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La carena a spigolo o planante - ottava parte

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Figura 24
Figura 24

Esiste un fattore che spesso è dimenticato e che riguarda proprio le piccole navi: il periodo di rollio. Una piccola imbarcazione stabile ha un periodo di rollio che si aggira tra i 2÷3 secondi. Questo significa che, per un vasto campo di condizioni di mare, il periodo proprio dell’onda sarà maggiore di quello della barca. La durata dell’oscillazione completa trasversale, chiamato “periodo” di rollio (Figura 24), è rappresentata dalla relazione

\(T_t= 2 \cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{l_{YY}}{\Delta \cdot (r-a)}} \)

                

 dove       

 

 \(T_t\) = periodo di rollio;

    

 

 \(l_{YY}= l_t + M_{t_{agg.}}\) = momento d’inerzia di massa del sistema “nave–acqua“ rispetto all’asse baricentrico longitudinale di rotazione;

      

 

 \(l_t\) = momento d’inerzia di massa trasversale della nave rispetto all’asse baricentrico longitudinale di rotazione; 

        

 

 \(M_{t_{agg.}}\) =  “massa aggiunta” di acqua di mare;

  

 

  \(\Delta\) = dislocamento della nave;

  

 

  \((r-a)\) = altezza metacentrica trasversale.

Figura 25
Figura 25

Il periodo di un’onda di 30 metri, infatti, è di circa 4,5 secondi, il periodo di un’onda di 85 metri è di circa 7 secondi. Con mare di poppa o di prora, il periodo naturale del battello non è influenzato dal periodo dell’onda, invece, con mare al traverso o al giardinetto, il periodo d’incontro tra quello del battello e dell’onda dipenderà anche dalla velocità dell’imbarcazione. Quando questo periodo d’incontro, che può essere pensato come il tempo intercorrente tra due successivi impatti d’onda, è superiore a quello proprio del battello, questo ultimo tenderà a saltare con il periodo proprio dell’onda. Per cui, se l’imbarcazione ha lo stesso periodo dell’onda, si può avere la sincronizzazione dei periodi naturali di scafo e d’onda, quindi, si incorre in disagi più seri di quelli derivati da un proprio periodo corto di oscillazione, non in sincronia con quello delle onde.

Le piccole navi, quindi, si troveranno in condizioni di rollio forzato e le loro oscillazioni saranno governate dal mare piuttosto che dalla loro forma di scafo, molto più spesso delle grandi, il cui periodo naturale di rollio è notevolmente maggiore. Per molte condizioni di mare, pertanto, la barca con \((r-a)\) (indice di stabilità statica - Figura 25) di valore più alto sarà più stabilizzata che non quella con \((r-a)\) minore. E’ importante che la stabilità, in particolare quella trasversale, sia ricercata attraverso corrette proporzioni di scafo, adeguata larghezza, e non con l’empirico correttivo della zavorra. 

Figura 26
Figura 26

Come si può notare nella Figura 26 le imbarcazioni plananti, a differenza di quelle dislocanti, avendo i pattini di spigolo e la chiglia, che è il vertice della V dello scafo, che fungono da alette antirollio, hanno una stabilità trasversale dinamica rispetto a una carena tonda di pari larghezza, maggiore.

Per quanto riguarda la stabilità longitudinale \((r-a)\), se bassa, accentua il fenomeno del galoppo, se è eccessiva, condizionerà lo scafo a infilarsi nelle onde piuttosto che a scivolare sulle stesse. La posizione del centro di gravità  \(C_G\) è un elemento basilare nel progetto di uno scafo planante, in quanto a questa posizione è legato l’intero comportamento dell’unità a mare, sia nei riguardi della resistenza al moto, sia nei riguardi delle qualità nautiche.

Come noto, il centro del galleggiamento è il fulcro per cui passa l’asse di rotazione quando la barca cambia assetto a causa d’imbarco, sbarco e spostamento di pesi. Di conseguenza, l’imbarco dei pesi mobili (combustibile, acqua e materiale di consumo) deve essere fatto in modo tale che il relativo centro di gravità cada in corrispondenza del centro di galleggiamento della zona di sovraimmersione, che si trova vicino al centro di gravità dell’imbarcazione.

Inoltre è molto importante la distribuzione longitudinale di tutti i pesi che sono a bordo, perché incidono, all’aumentare della velocità, al valore totale della massa d’inerzia. Se uno scafo è molto leggero nelle zone prodiere, l’onda provoca un notevole rialzamento della prora e, dopo che lo scafo avrà superato la cresta dell’onda, ricadrà pesantemente nell’acqua con conseguenze tutt’altro che piacevoli.

E’ interessante notare che nel caso di onde molto più corte della lunghezza dello scafo e poco alte, lo scafo può planare sulle loro creste conseguendo una riduzione di superficie bagnata che porta ad un aumento di velocità. Per lo stesso motivo piccole onde consentono l’inizio della planata a velocità inferiore a quella occorrente con mare calmo.
Con quanto detto spero di aver dato ai diportisti qualche elemento in più per una scelta più oculata di un’imbarcazione.

Angelo Sinisi

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