carichi di lavoro sulle vele.

[Frappettini]

Mi farebbe piacere sapere in che percentuale la spinta sulla vela viene distribuita su penna, mura e bugna; c'è qualche anima pia che ha informazioni in merito?

[tiger86]

C'è la solita formula di Marshall ma ti da un risultato empirico del carico sulla scotta del genoa
P= SGxV^2x0,02104
Dove inserisci velocità vento e area genoa.
Gli altri carichi ti vengono un po id conseguenza.
Tieniconto però che la drizza puo' essere cazzata tanto o poco e stessa cosa la scotta, quindi alla fine l'esperienza vale di più.

Tempo fa qualcuno aveva postato un foglio di lavoro da cui venivano fuori i carichi, bisognerebbe cercarlo.

[tiger86]

anche qui
http://www.xenialab.it/meo/web/doc/123vela.htm

[rob]

per lo spi c'era una formula grezza che dava un risultato più o meno accettabile, invece non appena si passa ad altre vele la forza sul punto di scotta per una vela 'standard' ancora ancora si approssima, ma quella su mura e penna è praticamente indeterminabile: per una vela a inferitura libera, a seconda della catenaria dell'inferitura che si ritiene accettabile le forze su penna e mura possono variare da 1 a 10-100..., per una vela inferita entra poi in conto quale parte della spinta venga sostenuta dall'inferitura invece che dai due angoli, con ancora più incertezza

per fare un esempio: immagina di essere seduto su un'altalena con tre cime che partono in verticale verso l'alto, all'ingrosso ogni cima sosterrà un terzo del tuo peso

pensa di prendere le estre,ità superiori di due cime e cominciare ad allontanarle, mantenendole parallele al suolo: tu cominci ad alzarti perché la curva delle cime diventa più ampia, al tempo stesso la tensione su ognuna di esse sale sale sale... la somma delle tre forze delle cime sarà molto maggiore rispetto al tuo peso, sempre più grande quanto minore sarà la curvatura delle cime

a seconda poi di quanto le due cime si allontanano fra id loro e dalla terza, le tensioni saranno ancora più variabili..

se poi agganci le due cime ad un cavo di acciaio fisso, a seconda della posizione relativa del cavo di acciaio e della terza cime la distribuzione fra le tre forze potrà essere ancora diversa

si parla davvero di differenze di ordine di grandezza di qualche decina di volte, quindi ogni approssimazione è davvero poco valida

[tiger86]

ritengo che la drizza possa arrivare a carichi ben superiori della scotta

[sailor13]

Non esiste una formula di facile utilizzo, i velai lo sanno, ma dipende moltissimo dalla forma della vela.
in maniera MOOLTO approssimativa, con la formula di marshall determini il carico sulla scotta, e per esperienza puoi calcolare sulla drizza circa un 30/40% in meno rispetto alla scotta

[tiger86]

Ma siete proprio sicuri che il carico sulla drizza sia inferiore alla scotta???

[rob]

qualcuno potrebbe spiegare a cosa si riferiscono le percentuali citate ?

la domanda iniziale era relativa alla spinta esercitata dalla vela, quindi presumo al vettore 0F della figura (taglio bidimensionale, giusto per capire)

supponiamo una vela non inferita (il tipo vuole calcolare il dimensionamento di una girella di una trinchetta avvolgibile con l'hook )

se ho una Scotta, una Mura e una Penna che tirano sui vettori S3, M4 e P5, supponendoli allineati con la drizza, la scotta e la trazione sul punto di mura, beh per una vela è geometricamente impossibile che se 0F è 100, la somma degli altri tre dia lo stesso 100.
Cioè, se 0F, 'spinta della vela' è 100 kg, S3+M4+P5 è molto ma molto superiore.
E' pura geometria , non è che ci sia spazio per tante oppppinioni, salvo riferirsi a una geometria non euclidea la somma delle tre forze della scotta, drizza e punto di mura è molto superiore alla spinta della vela: la somma delle tre 'percentuali' non puo' dare 100 ma molto di più.

