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

[mlipizer]

Dove si trova il centro di spinta?!

[ZK]

in un punto che sta tra la testa d' albero e il bulbo.. conta qualcosa?
perche ci sono barche che hanno il 50% di peso in chiglia e non beccheggiano e derive che lo fanno?

[bullo]

Ocio che il centro di spinta si sposta.
Il beccheggio dipenderà anche dalla forma dello scafo, o no.-

[lfabio]

Data una configurazione, se io aumento il peso in chiglia aumenta sia il momento d' inerzia che il momento raddrizzante. A meno che la differenza di immersione non sia sufficiente per piu-che-compensare questo, o mi sfugge qualcosa o a parita' di onda sopraggiungente il beccheggio deve diminuire.

E' pero' probabile che mi sfugga qualcosa.

[ZK]

quando le barche beccheggiano vuol dire che la frequenza dell' onda e' molto vicina alla frequenza di oscillazione propria della barca, immaginata come un pendolo.
ne ho fatte poche di regate specie con poco vento e molta onda giu un coperta per limitare il beccheggio... funziona.
dove aggiungi o togli peso conta secondo me poco, e' importante modificare il momento di inerzia e quindi il periodo di risonanza quando ci si rende conto che si beccheggia, invece nel merito: piu peso in chiglia piu beccheggio..fatico a capire perche dovrebbe essere cosi.

[einstein]

(10-11-2014 11:22)ZK Ha scritto:  quando le barche beccheggiano vuol dire che la frequenza dell' onda e' molto vicina alla frequenza di oscillazione propria della barca, immaginata come un pendolo.
ne ho fatte poche di regate specie con poco vento e molta onda giu un coperta per limitare il beccheggio... funziona.
dove aggiungi o togli peso conta secondo me poco, e' importante modificare il momento di inerzia e quindi il periodo di risonanza quando ci si rende conto che si beccheggia, invece nel merito: piu peso in chiglia piu beccheggio..fatico a capire perche dovrebbe essere cosi.

Forse perché il siluro sott'acqua è meno frenato dello scafo nell'impatto con l'onda.
ciao

[Klaus]

(10-11-2014 11:22)ZK Ha scritto:  quando le barche beccheggiano vuol dire che la frequenza dell' onda e' molto vicina alla frequenza di oscillazione propria della barca, immaginata come un pendolo.
ne ho fatte poche di regate specie con poco vento e molta onda giù un coperta per limitare il beccheggio... funziona.
dove aggiungi o togli peso conta secondo me poco, e' importante modificare il momento di inerzia e quindi il periodo di risonanza quando ci si rende conto che si beccheggia, invece nel merito: piu peso in chiglia più beccheggio..fatico a capire perché dovrebbe essere cosi.

Volevi dire sottocoperta?
Detto così sembra che tutti si debbano sdraiare sulla coperta... un bel girotondo, tutti giù per terra!

[albert]

La resistenza causata dall'onda è a livello del galleggiamento.

Se consideriamo il peso della barca concentrato nel baricentro, non fa differenza che cosa ci sia sotto o sopra.

Se però consideriamo separatamente scafo e siluro come due masse in movimento collegate da un'asta (la lama di deriva), se applichiamo una forza contraria al movimento ad una delle due, l'altra per inerzia continuerà ma su una traiettoria curva: quindi quando lo scafo verrà fermato dall'onda e la prua tenderà ad alzarsi, la massa del siluro tenderà a continuare nel suo moto, ma con una traiettoria ad arco verso l'alto che accentuerà il movimento di beccheggio.

Mai sentito parlare di ballast inerziali per aumentare la massa dello scafo in bolina ??

Ciao

[clavy]

no, cosa sono?

[albert]

(10-11-2014 20:16)clavy Ha scritto:   no, cosa sono?

Sono le casse d'acqua disposte a centro barca in prossimità del centro di carena per aumentare l'inerzia a livello del galleggiamento e migliorare il passaggio sull'onda in bolina.

[clavy]

Ok, il concetto mi è chiaro, ma sono da caricare con acqua di mare, quando c'è vento ed onda?
E mi pare una soluzione che non si vede su barche crociera regata, giusto?

[albert]

(10-11-2014 21:21)clavy Ha scritto:  Ok, il concetto mi è chiaro, ma sono da caricare con acqua di mare, quando c'è vento ed onda?
E mi pare una soluzione che non si vede su barche crociera regata, giusto?

Giusto, su barche dislocanti, a pescaggio limitato e bassa percentuale di zavorra in chiglia sono inutili.....ma qui si parlava di siluri molto pesanti e posizionati molto in basso....

[ZK]

ci sarebbe da aggiungere l' inerzia dell' albero all' inerzia della chiglia seguendo questo tipo di ragionamento?
io ho iniziato sto discorso perche non ne so pero quelle due volte "sotto" coperta le ricordo sempre.
se sposto il peso in basso e migliora il comportamento.. forse c'e' qualcosa che non prendiamo in esame?

