właściwości użytych materiałów trzeba dokładnie znać już na etapie projektowania, aby można było skutecznie maksymalizować sztywność i wytrzymałość. Nie ma tu miejsca na ukrywanie bąbli powietrza i innych niedoskonałości pod grubą warstwą topkotu, jak to często ma miejsce przy zastosowaniu tradycyjnej technologii.

Odpowiedni kształt belek powoduje, że ich końce całkowicie chowają się w kadłubach, a jednocześnie same belki są prowadzone wysoko nad linią wody. Głębokie całkowite wklejenie belek w kadłuby maksymalizuje sztywność całej platformy.

Ostatni rok dobitnie pokazał że żeglarze korzystający z nowszych konstrukcji zaczęli osiągać bardzo dobre wyniki. Kadłub współczesnego A-cata jest konstrukcją w której nie wystarczy użyć najlepszych materiałów. Równie ważne jest aby użyć ich właściwie, tak, aby maksymalnie wykorzystać ich właściwości.

Zwykłe „mokre” laminowanie, czy użycie technologii vacuum już nie wystarcza. Należy zadbać oto aby najlepsze materiały zostały odpowiednio użyte i odpowiednio przetworzone.

Kadłuby WingFoX Nano są wykonane z wysoko temperaturowego epoksydowego prepregu węglowego. Dzięki wypiekaniu ich w autoklawie w temperaturze 140^o C przy ciśnieniu 6 bar uzyskujemy nieosiągalny innymi metodami laminat o najwyższej jakości. Tylko kilku producentów na świecie dysponuje odpowiednio dużymi autoklawami aby zmieściły się w nich całe kadłuby łodzi. Nasz sześciometrowy autoklaw został specjalnie przygotowany do wypiekania całych kadłubów.

Jako przekładki użyliśmy aramidowy plaster miodu Nomex o grubości 10 mm. Nomex w połączeniu z prepregiem węglowym pozwala uzyskać niespotykaną sztywność konstrukcji przy zachowaniu minimalnej wagi. We wszystkich miejscach, które tego wymagają, kadłub jest specjalnie wzmacniany dodatkowymi warstwami włókien węglowych. Wzmocnienia dotyczą na przykład okolic skrzynki mieczowej, która jest zaprojektowana tak, aby mogła przenosić w całości generowaną siłę nośną.

Sztywność kadłuba jak i całej platformy jest podstawowym parametrem decydującym o szybkości katamaranu. Kadłub o niewystarczającej sztywności po uderzeniu bocznej fali w dzioby może wpadać w drgania. Powstający rezonans poprzeczny dziobów rozprasza znaczną część energii ruchu i powoduje gwałtowny wzrost oporów. Aby jeszcze bardziej zwiększyć sztywność dodatkowo wzmocniliśmy kadłub poprzez zastosowanie na jego powierzchni dodatkowej warstwy węglowych włókien jednokierunkowych.

Kadłuby pokryte są natryskowo bardzo twardym i odpornym na UV lakierem. Model kadłuba (kopyto) wykonany został w technologii frezowania CNC co zapewnia wysoką dokładność i symetrię wykonania sięgającą 0,1 mm. Frezowanie nastąpiło po zakończeniu laminowania i obejmowało cały kadłub jako jedną bryłę.

Na wysoką sztywność całej platformy składa się również głębokie osadzenie belek w kadłubie.

No i oczywiście konstrukcja samych belek ale o tym w następnym artykule.

Projektując nowy kształt kadłuba, korzystaliśmy z doświadczeń zdobytych przy eksploatacji poprzedniej konstrukcji jak i doświadczeń innych zawodników korzystających z konstrukcji, które pojawiły się w ostatnim roku.

Kształt nowego kadłuba jest zupełnie zmieniony, jednak żeby dać obraz tych zmian użyjemy kilku porównań do poprzedniej konstrukcji.

Część dziobowa otrzymała większą smukłość i duży kąt pochylenia krawędzi natarcia. Górna część kadłuba w przestrzeni od dziobu do przedniej belki została „zaostrzona” tak, aby zmniejszyć do minimum opory pojawiające się podczas przebijania się przez wierzchołek fali.

Dennica w WingFoX Nano zaczyna się łagodnie wypłaszczać już przy przedniej belce i przechodzi w zupełnie płaską dennicę w okolicy rufy. Dennica w części rufowej jest szersza i opuszczona w dół o prawie 5 cm. Kadłub został przystosowany do szybkiego osiągania dużych prędkości i lepszej współpracy z zakrzywionymi mieczami.

Wszystko po to aby kadłub jak najszybciej wyszedł z wody.

Zmiana kształtu kadłuba i belek zaowocowała podniesieniem tylnej belki o około 10cm.

Pozycja przedniej belki została zmieniona i jest ona teraz przesunięta do tyłu względem poprzedniego położenia.

Pomimo zaprojektowania zupełnie nowego kształtu, nowy kadłub ma podobne parametry wypornościowe jak poprzednia konstrukcja. W stosunku do poprzedniego kadłuba WingFoX Nano ma o 5% mniejszą objętość i o 3,5% mniejsze pole powierzchni. Przednia i tylna belka jest głęboko wklejona w kadłub dzięki czemu pozostawia wolną przestrzeń pokładu dla balastującego zawodnika.

