Costruzione nuovo timone per Spirit

[ugo]

Cari ADV
ho appena dotato la mia Spirit di un bel timone da regata ad alto allungamento, condivido qui la costruzione nel caso serva a qualcuno.

La versione "corta" della storia è questa:
il vecchio timone era pesante per via del suo asse in acciaio sovradimensionato; la pala inoltre aveva un profilo non ottimale perchè sagomato manualmente. Anche il supporto portaboccole era sovradimensionato e pesante.
Il nuovo timone è ad alto allungamento, lavorato a CNC quindi con profilo ben rispondente a disegno, con asse e supporti in lega leggera Al EN 6082 successivamente trattata con anodizzazione dura a spessore (hard coating), ed infine ha una compensazione superiore a quella del precedente (16% contro 9%).
Il tutto progettato seguendo le norme per le imbarcazioni da diporto (ISO/CD 12215-8). Buona visione!

progetto:
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Asse e supporti ancora da saldare ed anodizzare
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l'anima in Corecell M80 sagomata a CNC
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Anima ed asse nel sacco a vuoto per incollaggio (lo stesso è stato fatto in fase di laminazione)
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Timone stuccato da rifinire
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Timone installato a confronto con vecchio timone
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Timone in opera
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[robertobaffigo]

Direi un lavoro impeccabile... Complimenti

[Edolo]

Notevole!!!! Complimenti.
Com'è in mare?

[Lupino]

complimenti, ti devono chiamare McGyver

[ugo]

(23-03-2016 18:25)Edolo Ha scritto:  Notevole!!!! Complimenti.
Com'è in mare?

Lo proverò nel Weekend, meteo permettendo.
Mi aspetto un beneficio a livello di assetto in bolina (ho risparmiato circa 25kg all'estrema poppa), e benefici dovuti alla maggiore efficienza della pala per allungamento e profilo (NACA0016 all'attacco a NACA0009 all'estremità).
Spero di ricevere conferme sul...campo, ti farò sapere!

[ugo]

(23-03-2016 18:37)Lupino Ha scritto:  complimenti, ti devono chiamare McGyver

McGyver avrebbe fatto il timone con una graffetta e un rotolo di nastro da pacchi!!!

;-)

[pulce75]

Complimenti un lavoro da professionista!!!

[marcofailla]

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

[mimita]

Il lavoro è' indubbiamente MOLTO ben fatto anche se preferisco le centine radiali alle solite lande in piatto che lasciano meno armate zone più ampie ,ma per un timone così piccolo probabilmente basta.
Forse ( IMHO ) usando un profilo più ellittico ,si sarebbe potuto ottimizzare un po di più il rendimento della pala ,togliendo superficie inutile appena sotto lo scafo e aggiungendola nella zona intermedia ( quella che mediamente lavora di più ) cercando di evitare il più possibile un allungamento della pala che effettivamente in questo modo aiuta di più di bolina ,ma di contro ,genera turbolenze e freno maggiore alle portanti.
P.s. Usando uno stesso numero di profilo Naca , risulta automatico che lo " spessore " della pala ,per mantenere la stessa " ratio " sia più elevato dove la pala e' più larga e più sottile dove sia più stretta .

[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

[ugo]

(24-03-2016 10:58)mimita Ha scritto:  Forse ( IMHO ) usando un profilo più ellittico ,si sarebbe potuto ottimizzare un po di più il rendimento della pala ,togliendo superficie inutile appena sotto lo scafo e aggiungendola nella zona intermedia ( quella che mediamente lavora di più )

giustissimo
ho dovuto però fare delle scelte di compromesso
avendo fissato la superficie laterale, riducendo la sezione di attacco ed aumentando a mezza pala, ad esempio così:
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avrei avuto due effetti indesiderati: sezione all'attacco che dal 16% (che mi pareva già tanto) sarebbe dovuta passare al 18%, e centro di spinta più in basso con aumento di diametro dell'asse dai 50mm attuali a circa 52mm (conto fatto adesso in diretta ;-) )

però in termini di efficienza avrei probabilmente guadagnato qualcosa specie a barca sbandata

grazie per lo spunto, da provare con ...il prossimo timone!

[marcofailla]

(24-03-2016 11:18)ugo Ha scritto:  Per far "entrare" 50mm di asse nella sezione....

Giustissimo
Apprezzo molto la tua risposta perché li c'è tutta la differenza tra chi parla e chi fa...
Complimenti davvero

PS pur parler... I naca a sei cifre per gli angoli d'attacco di un timone vanno bene lo stesso secondo me, anche se per le velocità di un monoscafo il guadagno é piccolo

[mimita]

Giustissimo
Apprezzo molto la tua risposta perché li c'è tutta la differenza tra chi parla e chi fa...
Complimenti davvero

Se diretto a me ...ho costruito dei timoni per barche che hanno fatto da i mondiali di classe ,alle regate oceaniche ,alle gite ...fuori porta

[ugo]

(24-03-2016 13:43)mimita Ha scritto:  ho costruito dei timoni per barche che hanno fatto da i mondiali di classe ,alle regate oceaniche ,alle gite ...fuori porta

Ecco a proposito...
a prescindere dai calcoli che vengono fuori dalla ISO, secondo la tua esperienza che è sicuramente superiore alla mia che sono un dilettante, come giudichi la scelta di utilizzare una lega di alluminio anticorodal per l'asse?
Per l'anodizzazione dura, posto che non sarebbe stato indispensabile farla, sei daccordo con la mia scelta di sostenere un piccolo costo in più in cambio di una maggiore resistenza all'usura?

