Il design per chi naviga
Evoluzione, bilanciamento, qualità marine
Abstract
Quando apprezziamo le forme di uno scafo in porto, presumendone dalle linee alcune prestazioni, non dobbiamo dimenticare che, in mare, sono l’equilibrio dinamico sotto vela e la tenuta al mare in tutte le andature le qualità principali e più ricercate di ogni imbarcazione da diporto per l’altura e l’indicatore della qualità complessiva del progetto ,ancor prima della velocità . Nel corso dei secoli le forme dello scafo e le sue linee d’acqua sono cambiate continuamente per rispondere a questa esigenza, seppur condizionate dalle richieste di velocità dei regatanti, secondo i vincoli dei Regolamenti di stazza ; tutti i compromessi ricercati nello sviluppo del design sono volti ad ottenere un compendio armonioso di caratteristiche, che si integrano proprio nelle forme. Sebbene sia nella continua interazione e nella simmetria tra le superfici immerse nell’acqua e nell’aria il segreto dell’equilibrio e del moto di un’imbarcazione a vela , sul piano velico si può intervenire anche successivamente alla costruzione, sullo scafo molto poco : ecco perché su di esso è necessario investigare prima , ricercando tutte le forme che gli conferiranno equilibrio sia statico che dinamico. Questo scritto vuole incoraggiare a guardare dentro la confluenza di forme e caratteristiche che identificano ogni scafo classico a vela adatto alla navigazione d’altura ; ciò consente di prevederne le prestazioni ,comprendendo quali logiche e quali scelte stiano dietro ogni progetto, che mira a rispondere a precisi requisiti di idrodinamicità, bilanciamento , abitabilità, governabilità e velocità, perfezionati in molti decenni di design e prove.
Sinossi
Il testo intende esporre in modo divulgativo ma preciso e documentato il percorso evolutivo del design e delle forme degli scafi degli yacht classici a vela, a partire dalla loro specificità e distacco dall’architettura dei velieri, avvenuta nei primi decenni del XIX sec. , fino ad oggi. I destinatari sono in particolare, come indica il sottotitolo, tutti coloro che praticano vela d’altura per diporto e desiderano comprendere meglio come l’evoluzione delle forme sia strettamente legata a velocità, bilanciamento , sicurezza, marinità, comfort . L’approccio tecnico è quindi modulato per trarre dai parametri principali di uno scafo indicazioni operative che avvicinino il lettore a conoscere quali prestazioni sono ottenibili e saper meglio indirizzare le proprie scelte e condotte , in base alle proprie aspirazioni di navigazione a vela . E’ insomma un testo tecnico (ma non troppo) dedicato anche a non-tecnici che vanno o vogliono andare a vela o saperne di più sulle potenzialità di un’imbarcazione a vela ; direi un modello di manualistica evoluta sul modello anglosassone rivolto al design di uno scafo, corredato di molti disegni e immagini.
Per tale motivo, gli argomenti che si susseguono partono dalle origini delle forme dedicate agli scafi da diporto a vela per descriverne crescita , selezione e diffusione. Seguono la descrizione fisica di scafi e onde il cui incontro dovrà definire le forme migliori da usare. I passi temporali hanno prima visto in età moderna l’ impostazione del dislocamento e la definizione della stabilità statica a piccole e grandi inclinazioni, cui è succeduta quella di studi idrodinamici e di resistenza al moto. Dopo questo percorso introduttivo si può passare alle logiche della trasformazione progressiva delle appendici immerse (chiglie, derive e timoni) e del loro impatto reale con il moto ondoso. In questo non si può prescindere dalla fondamentale influenza passata e odierna dei Regolamenti di stazza nati per le regate e quindi volti a massimizzare la velocità, di cui comprendere le principali conseguenze.
