Fattori di merito: Dislocamento,Zavorra, ecc. ecc.

[mckewoy]

avevo salvato questo, ma non mi ricordo da dove l'ho preso

La velocità critica (Vc) La velocità critica è la massima velocità teorica raggiungibile da uno scafo che naviga in regime dislocante, ovvero la velocità alla quale uno scafo produce un’onda trasversale di lunghezza pari alla sua lunghezza al galleggiamento effettiva (Ewl).
Tanto maggiore è la lunghezza al galleggiamento, tanto maggiore è il valore della Vc. Solitamente per calcolare questo fattore si utilizza il valore della lunghezza al galleggiamento a “riposo” (Lwl), in quanto l’Ewl è un parametro che può variare in funzione di una serie di fattori, primo fra tutti lo sbandamento. Vc (nodi) = 2,43 #8730; Ewl (Ewl in m ) Barche leggere, invelate e con scafi dalle forme appropriate possono facilmente infrangere questo limite passando da un regime di navigazione di tipo dislocante ad uno di tipo planante.

Il dislocamento relativo (Dr) o coefficiente volumetrico (Cv) Questo fattore indica quanto sia “pesante” una barca in relazione alla sua lunghezza al galleggiamento. Dr = D/Lwl 3 (D in Kg, Lwl in m) Il valore del dislocamento relativo esprime l’attitudine di una imbarcazione a raggiungere la propria velocità critica o ad oltrepassarla, passando da un regime di navigazione dislocante ad uno planante. Minore è il valore del Dr, maggiori saranno le sue attitudine velocistiche. Prescindendo dalle forme dello scafo e dalle caratteristiche delle appendici di carena, a parità di Lwl e di superficie velica, una barca più leggera, ovvero con un valore del Dr più basso, è in grado di esprimere delle migliori performance, sia perché potenzialmente può raggiungere la sua velocità critica con meno vento, sia perché con le opportune condizioni di vento ha maggiori possibilità di entrare in planata. Tipicamente i valori dei Dr variano in un range compreso tra 4 e 12. Nelle tradizione anglosassone il dislocamento relativo, denominato “displacement over length ratio”, viene calcolato con la seguente formula: Dr = D / (0,01 X Lwl) 3 (D in ton inglesi 1 ton = 1016 Kg , Lwl in piedi) Il rapporto superficie velica/dislocamento (SA/D2/3) Questo fattore esprime la quantità di tela disponibile per ciascuna tonnellata di dislocamento. SA/D2/3 ( SA in m2 , D in ton) Messo in relazione al valore del dislocamento relativo, il fattore SA/D2/3 consente di comprendere quanto siano sfruttabili le potenzialità velocistiche di una barca. In altre parole, tra due barche con il medesimo valore del Dr, quella con il miglior fattore SA/D2/3 (il più grande) sarà quella che potrà sfruttare maggiormente le sue caratteristiche di “leggerezza” relativa. Il rapporto superficie velica/superficie bagnata (SA/AW) Per velocità di navigazione vicine o superiori alla velocità critica (quindi con un vento che potremmo definire “sostenuto”) i parametri che più incidono sulle prestazioni di una imbarcazione a vela sono la lunghezza al galleggiamento ed il dislocamento.

Nella navigazione a velocità più basse, invece, il parametro prevalente è la superficie bagnata dello scafo. In tal senso, per comprendere quali possano essere le attitudine di una barca in condizioni di vento leggero è utile calcolare il rapporto SA/AW . Questo fattore esprime la quantità di tela disponibile per ciascun m2 di superficie bagnata. SA/AW ( SA in m2 , AW in m2)

Per valutare le caratteristiche di una barca in condizioni di vento leggero è utile tenere in considerazione anche i fattori Dr e SA/D2/3, in quanto una barca più leggera e più invelata accelera con più facilità e raggiunge le velocità del caso più rapidamente. Questo tipo di barche, proprio in funzione della loro migliore capacità di accelerare, sono in grado di sfruttare meglio refoli o raffiche. Per contro, avendo una minore inerzia, in caso di improvvisi cali o “buchi” di vento o in caso di mare formato di prua tendono a rallentare o a fermarsi con altrettanta rapidità.


Con riferimento ai fattori di progetto esaminati sino ad ora, abbiamo visto che per ottenere dei rapporti favorevoli è importante avere una buona lunghezza al galleggiamento, un dislocamento contenuto, una piccola superficie bagnata ed una grande superficie velica. Evidentemente, per poter fruttare al meglio una certa quantità di tela è necessario disporre anche di una adeguata stabilità.

