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Le carene ibride, quarta parte: le forme di prua e di poppa

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Le carene ibride: la carena semidislocante e semiplanante
Le carene ibride: la carena semidislocante e semiplanante

La carena semidislocante, che deriva da una carena tonda, avendo una velocità relativa elevata, avrà una formazione ondosa tale da avere un forte appoppamento. Quindi si deve modificare il gioco di pressioni e depressioni che si crea sotto la carena a discapito della resistenza. Poiché il maggior effetto di depressione è a poppavia ne deriva un assetto appoppato con conseguente aumento della resistenza indotta. Per cui sarà necessario modificare le forme di poppa in modo tale da aumentare la spinta verticale, fino a raggiungere un assetto orizzontale dello scafo alla velocità desiderata (Figura 6).

Ma certamente, anche le forme di prua subiranno delle modifiche in modo tale da affrontare in modo confortevole e sicuro le onde, stabilite dal progetto operativo, alla velocità più elevata che il mezzo può raggiungere.

Quindi le forme di una carena semidislocante saranno a prua più penetranti, mentre a poppa saranno più piatte, con il ginocchio della carena che avrà un raggio piccolo e molte volte sarà anche a spigolo, per avere una maggiore spinta verticale, tale da permettere un assetto il più possibile isocarenico in navigazione. Queste modifiche, atte ad utilizzare in parte la spinta idrodinamica verticale, potrebbero pertanto essere causa di alcune caratteristiche di qualità inferiori a quelle delle carene tonde classiche originali.

Infatti si potrebbe avere una riduzione della stabilità trasversale durante la navigazione, soprattutto in accostata, quando intervengono forze centrifughe, poiché la spinta idrodinamica sul fondo è scarsamente contenuta dai ginocchi pur sempre tondi della sezione maestra (Figura 7).

Lo scafo semiplanante, invece, deriva da una carena a spigolo (Figura 8). La velocità di queste carene, relativamente alla lunghezza, larghezza, angolo di rialzo del fondo e dislocamento, è tale da non permettere all’acqua di allontanarsi dal fianco. Cioè questa carena naviga in un canale d’acqua che fascerà i fianchi come in un abbraccio, più o meno forte, tale da aumentare la resistenza.

Anche questa carena come la semidislocante, poiché si trova in una condizione idrodinamica non perfetta, cioè si trova come quando una carena planante è in fase d’inizio planata, quindi appoppata, ha la necessità di avere le forme di poppa più portanti per avere un assetto il più possibile orizzontale per la navigazione. Per questa ultima carena i flaps sono necessari, poiché è come se fosse una carena con un motore insufficiente per il suo peso.

Da quanto detto, sotto l’aspetto idrodinamico, potrebbe sembrare che queste carene abbiano delle pessime forme, Ma se sono frutto di una ricerca per soddisfare delle richieste operative ben precise, queste forme di carena richiedono un maggior lavoro d’indagine per trovare quei coefficienti idrodinamici, certamente fuori o ai limiti del campo d’utilizzazione delle carene sistematiche.

La carena semiplanante, date le sue forme, può sfruttare una maggiore portanza dinamica, per cui può raggiungere velocità più elevate della carena semidislocante (Figura 9). Inoltre la carena semiplanante, data la forma della carena a spigolo, rispetto alla carena semidislocante, a parità di dimensioni caratteristiche principali di carena e in certe condizioni di mare, avrà minori angoli di beccheggio, d’imbardata e, con opportune forme di prora, anche minori accelerazioni.

Queste caratteristiche delle carene semiplananti hanno destato l’interesse nella ricerca di una carena per navi di grande tonnellaggio che devono raggiungere alte velocità, come le navi per il trasporto veloce di mezzi e persone.

Anche le marine militari si sono interessate a questa ultima carena, ma la rapida evoluzione delle armi ha posto in secondo piano la velocità.

Queste forme di carena, utilizzate per il grande tonnellaggio, sono state chiamate “DEEP-V” (Figura 10).

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