Położenie tylnej belki też zostało zmienione jest ona teraz przesunięta do tyłu tak aby zawodnik mógł wykorzystać do maksimum osiągi łodzi przy żegludze z wiatrem.

Szyna wózka grota została całkowicie zagłębiona w kadłub tak aby nie przeszkadzała przy wychodzeniu na trapez.

Położenie skrzynki mieczowej w związku z zastosowaniem zakrzywionych mieczy zostało zmienione, jest ona teraz przesunięta bardziej do przodu. Część pokładu znajdująca się pomiędzy belkami została tak zaprojektowana aby zapewniała jak najwydajniejsze balastowanie zawodnikowi znajdującemu się na trapezie bez konieczności „doklejania” do kadłuba dodatkowych elementów.

Kadłub został tak zaprojektowany aby nie stwarzał ograniczeń przy planowanym dalszym rozwoju nowej konstrukcji. Zastosowanie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych umożliwia dowolną zmianę położenia belek jak i skrzynki mieczowej.

Prowadzimy w tej chwili prace nad nowym typem „ożaglowania”. W przypadku zastosowania żagloskrzydła zmianie ulegnie położenie środka ożaglowania, co będzie wymagało korekty położenia przedniej belki i położenia skrzynki mieczowej, aby zachować idealną neutralność łodzi.

WingFoX Nano został przygotowany do tych zmian już na etapie projektowania kształtu i zastosowanej technologii.

In May 2011 a new model of our A-class catamaran - WingFoX Nano will be launched.

We are going to advise you all the details of the new design in a series of articles.

For the start, just a few remarks on the main principles of the new design.  

Through observation of the recent developments in Class A we have come to the conclusion that what we need is to launch a completely new boat. From the start, we discarded the idea of having the old design modified and we decided to apply an entirely new approach to the design process. As a result of this approach, a completely new catamaran was created, both in design, technological and in materials respects.

At the onset we decided that our new catamaran will be capable of raising both hulls out of water while at the same time it will be easy to control, durable and safe. At the stage of forming assumptions these were independent of any constraints, whether regarding design or technology. We set to work on the assumption that human creativity has no limits and difficult problems are solved in due time.

And it was there where we came across the first problems. They came from the class regulations which cannot be circumvented. When creating laws, restrictions and bans, people move around in a world they are familiar with and can make use of their so-far experience. As it turned out later, this interdependence became our chief ally in overcoming the restrictions set out by the class regulations.

In our view, if Class A is to maintain its leading position in the future, it may not be muzzled by the new regulations that appear once and again. Class A owes its high position precisely to the fact that the class regulations are straightforward and limit the designers only to a minor degree. Progress in yachting takes place anyway, so the question is whether Class A will be allowed to fully participate in that progress. Excessive restrictions may cause the progress to evade our class and find its vent in other classes such as, for example, Moth.

The regatta character of Class A and the extensive competition among the manufacturers guarantee continuous advancement. Looking at other classes of large-hull boats one can boldly claim that Class A is the most sophisticated, while at the same time the prices of new boats do not differ significantly from the prices in other classes. Other large-hull boats, in particular the monotypes manufactured by the same producer, are not so extensively modernized and in time become archaic.

As we all know, nothing favours progress better than competition, both among sailing contestants and manufacturers. Time and again, a new leader springs up in this field and to match them it is not sufficient to catch up with them, they have to be defeated both in the regatta and in manufacturing.  This wonderful mechanism has been effectively driving Class A for years. In our opinion this progress may not be hindered through the introduction of more and more bans and restrictions. Can you imagine our class without such manufacturers as Flyer, Scheurer, Marström, Nikita or DNA? And would we be in the same place if we were sailing on glass platforms with aluminum masts?

All new ideas and new designs are ruthlessly verified in the course of the tough regatta struggle. There is no other class where some many new technologies and solutions are being tested. Only the proven ones can become widely known. All elements that fail to give an edge to a contestant are immediately discarded as a natural course of events. What speaks best for our class is that when someone begins his career with Class A he will find it difficult to change to any other boat.

Again in the history of Class A a certain era comes to its end. Last year witnessed an unbelievable  technological and construction progress, but this is just the beginning of changes.

The time shift gave us a huge advantage by providing an opportunity for observing and developing the earlier designs. The WingFoX Nano was designed with the application of the latest 3D software. The design contains every little design detail in order to allow quick and well organized manufacturing once the design phase is completed. The design work on the new boat was accompanied by designing the tools required to make all individual elements. The innovative design solutions open up a new era in Class A.

The approved design solutions guarantee minimized resistances, maximized speed, full functionality and absolute safety for the user. A very important aspect for us was the simplicity of operation. Anyway, a sailor has only two arms. To say briefly, ergonomics comes top. The currently implemented WingFoX Nano project not only crosses another limit, but also charts a new standard in the approach to building A-cats.

Read about this soon.