Costruzione nuovo timone per Spirit

[ugo]

(23-03-2016 22:04)marcofailla Ha scritto:  Complimenti
Mi pare di capire che anche la barca sia auto costruita?
Vorrei capire il perché degli spessori % diversi in base e penna
Il vantaggio credo sia sicuramente che quella differenza porterà a uno stallo progressivo in diverse parti della pala, cominciando quindi dalla penna, e dunque in caso precocemente avvertibile dal timoniere
Però credo che anche la base sia precocemente esposta allo stallo per ventilazione e interferenza con la carena, potrebbe essere (domanda) che fosse più opportuno, a quel fine cioè stallo progressivo invece che contemporaneo su tutta la pala, mettere lo stesso profilo per tutta la lunghezza o addirittura mettere i profili al contrario?
Ripeto é per capire il processo che ti ha portato a scegliere i profili
Ciao

Ciao Marco, bella domanda!
intanto si, la barca è costruita artigianalmente.

il discorso di efficienza che facevo prima era legato più al fatto di avere una sezione NACA00xx riprodotta fedelmente che alla riduzione di spessore %.
In effetti la sezione parte da un 16% alla radice che si mantiene costante fino a 1/3 di pala. Poi si riduce progressivamente fino al 14-15%.
Lo spessore del 9% c'è solo negli ultimi centimetri di pala.

Detto questo, provo a rispondere.
Fissati come dati di progetto la superficie laterale ed il rapporto di allungamento che volevo ottenere, ed il materiale dell'asse, ne deriva subito un diametro dell'asse pari a circa 50mm.
Per far "entrare" 50mm di asse nella sezione di base (o di "radice"), la cui corda è fissata dai parametri precedenti, bisogna scegliere una sezione al limite superiore di accettabilità per i timoni (il meglio si ottiene tra 12% e 16%). A maggior ragione considerato che non puoi mettere l'asse in corrispondenza dello spessore massimo (otterresti un timone sovracompensato e quindi sordo, o peggio instabile), ma devi piazzarlo più vicino al bordo di entrata.
A questo punto ho scelto di rastremare fino allo spessore che ritenevo ideale, ovvero il 14-15%, mantenendolo poi quasi invariato fino in fondo alla pala. Gli ultimi centimetri (circa 10) vedono una riduzione di spessore dal 14% al 9%.
Il motivo è che, riducendo lo spessore, si riduce la portanza generata a parità di angolo di incidenza. Questo aiuta a ridurre il carico in estremità riducendo il flusso che dall'estradosso sfugge verso l'intradosso. Si fa per via aerodinamica quello che negli aerei si ottiene con le alette terminali.

C'è un altro motivo che porta a scegliere uno spessore decrescente (anche se di pochissimo, si passa dal 15% al 14% scendendo verso l'estremità), ed è di natura meccanica. Ridurre lo spessore fa si che il centro di spinta aereodinamico si sposti leggermente verso l'alto, per effetto della minore portanza generata dai profili più sottili. Questo riduce lo sforzo sull'asse.

Sulle chiglie quanto sopra è secondario, sia perchè i carichi aerodinamici sono secondari rispetto agli sforzi dovuti al momento generato dalla zavorra, sia perchè strutturalmente sono fissate in modo meno critico allo scafo. In effetti sezioni a spessore crescente si usano anche per guadagnare più volume in basso e quindi spostare il baricentro della zavorra più in basso.

Il discorso dello stallo esiste ma non è prioritario; le sezioni più sottili stallano prima, ma avendo un'area inferiore l'eventuale perdita di controllo dovrebbe manifestarsi in modo più progressivo rispetto ad una pala che stalla alla base.

Infine hai ragione sul discorso ventilazione, ma essendo già al limite con lo spessore non ho voluto spingermi oltre.

Ciao!
Ugo