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Se poi per esempio, a parità di spinta OF esercitata dalla vela (da domanda originaria), voglio avere un profilo P-2-M rispetto a P-1-M, basta fare due conti con la vecchia catenaria per mostrare che le forze P-5 e M-4 (drizza e mura) possono variare di 3-4-5-e più volte: la spinta esercitata dalla vela resta la stessa, poniamo la trazione sulla scotta resti la stessa, la trazione su drizza e mura aumenta di tot numero di volte --> a maggior ragione rispetto a prima, la somma delle tre forze sarà ancora più superiore alla spinta della vela, quindi la somma delle tre 'percentuali' ancora più superiore a 100, geometria


Se la vela è inferita, una parte del carico destinato a formare la catenaria dell'inferitura sarà sostenuto dallo strallo, quindi la tensione su drizza e mura sarà inferiore rispetto a una vela non inferita;
non si puo' predire in quale proporzione, ma comunque la somma delle tre forze (drizza scotta e mura) potrà essere solo coincidentalmente uguale alla spinta esercitata dalla vela, in generale sarà molto diversa

[tiger86]

No piano, se si fai un conto così ha ragione Rob e l'esempio dell'altalena calzava a pennello.
Infatti nel caso esposto da vince è la somma delle tre componenti di risultante parallele alla spinta che darà 100, ma le tre forze in realtà non sono disposte parallelamente alla spinta, ma con un angolo di incidenza rispetto alla stessa.
Quindi se abbiamo un carico totale di 100 la somma dei carichi sulle tre scotte cime sarà molto superiore.

Al di là di questo aspetto vi è la questione di prima, ossia il rapporto fra scotte drizze.
Anche sul libro di Fabroni (tra l'altro AdV) si parla di un 20% in meno, ma io questo fatto mi sento 'coraggiosamente' di metterlo in dubbio (ci vuol coraggio a mettere in discussione parere di professionisti come Fabbroni, ma anche come Sailor, come contraddire altri AdV molto seri e competenti in questi post... :blush, ma nella esperienza pratica non mi ci ritrovo.
La drizza di un genova quando è cazzata a ferro quando c'è vento sembra la corda di un violino, se non riempi il winch di volte di drizza addirittura scivola anche nel ST, mentre la scotta lo fa raramente. E' vero che i winches primari sono solitamente più potenti, ma ritengo lo siano per altre ragioni.
Se la vela fosse non inferita io ne sarei proprio certo: pensate ad un gennaker 100mq in un'andatura al traverso, la scotta la tenete in mano fino anche a 10 nodi, mentre la drizza o la mura ve lo scordate di gestirla a mano... Il genoa è inferito e quindi è un po diverso, ma ritengo che la tensione sulla drizza non sia tanto e solo quella che serve a reagire alla spinta della vela, ma vi sia pure quella che si aggiunge per avanzare il grasso a piacimento.
Attenzione ... pura convinzione personale di natura pratica, sono qua anche io per imparare, se mi spiegate con ragionamenti tecnici sono pronto a cambiare idea (ci mancherebbe...)
Altrimenti, anche se non sono convinto, vi crederò comunque sulla parola...

[albert]

Mi fischiavano le orecchie.....infatti ero stato nominato

Un piccolo inciso: credo che Danilo Fabbroni dopo la pesciata in faccia che gli è stata tirata qui sul forum possa essere definito ex adv .

Poi: la complessità del discorso risulta immediatamente dal fatto che il titolo 'carichi di lavoro sulle vele' non corrisponda poi alla domanda 'in che percentuale la spinta sulla vela viene distribuita su penna, mura e bugna'

In linea di massima mi sembra sia chiaro che le forze aerodinamiche generate dal vento sulle vele (spinta) siano correlate anche se non direttamente ai carichi di lavoro sulle vele stesse.

Ma, come hanno già fatto notare rob e tiger, geometria e forma della vela possono cambiare radicalmente il rapporto tra le intensità delle forze.