Il rapporto zavorra/dislocamento (B/DX100) Questo fattore indica (in percentuale) quanta parte del peso complessivo di una imbarcazione sia rappresentato dalla zavorra. B/D X 100 ( B e D in ton o Kg ) Maggiore è il valore di questo fattore, migliori dovrebbero essere le caratteristiche di stabilità di una barca. Abbiamo utilizzato il termine “dovrebbero” in quanto questo fattore offre delle indicazioni molto grossolane. Può essere utilizzato esclusivamente per confrontare tra loro imbarcazioni molto simili. Barche analoghe sia per quel che riguarda la geometria degli scafi e delle appendici di carena, sia per le tecniche ed i materiali utilizzati per la costruzione, sia per il tipo di attrezzatura impiegata, sia per il posizionamento della zavorra ed i materiali nei quali questa è realizzata. In sostanza, le caratteristiche di stabilità di una imbarcazione a vela dipendono dal dislocamento (D) e dalla relazione che intercorre tra la posizione del centro di gravità (CG) e la posizione del centro di galleggiamento (CB) ai diversi angoli di sbandamento, ovvero dalla distanza sul piano orizzontale tra le verticali che passano per i due centri (il braccio della coppia raddrizzante, GZ). Questo tipo di relazione dipende dalle forme dello scafo e dalla distribuzione dei pesi, quindi anche dal posizionamento della zavorra (B).

La forza con la quale una barca si oppone allo sbandamento è chiamata momento raddrizzante (RM). RM (Kgm) = D X GZ (D in kg, GZ in metri) Il valore di RM varia al variare di GZ, quindi è funzione dell’angolo di sbandamento. La curva del momento raddrizzante (RM) Mediante questa curva è possibile comprendere come varia il valore del momento raddrizzante al variare dell’angolo di sbandamento. Sull’asse orizzontale viene riportato l’angolo di sbandamento espresso in gradi su una scala che va da 0 a 180, mentre sull’asse verticale è riportato il valore di RM espresso in Kgm. Normalmente, in luogo del valore di RM sull’asse verticale è riportato quello del braccio GZ espresso in metri. Per ottenere il valore di RM per un determinato angolo di sbandamento basta moltiplicare il corrispondente valore di GZ per il valore del dislocamento. E’ importante sottolineare che il valore del dislocamento da impiegare è quello che è stato utilizzato per tracciare la curva di GZ, dato che con il variare del dislocamento variano sia la posizione di CG sia quella di CB. In altre parole, se questa curva è stata tracciata utilizzando il valore del “dislocamento a vuoto” non è possibile calcolare l’RM utilizzando il valore del dislocamento a pieno carico e viceversa. Pertanto, avendo la possibilità di disporre di queste curve, è bene verificare a quali condizioni di carico facciano riferimento. Inoltre, è necessario comprendere se nelle condizioni di carico specificate sono comprese anche eventuali dotazioni opzionali, tra le quali assumono una particolare importanza i rullafiocco, i sistemi di avvolgimento della randa, gli alberi maggiorati e le coperte in teak. L’ideale sarebbe quello di disporre di curve tracciate secondo le prescrizioni della norma ISO 12217-2, ovvero utilizzando il valore del dislocamento riferito alle condizioni operative minime o alle condizioni di pieno carico (vedere “la stabilità secondo la direttiva 94/25/CE”). Nell’intervallo di sbandamento tra 0° e 60° la prima barca, grazie alla sua maggiore larghezza, è in grado di disporre di un RM molto più grande della seconda e quindi di portare a riva una maggiore quantità di tela. Oltre i 75° di sbandamento il valore del RM della barca più larga comincia a decresce piuttosto rapidamente, azzerandosi intorno ai 105°. La barca più stretta, invece, mostra una diminuzione del valore del RM molto più graduale ed un intervallo di stabilità positiva di circa 120°.

L’angolo di sbandamento per il quale il valore del RM diventa pari a 0° è detto angolo di scomparsa della stabilità (AVS) o limite della stabilità positiva (LPS). A questo angolo di sbandamento i centri CB e CG sono posizionati lungo la stessa verticale, pertanto il valore del braccio GZ è pari a 0. Superato questo punto RM diventa di segno negativo e comincia ad agire da momento sbandante, tende cioè a far ruotare la barca fino al suo completo capovolgimento (180°).

La barca più stretta tende a capovolgersi con minor facilità di quella più larga ed una volta raggiunti i 180° di sbandamento tende a raddrizzarsi più agevolmente. Metodo di calcolo del AVS Non disponendo ne della curva del momento raddrizzante, ne del valore del AVS, scontando un certo grado di approssimazione è possibile stimare quest’ultimo dato utilizzando la seguente formula: AVS = 110 + 400 / (SV – 10) Dove SV (stability value) rappresenta un indice di stabilità ed è calcolato nel seguente modo: SV = Bh2 / ( (B/D) X DCB X V1/3 ) Dove: Bh è il baglio massimo espresso in metri; B/D è il rapporto di zavorra espresso come numero puro (non in percentuale ); DCB è l’immersione del corpo dello scafo (appendici escluse) espressa in metri, misurata come indicato nella figura sotto; V è il volume immerso dello scafo espresso in m3 . In acqua di mare V si può ricavare riducendo del 2,5 % il valore del dislocamento espresso in tonnellate [ V = D – (D / 100 X 2,5) ].

