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Le condizioni evolutive delle navi: la seconda fase della manovra di evoluzione

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La Nave scuola Orsa Maggiore
La Nave scuola Orsa Maggiore

2a fase della manovra di evoluzione (Figura 3)

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Figura 3
Figura 3

In conseguenza dello spostamento trasversale, che avviene nella prima fase, e dell’inizio della rotazione, la resistenza \(W\) all’avanzamento della nave, originariamente agente nel piano longitudinale di simmetria, gradualmente si trasforma in una resistenza \(W'\) (Figura 5) che agisce ad un angolo \(\beta\) rispetto al piano longitudinale di simmetria, sul lato sinistro se il timone ha barra a dritta.

La componente longitudinale \(W' \cdot cos \beta\) (Figura 5), insieme alla forza \(P \cdot sin \alpha\) , ritarda il moto della nave, e la componente trasversale \(W' \cdot \sin \beta\) (Figura 5) contrasta la forza \(P \cdot cos \alpha\) (Figura 4), cosicché lo scarroccio a sinistra, che si ha nella prima fase, cessa. Il momento \(W' \cdot sin \beta \cdot \overline {BG}\) si aggiunge al momento \(P \cdot cos \alpha \cdot \overline {CG}\) (Figura 5), ed in conseguenza la velocità angolare del moto di rotazione aumenta. In tali condizioni la nave segue una traiettoria curva, il cui raggio di curvatura diminuisce con l’aumentare della velocità angolare.

Figura 4
Figura 4

Poiché la forza \(W'\) agisce su un punto \(B\) compreso fra il centro di gravità \(G\) e la prora, la nave avanza con la prora verso l’interno e la poppa all’esterno della traiettoria descritta dal centro di gravità (Figura 5). Nel ruotare la nave incontra una resistenza \(W_V\) (Figura 5) nella zona prodiera sul fianco destro, agente ad una distanza \(h\) da \(G\) , ed una resistenza \(W_a\) nella zona poppiera sul fianco sinistro, agente ad una distanza \(a\) da \(G\) (Figura 5). In ciascun particolare istante una piccola parte della traiettoria di \(G\) può riguardarsi come un arco di cerchio, il cui raggio \(R\) sia uguale al raggio istantaneo di curvatura della traiettoria. Indicando con \(V_t\) la velocità tangenziale di \(G\) , con \(D'\) il peso della nave e dell’acqua trascinata, con \(g\) l’accelerazione di gravità e con \(t\) il tempo, si avranno due reazioni d’inerzia : la forza centrifuga \({D' \over g} \cdot {{V_t}^2 \over R}\) lungo il raggio di curvatura istantaneo \(R\) ed una forza d’inerzia \({D' \over g} \cdot {d{V_t} \over dt}\) nella direzione di \(V_t\) (Figura 5).

Figura 5
Figura 5

Nelle prime due fasi le forze e i moti variano, mentre nella terza si hanno condizioni costanti. Tale transizione è dovuta a parecchie cause, prima di tutte, il punto di applicazione \(B\) della resistenza \(W'\) si porta verso poppa con l’aumentare dell’angolo di deriva \(\delta\) , in modo che il momento \(W' \cdot sin \beta \cdot \overline{BG}\) diminuisce (Figura 5). Successivamente, il moto di rotazione altera il flusso di acqua intorno alla nave in modo tale che l’effettivo angolo di attacco del timone diventa inferiore all’angolo di barra \(\alpha\) (Figura 6). Di conseguenza \(P\) e il momento \(P \cdot cos \beta \cdot \overline{CG}\) (Figura 5) diminuiscono entrambi. D’altra parte i momenti dovuti alle resistenze \(W_V\)\(W_a\) aumentano entrambi ed è evidente che si raggiungerà una posizione d’equilibrio ad un certo particolare angolo di deriva \(\delta\) . Raggiunto l’equilibrio delle forze, che si ha nelle prime due fasi, ha inizio la terza fase.

Figura 6
Figura 6

Nella terza parte dell’articolo parlerò della terza fase della manovra di evoluzione.

Angelo Sinisi

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