In linea di massima, per semplificare, la vela (floscia) si comporta come un amaca che deve sopportare il peso di un uomo di 100 kg.
Se si sdraia nel centro, la forza peso di 100 kg si suddivide in due reazioni verticali di 50 kg sui vincoli, ovvero gli alberelli.
Se l'amaca è floscia, la proiezione di questi 50 kg sulle funi pressochè verticali darà un vettore di grandezza simile ai 50 kg.
Ma, se l'omone ha mal di schiena e vorrà tendere l'amaca, pur rimanendo invariati i vettori verticali da 50 kg, se li proietteremo sulle funi di vincolo, otterremo dei vettori sempre più importanti, tendenti ad infinito mano a mano che si vorrà tenere l'amaca in linea retta (finchè si romperà la fune o cadranno gli alberi, ma sempre con gli stessi 100 kg).

Un piccolo inciso: qui si capisce il grosso handicap della vela floscia rispetto a quella rigida: nella prima i carichi sulla scotta (e sulla drizza) nella regolazione comprendono quelli necessari a tenere in forma la balumina, nella seconda sono sufficienti solo quelli atti a contrastare la spinta aerodinamica. Morale: per cazzare la randa di oracle era sufficiente un paranco manuale 4:1, per cazzare quella di Alinghi serviva invece un pistone da decine di tonnellate e per movimentare il carrello due winches idraulici....

Tornando a noi: i carichi si possono conoscere solo conoscendo la geometria della vela, la forma che deve assumere e le forze aerodinamiche che si applicano.

Attualmente c'è stato un grosso sviluppo dei software di calcolo (dunque anche noi ne abbiamo uno) connessi al fatto che ora le vele vengono realizzate con le fibre 'customizzate' e dunque per sapere come e quante disporne non è più sufficiente l'indicazione di massima che bastava invece quando le vele erano fatte tutte con lo stesso materiale ed i DPI di fibra erano calcolati nel punto generalmente più sollecitato fuori dai rinforzi (al 10 % della balumina sopra il punto di scotta).

Questo software ha due 'rami': uno calcola le forze aerodinamiche della vela in base alla sua forma (che pesca direttamente dal software di progetto) ed alla sua regolazione e ne da le proiezioni sugli assi che interessano per valutarne l'efficienza (usualmente a 0 e 90° rispetto alla barca od alla rotta se si inserisce anche lo scarroccio). Il secondo invece calcola le tensioni sul materiale per poterlo definire e/o le deformazioni della vela quando sia stato definito il materiale.

Da ciò che mi dice normalmente il software: la suddivisione in percentuale dei carichi dipende molto dal rapporto di allungamento delle vele: le percentuali 40 scotta/35 penna/25 mura sono generalmente valide sui genoa e sulle rande poco allungate, mentre sui jib e sulle rande molto allungate la penna arriva quasi ai carichi della scotta, alleggerendo il carico della mura.

E' ovvio che poi se uno con poco vento tira a bestia la drizza i rapporti cambiano e penna e mura possono superare il carico della scotta.

I carichi sono un'oppppinione....

Ciao

[rob]

dicevo proprio quello: se uno pesa 100kg e sta nell'altalena, ogni cavo tira 50kg; se poco a poco allontano i due cavi in modo da trasformare l'altalena in amaca, i cavi verranno sollecitati sempre di più (si divide per un seno o coseno a seconda di quale angolo si guardi), 55, 100, 150kg... fino a quando -se uno continua- non si rompono come dice albert

su questo non è che si possano avere opinioni

bv

[tiger86]

Bene... come sempre siamo arrivati alla conclusione che i carichi sono un'opppinione...
Come Bullo insegna
Una cosa mi sento di dire al neofita che curiosamente legge: non sottovalutatiamo le tensioni delle drizze e non minimizziamo l'allungamento delle stesse!!!
Poi quando cerchiamo di spiegare con la fisica le esperienze pratiche tutto diviene empirico, perchè Tiger, Rob, Einsten, Vince, Sailor e Albert ne hanno tirate di scotte da farsi i calli sulle mani...
Al di là delle teorie è imperativo: to sail, to sail, to sail..., più di tante chiacchiere.