Chi naviga è interessato anche a trarre conseguenze operative dalle forme di uno scafo e perciò un capitolo è dedicato al bilanciamento ed al controllo dinamico di uno scafo in mare, che richiede di usare alcuni concetti fisici (equilibrio tra forze e momenti, portanza e resistenza, calcolo dell’avanzo, assetto trasversale e longitudinale dello scafo sbandato, metodi di bilanciamento).
Concludono il testo due capitoli rivolti a chi aspira ad imprese più impegnative o vuole trarre dal testo una sintesi da tenere a mente : un capitolo è quindi dedicato a scafi per grandi avventure ( navigazioni atlantiche, giro del mondo, navigazione in solitario o con equipaggio ridotto) e quello conclusivo all’attualità di quanto esposto , quale compendio degli elementi utili per la scelta, la valutazione , l’impostazione dello scafo adatto alle aspirazioni di chi vuole affrontare l’alto mare a vela.
Indice
- Prefazione
- Introduzione
1 – Alle origini delle forme (crescita , selezione e diffusione di scafi per lo yachting)
2 – Geometria delle onde (modellazione del moto ondoso, suo significato e utilizzo)
3 – Geometria degli scafi (elementi geometrici e fisici fondamentali, coefficienti e rapporti caratteristici, similitudine meccanica )
4 – Evoluzione degli scafi moderni (impostazione del dislocamento , definizione della stabilità statica a piccole e grandi inclinazioni) ; A- L’epoca degli studi di stabilità, B- La stabilità statica , C- Forme per navigare , D- L’intervento del piano laterale , E – Il modello dello Spray (di J. Slocum).
5 – Sviluppi negli scafi contemporanei (studi idrodinamici e di resistenza al moto) ; A- l’epoca degli studi idrodinamici, B- la resistenza d’attrito, C- la resistenza d’onda D – la resistenza indotta ,E.- la resistenza aerodinamica , F- la stabilità dinamica, G – Gli yacht di C. Sciarrelli .
6 – Plasmare le forme idrodinamiche . (logiche della trasformazione progressiva delle appendici immerse ) ; A. Interpretazione delle linee, B. La portanza idrodinamica ,C. I profili NACA ,D. La sezione maestra , E. Le appendici di carena, F. Il piano laterale immerso , G. Forma delle estremità , H. Calcolo della portanza idrodinamica, I. Forme e resistenza d’onda, L. Scafi a bassa immersione.
7 – L’incontro dello scafo con le onde e la tenuta al mare (l’impatto con la caoticità reale del moto ondoso) ; A . Energia delle onde , B. Cenni di stabilità dinamica, C. Lo scafo in mare formato , D. Rollio ,E . Beccheggio ,F . Comfort , G . Il fattore dislocamento, H. L’ incidenza delle forme , I. Il contributo dello smorzamento , L. Reverse engineering.
8 – L’influenza sulle forme dei Regolamenti di Stazza moderni (principi e condizionamenti delle varie scelte regolatorie);
9 – Bilanciamento e controllo dinamico (concetto di equilibrio tra forze e momenti, calcolo dell’avanzo, assetto trasversale e longitudinale dello scafo sbandato, metodi di bilanciamento);
10 – Scafi per grandi avventure ( navigazioni atlantiche, giro del mondo, navigazione in solitario o con equipaggio ridotto);
11 – Attualità dello scafo classico (sintesi degli elementi utili per la scelta, la valutazione , l’impostazione dello scafo adatto a ciascuno);
- App.1- L’impostazione del progetto
- App.2 – Bilanciamento con il metacentric shelf
- App.3 – Teoria e uso della wave-form
- App.4 – Le curvature degli scafi
Elenco Schede :
- cap. 4 – Posizione del centro di galleggiamento e del momento raddrizzante a grandi inclinazioni : metodi speditivi .
- cap. 5- Similitudini di scala
- cap. 8 – Il metodo VPP del Massachusetts Institute of Technology (MIT)
- cap. 9 – Differenza di immersione prora-poppa (drag)
- App.1 – Primi aggiustamenti del progetto