PS per i non "addetti" l'Al EN 6082 è una delle leghe raccomandate insieme all'A316, e ci sono esempi anche blasonati di utilizzo di tali leghe (Es. X-yacht X-46, che monta un asse di Al En6082 non anodizzato)

[bistag]

Ma Ugo non dovevi venderla e ti metti a rifare il timone??!!!
...sei peggio di me!!!(nel senso buono eh!!)
pensa che io ho la barca a terra da mesi (non dico quanti!) per migliorie varie....e anche la mia è in vendita!!!!!
PS. che bel lavoro che hai fatto, complimenti (as usual)!

[ugo]

(24-03-2016 15:59)bistag Ha scritto:  Ma Ugo non dovevi venderla e ti metti a rifare il timone??!!!
...sei peggio di me!!!(nel senso buono eh!!)
pensa che io ho la barca a terra da mesi (non dico quanti!) per migliorie varie....e anche la mia è in vendita!!!!!
PS. che bel lavoro che hai fatto, complimenti (as usual)!

Giovanni lo so ma non riesco a star fermo
questa cosa del timone la tiro avanti da un bel pò, l'ho finita solo adesso per questioni di tempo
in ogni caso è vero che la barca è in vendita, ma finchè ce l'ho sottomano la continuo a coccolare come una figlia
e poi se non riesco a venderla prima di aprile "tolgo il cartello" e mi predispongo per la stagione estiva, non voglio rischiare di restare appiedato.

Grazie e ciao!

[bistag]

Siccome anche io è un po' che penso di rifare i timoni alla mia ora so a chi rivolgermi: i profili li chiedo ad Ugo e gli assi a mimita

[mimita]

Guarda Ugo ,io ho rifatto un timone di un Delher ,perché l'originale oltre che apertosi ( era esattamente identico al tuo con le due guance in espanso incollate sull'asse con lande simili alle tue ,era esageratamente sorpassato come layout e l'abbiamo rifatto rigorosamente secondo i nuovi disegni di VanDe Stad. Nel vecchio timone l'asse era appunto in lega 6000 come il tuo ,assolutamente nudo ,e anche dopo qualche anno non presentava una corrosione significativa ,se non puntiforme diffusa ma non profonda.
Da quel momento ,io ho sempre preferito costruite gli assi e le centinature in lega 5000 e precisamente 5085 AlMg ,che è vero essere un pochino più " morbida " ma anche più resistente a fatica ,alle corrosioni,e anche un po ( pochino ) più leggera. La mia decisione era dovuta al fatto che un asse in lega 6000 ,si era tranciato di netto in seguito non a botte e urti ma continue vibrazioni .
Il troncone a rottura mostrava una struttura quasi di tempra,ma evidentemente era anche sottodimensionato. Avevo già raccontato come un trentadue piedi equipaggiato con un mio timone con asse in peralluman ,centrato a poppa da un trentotto piedi proprio nella pala sbandato,avesse piegato il timone in modo osceno,ma avesse finito ugualmente la regata. In lega 6000 anticorrodal o si sarebbe tranciato o avrebbe distrutto la barca . Comunque ,per me hai fatto benissimo a non ossidare .

[mimita]

(24-03-2016 17:06)bistag Ha scritto:  Siccome anche io è un po' che penso di rifare i timoni alla mia ora so a chi rivolgermi: i profili li chiedo ad Ugo e gli assi a mimita

Sono a " riposo inps " da oltre sette anni ,ma Ugo fa benissimo anche gli assi ,tra l'altro su You tube ho visto con Andros recentemente un tutorial di una costruzione di un timone con centine radiali ,come esattamente trent'anni fa Taddei e io mettemmo a punto e in pratica questa tecnica. Su You tube lo costruiscono in acciaio inox ,con pesi e spessori da corazzata ,ma il procedimento è' sempre quello.
Ormai le barre in AlMg 5 si trovano anche al supermercato ,ma c'è un fornitore ad Arsago Seprio ,molto serio ,che le manda fino a casa.
Comunque grazie Bistag....ma non lavoro più ...per fortuna ...purtroppo ? Maaaah ?

[ugo]

(24-03-2016 17:31)mimita Ha scritto:  Comunque ,per me hai fatto benissimo a non ossidare .

ooops!
ma io in realtà ho fatto una ossidazione dura 30/40 micron (presso nota ditta Bolognese che peraltro lavora benissimo) su asse e supporti
Perchè avrei fatto meglio a non farlo?

PS grazie per tutte le info