[sailor13]

provo a rispiegare il mio punto di vista, che in base alle giuste osservazioni di Albert può sembrare fuori luogo.
Il carico di una vela è controllato dalla scotta. Cazzi la scotta aumenta il carico, molli la scotta il carico diminuisce. Quindi la scotta 'vede' il 100% del carico generato dalla vela. A seconda della forma della vela, questo carico si divide in gran parte sulla balumina (in quanto scopo primario è controllare il flusso d'aria in uscita) e in parte minore sulla base della vela. A seconda del tipo di vela, il tiro della scotta va per il 30/40% verso la mura, e per il 60/70% sulla penna.
Il carico generato invece dalla drizza si scarica tutto sulla penna ed in parte minore sulle mura perchè sostenuto in parte anche dall'attrito sullo strallo cavo o sui garrocci; Il carico della drizza non dipende dall'aspetto della vela ma dall'intensità del vento. La drizza con il maggior carico è quella del code 0, la scotta con il maggior carico quella del Genoa 3.

[tiger86]

Capito Sailor.
Ma, mi commenteresti le tensioni sul code0, o meglio sul gennaker che è più a portata di mano?
Facendo riferimento al mio esempio più su...

[albert]

@vince: mi sembrava di aver motivato il perché della duplice risposta: titolo del 3D e domanda pongono due diversi interrogativi.

Code Zero e carichi: la drizza sostiene il carico del cavo (o cavi) più quello (nettamente inferiore) della vela.

Se andiamo pero' ad analizzare i 'carichi di lavoro sulla vela' questi sono perfettamente in linea con quelli di un Genoa inferito.

Spinnaker simmetrici ed asimmetrici: di base i carichi vanno ripartiti geometricamente partendo dalla posizione del centro velico (ovvero più la vela e' allungata più aumentano i carichi sulla penna.

Gennaker: come sopra, ma si deve tenere conto che minore e' la catenaria di ghinda di progetto, più aumentano i carichi su penna e mura (ed ovviamente sui pannelli di ghinda)....comunque anche per questo c'e il software che ci pensa.....

Ciao

[Frappettini]

In effetti c'è una certa differenza tra l' oggetto del topic e il testo del topic stesso; inizialmente avrei avuto piacere a conoscere i carichi ma, essendo questi troppo vincolati a forme, superfici, andature(?) avrei dovuto fornire dati che non conosco: mi basta giusto avere un' idea della distribuzione delle forze in gioco.
Grazie e tutti e spero di poter ricambiare quanto prima.

[tiger86]

Vince, non ti capisco... ad esempio perchè ti esprimi in kgm ke è l'unità di misura delle coppie, ad esempio del momento raddrizzate e non in kg o N che sono unità di misure dei carichi? Qui parliamo di trazione sulle cime e quindi di kg.
Mi sfugge qualcosa?
Poi sul testo di Fabbroni io leggo 20% in meno e ritengo significhi in relazione al carico della scotta quindi nel tuo esempio di 63 quindi risultato 50. Dal basso della mia incompetenza mi pare impossibile.
Mi sembra di intendere ke Albert non la pensa molto lontano da me.
Io insisto nel chiedervi(ve lo giuro per l'ultima volta): siamo d'accordo che nel mio esempio di gennaker la scotta riesci a gestirla a amno quando sarebbe impossibile farlo con drizza o mura? Se si... e allora?

[albert]

Citazione:tiger86 ha scritto:

Mi sembra di intendere ke Albert non la pensa molto lontano da me.
Io insisto nel chiedervi(ve lo giuro per l'ultima volta): siamo d'accordo che nel mio esempio di gennaker la scotta riesci a gestirla a amno quando sarebbe impossibile farlo con drizza o mura? Se si... e allora?

Si, se ciò ti e' di conforto, io non sottovaluto i carichi di drizza

Per il gennaker richiamerei in gioco l'amaca: se quella di ghinda e' tesa, mentre quella di balumina e di base sono lasche perché l'andatura e' larga, i carichi su penna e mura sono di molto superiori a quelli di scotta.....se si va di stretto e si stendono anche le altre due amache, tutti i carichi crescono ma quello di scotta cresce di piu in percentuale rispetto agli altri due.....e allora serve la manizza del winch.

I kgm ritengo siano solo un lapsus di vince....

