Perchè la barca a vela avanza contro il vento

[rob]

(14-05-2014 19:58)albodo Ha scritto:  - Vero è che le barche che meglio vanno di bolina lo fanno per la forma dello scafo.

tralasciando per un momento lo sbandamento/raddrizzamento, la barca è sottoposta essenzialmente a due sistemi di forze: la forza sulle vele, la forza su scafo e appendici immerse.
In condizioni di equilibrio i due vettori devono essere uguali e contrari. Entrambi questi vettori (quindi sempre intesi direzione e valore assoluto) variano a seconda dell'angolo di incidenza con il fluido in cui lavorano.
Per ogni angolo di incidenza, i due vettori (forza sulle vele e forza sulla parte immersa) possono essere scomposti in una componente parallela al moto e in una perpendicolare.
A seconda dell'angolo id incidenza, la forza sulla parte immersa potrà essere scomposta in due componenti che seguiranno una determinata curva caratteristica.
A seconda dell'angolo di incidenza, la forza sulle vele potrà essere scomposta in due componenti che seguiranno una determinata curva caratteristica.

Il fatto che le condizioni di equilibrio portino a dire "la barca va bene di bolina" significa che i due vettori (o le quattro componenti, prese due a due) sono uguali e contrari con un determinato angolo "stretto" e una magnitudine soddisfacente. Le due curve di scomposizione dei due vettori nelle quattro componenti sono relativamente "bene accoppiate".

Supponiamo che allo stesso angolo "stretto", la parte immersa mostri sempre lo stesso valore di prima (nelle due componenti), mentre la vela abbia una curva diversa, meno "boliniera" e quindi mostri per esempio più resistenza e meno componente propulsiva per quell'angolo. Il vettore velocità della barca si aggiusta fino a quando non fa ritrovare l'equilibrio ai due sistemi di forze in un altro punto, nel nostro caso l'incidenza della vela dovrà spostarsi lungo la curva fino a trovare una coppia di componenti ugulai e contrarie a quelle della parte immersa, anch'esse modificate dalla variazione dell'angolo di incidenza.
Entrambe situazioni sub-ottimali, la "bolina" peggiora.

Idem se si tiene costante la curva vettore forza/angolo di incidenza per la vela e si cambia quella delle parti immerse.

Conclusione: per avere una barca che "bolina bene" (o chiaro vada bene in qualsiasi altra andatura), ci vuole adeguamento fra la curva forza/angolo delle vele e la curva forza/angolo della parte immersa.
Per andare bene di bolina, ci vogliono vele boliniere e appendici boliniere. Se uno dei due manca, o stesso discorso "se uno dei due è preponderante', i risultati sono comunque sub-ottimali.

O in altre parole, mettere delle vele iperboliniere a uno scafo che non lo è per niente dà solo un miglioramento solo marginale.
Delle vele poco boliniere a una parte immersa molto boliniera idem danno scarsi risultati.

Se si prende un'ipotesi di base: barca con vele nuove e "boliniere", e si fanno invecchiare le vele (diciamo gli si fa perdere la "bolinicità"), la barca con parti immerse poco boliniere sarà meno affetta (si trova a lavorare in una zona della curva forze/angolo non troppo differente) rispetto a uno scafo "molto boliniero" che dovrà invece andare a rugoloni lungo la sua curva per trovare il nuovo punto di equilibrio.


spero si capisca qualcosa...