E’ necessario ribadire che questo metodo di calcolo è piuttosto approssimativo, quindi rispetto ai reali valori dell’AVS si possono riscontrare degli scarti abbastanza ampi. La formula è stata messa a punto dai laboratori Wolfson (GB) prendendo a riferimento un campione composto da un certo numero di imbarcazioni tipo (formula tratta dal libro “a vela con il cattivo tempo” di K. A. Coles e P. Bruce).

Il Capsize Screening Factor (CSF) Poiché normalmente non è facile reperire ne la curva del momento raddrizzante, ne il valore dell’AVS, ne il valore del DCB, per valutare quali siano le attitudini di una barca a raddrizzarsi in caso di scuffia si può ricorrere ad una formula messa a punto dal CCA (Cruising Club of America) a valle dei tragici avvenimenti del Fastnet del 1979. CSF = Bh2 / (D/64)1/3 ( Bh in piedi, D in libre) Valori del CSF inferiori a 2 evidenziano buone attitudini al raddrizzamento. Valori superiori a 2 indicano esattamente una propensione opposta. E’ evidente che questo fattore offre delle indicazioni molto grossolane, può tuttavia far riflettere sulla necessità di approfondire l’analisi sulle caratteristiche di stabilità di una barca. Il fattore Lh/Bh Questo fattore può essere utilizzato per valutare la differenza di proporzioni tra barche che hanno una lunghezza dello scafo comparabile. Ad alti valori di Lh/Bh corrispondono barche relativamente strette, quindi, tendenzialmente, con una minore stabilità iniziale ed uno sbandamento più marcato. Il termine “tendenzialmente” sta ad indicare che ciò è ragionevolmente vero solo se le barche prese in esame risultano simili sotto il profilo geometrico. Per valutare tale rassomiglianza o per tener conto di particolari differenze è utile ricorrere all’impiego di altri fattori quali, il Bwl/Bh, il Lwl/Bwl ed il Cwp. In proporzione le barche più piccole sono più larghe di quelle più grandi. Oltre al fatto che tali proporzioni servono a far si che gli spazi sotto coperta siano maggiormente vivibili, servono anche a garantire a questo tipo di barche una adeguata stabilità iniziale.

Il fattore Bwl/Bh Tramite il fattore Bwl/Bh si esprime il grado di svasatura delle murate. Bwl/Bh = 0,85 Bwl/Bh = 1 Tra due barche che si differenziano solo per il valore di Bwl/Bh (stesso Bwl, stessa Lwl, stesse forme di carena, stesso dislocamento, stessa posizione di CG e CB) quella con il valore di Bwl/Bh più alto avrà una minore stabilità iniziale (meno rigida), una minore superficie bagnata sotto sbandamento e un maggiore AVS. Quella con il valore più basso sarà più rigida e potrà contare su un ulteriore incremento della stabilità iniziale dovuto alla possibilità di sfruttare meglio il peso dell’equipaggio seduto in falchetta. Il fattore Lwl/Bwl Il fattore

Lwl/Bwl consente di valutare la differenza di proporzioni riferita ai piani di galleggiamento. Maggiore è il valore di Lwl/Bwl, maggiore è l’allungamento del piano.
Tra due barche con la medesima Lwl e lo stesso valore di Bh, quella con il più basso rapporto Lwl/Bwl e quindi, in questo caso, con il più alto rapporto Bwl/Bh, sarà quella con una maggiore stabilità iniziale. In tal senso è bene ricordare che il valore del raggio metacentrico trasversale è proporzionale a Bwl3 X Lwl. In particolare: r = #954; (Bwl3 X Lwl) / V, dove V è il volume di carena e #954; rappresenta una sorta di fattore di forma del piano di galleggiamento. Quindi con valori della Lwl e del dislocamento più o meno paragonabili, la barca più rigida è quella con il Bwl maggiore. Il Coefficiente di finezza del piano di galleggiamento (Cwp).

Per valutare la finezza del piano di galleggiamento si ricorre, per l’appunto, al calcolo del coefficiente di finezza (Cwp). Cwp = AWP / (Lwl X Bwl) (AWP in m2, Lwl e Bwl in m) dove AWP rappresenta la superficie del piano di galleggiamento. Maggiore è il valore di questo fattore, minore è il grado di finezza del piano di galleggiamento. Il Coefficiente prismatico (Cp) Mediante il calcolo del valore del coefficiente prismatico è possibile comprendere quale sia la distribuzione del volume immerso di uno scafo rispetto al suo asse longitudinale. Per imbarcazioni con estremità tozze si avranno alti valori di Cp, mentre per imbarcazioni con estremità appuntite si avranno bassi valori di Cp. Se prendiamo ad esempio due barche con i medesimi valori del volume immerso (V) e della lunghezza al galleggiamento (Lwl), quella che avrà il valore della superficie della sezione maestra immersa (AM) maggiore sarà quella con il valore del Cp più basso e quindi con le estremità più sottili. Cp = V / AM X Lwl ( V in m3, AM in m2 , Lwl in m)