Riprendo un'attimo il discorso sui dimensionanti dei winches di drizza, usualmente più piccoli dei primari, chiamata più su a sostegno della proporzione sui carichi: mi sembra ovvio che siano dimensionati per cazzare la drizza con le vele lasche (provare a cazzare la drizza a scotta già cazzata per credere) mentre e' ovvio che la scotta va cazzata quando mura e penna sono a segno e dunque serve un winch adeguato.

Ciao

[rob]

Citazione:Vince_VR ha scritto:
La domanda non è quale forza si esecita sui tre angoli di una vela data una certa forza generata dalla vela stessa, ma in quale percentuale questa forza totale si distribuisce.

Cioè, se non mi sono spiegato bene, posto che una determinata vela generi una forza di 100 Kgm, non mi iteressa sapere se il carico sulla drizza sia 30, 100 o 200 Kgm, ma bensi sapere il rapporto che c'e' tra il carico totale della vela e la quantità da contrastare nei tre punti di vertice.

alla fine mi sa che sia una questione di intendersi sui termini...

cosa si intende per 'carico totale della vela' ? la forza sviluppata dalla vela, all'ingrosso perpendicolare alla corda (vedi disegnino sopra) ?
oppure la somma delle tre forze su drizza mura e scotta ?

in questo secondo caso, immagina di appendere una vela per i tre angoli, parallela al suolo, e di gettarci dentro un secchio d'acqua: a questo punto, posso tirare quanto voglio solo la scotta, la scotta e la mura, la mura e la penna, insomma posso tirare le tre cime una a una, o due a due o tutte e tre asieme quanto voglio modificando la somma delle tre forze ma modificando anche la percentuale (rispetto al totale delle tre cime) della forza esercitata da ogni cima

per esempio tiro 40kg ognuna, totale 120, ogni angolo ha il 33%

poi tiro la scotta a 60kg, le altre due probabilmente aumentano di un pelino, diciamo 130 totale, solo la scotta si avvicina già al 40-45% del totale mentre drizza e mura sono diventate molto meno

poi tiro drizza e mura fino a 150kg ognuna, il totale aumenta, sulla scotta resta una percentuale molto più bassa...

esempio per farla corta, senza tener conto di angoli di tiro eccetera, giusto per dire -ripeto SE ci si riferisce a questo- che il rapporto fra tiro su un angolo e (somma delle tre forze sui tre angoli) puo' variare per ogni cima in modo molto ampio

se poi si prende una vela inferita su uno strallo, fenomeni di attrito e distribuzione verticale del carico fanno si' che fra penna e mura ci possano essere ancora più differenze...



che poi è quel che si verifica in realtà: alcune vele magari vecchie sono svenate e tocca andar di drizza come ossessi, altre invece basta appuntarle e tirare solo sulla scotta.. insoma si puo' capire che una determinata vela in determinate condizioni, regolata bene abbia X y e Z come percentuali di carico fra le tre cime (% sulla somma delle tre forze), ma diecimila altre vele (diverse, tessuti con allungamenti diversi, vecchie o giovani, con geometrie differenti, eccetera eccetera) abbiano percentuali dei tre angoli totalmente diverse, non dico 20% invece di 22%, ma proprio decine di punti percentuali sul carico totale (=somma delle tre forze sulle tre cime)

[tiger86]

OK, per kgm intendevi kg.

Citazione:Vince_VR ha scritto:
Sì, scusate, sono ovviamente Kg e non Kg/metro.

Ma giriamo sempre intorno al punto: come si distribuisce il carico tra i tre punti?

Ricordavo 10% di riduzione per Fabbroni, ma hai ragione tu Tiger, dice il 20% in meno.

Non fatevi ingannare dai numeri bassi, 10 nodi di apparente sono davvero pochi, con 30 mq di genova bastano 20 nodi di apparente per passare sull'ordine dei 300 Kg sulla scotta e quindi sui 1000 totali.

Non t'ingannare, Tiger: se tu tieni in mano una drizza, dovrai contrastare sia la componente di drizza che quella di mura, quindi il carico sarà del 60% contro il 40 % della scotta, è solo a drizza bloccata che il carico si suddivide tra penna e mura.

[?][?][?]
Non è così, credo ti stia confondendo.