[lfabio]

Mi pare che si parli di configurazioni molto specifiche, pero'.

Ma anche prendendo il caso in esame, a me i conti tornano pochino. Ci devo pensare.

(Specifico che i conti non mi tornano a livello di fisica del corpo rigido: se poi la pratica nautica in realta' aggiunga altre considerazioni a quelle qui fatte, il discorso cambia - pero' cosi ictu oculi, se tu prendi un' asta con due pesi in verticale e freni la parte superiore, che l' angolo di inclinazione risultante *aumenti* all' aumentare del peso in basso a parita' di tutto il resto....?)

[lfabio]

..continua a non tornare. Almeno: con quel modello li, non torna. Cosa mi sfugge?

Ho un' asta rigida di massa trascurabile che collega due masse verticali. Per comodita' di calcolo, fermo la massa superiore. La quantita' di moto e' carino che si conservi, per cui la massa inferiore induce un movimento ad arco. Ma a parita' di tutto il resto, l' ampiezza di questo movimento (e la velocita' del medesimo) scende non sale all' aumentare proporzionale della massa inferiore.

[ZK]

la quantita di moto.. e' un modo affascinante, la barca rallenta e comincia a beccheggiare, trasformando la velocita in rotazione.

la cosa che mi perplima un po tra i discorsi di banchina:

se aggiungo peso in chiglia aumenta l' attitudine al beccheggio
se metto un albero di carbonio al posto di quello in alluminio?

immagino, e non lo do certo per scontato che progettando una barca si cerchi di far passare l' asse neutro del sistema (scafo albero chglia) all' interno della sezione di galleggiamento.

in questo caso la lunghezza dell' albero la farebbe da padrone e un kg a 15 metri vale come 15 kg ad un metro.
questo sarebbe un modo statico di analizzare il problema... e mi sembra troppo facile.

[mlipizer]

Due spunti di riflessione (sono spunti, non certezze; ho poco tempo per scrivere, ma tanto per pensarci tutto il giorno).
Il primo è quello che ho proposto sopra. Considerando il centro di spinta, la barca può oscillare per gli infiniti assi orizzontali che lo attraversano. Per questioni di simmetria, quello lognitudinale e quello trasversale sono quelli che permettono al sistema di entrare in risonanza (rollio e beccheggio).
Il secondo. La barca oscilla per l'asse passante per l'asse di spinta. La massa del siluto ha un notevole momento d'inerzia (cavolo, il termine è corretto? Sono 15 anni che ho finito fisica!?) e quindi una volta entrato in oscillazione (per risonanza) ho difficoltà a fermarlo. Più la massa è distante o è grande, maggiore sarà la forza necessaria a smorzare l'oscillazione. Il ragionamento mi sembra corretto. Questo vale sia per la chiglia che per l'albero. In verità per qualunque massa lontana dal centro di spinta, quindi meglio concentrare i pesi al centro della barca (dove si trova, circa, il centro di spinta). Cosa ferma l'oscillazione? Lo smorzamento dell'acqua; non il fatto che ci sia l'acqua, ma la viscosità della stessa (p.e. nell'olio si fermerebbe prima). A cosa serve quindi il peso del siluro? Ad avere un maggior raddrizamento della barca e quindi un piano velico maggiore.

[mlipizer]

lfabio, secondo me hai ragione, diminuisce l'angolo. Però dura per più tempo!

[rob]

tirando fuori vecchi appunti
La frequenza di beccheggio (l'inverso del periodo di beccheggio) è freqb= 1/(2pi)*sqr((displ*(R-d)/I))
displ è il dislocamento, R raggio metacentrico longitudinale, d distanza CG-CB, I momento di inerzia.
ps nel momento di inerzia le distanze entrano al quadrato, quindi 1kg a 10m equivale a *100*kg a 1m.

Che si fa con questa roba ?
La resistenza d'onda addizionale (quindi in più rispetto alle altre resistenze) avrà la forma
Ro=C*Hs^2*B^2/L
(Hs altezza onda significativa, B larghezza, L lunghezza), il coefficiente C dipende dalla relazione fra frequenza propria di beccheggio freqb e frequenza di impatto delle onde freqw, è massimo quando freqw/freqb è uguale a 1 (risonanza).
Negli altri casi (freqw/freqb diverso da 1) ha un andamento di questo tipo, dove C aumenta fortemente all'avvicinarsi di 1 (risonanza), poi ha un minimo locale B, poi al di là di un determinato valore C rimane costante. Quindi con una frequenza di rollio sufficientemente bassa (per esempio barca a dislocamento pesante/entrate fine), per una data ocndizione del mare si puo' riuscire a navigare attorno a B e se possibile C (chiaro di fronte c'è un sistema ondoso anch'esso variabile che complica le cose)

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Viceversa una barca a dislocamento leggero tende ad avere una frequenza di beccheggio molto alta (periodo basso), quindi lavorerà molto più frequentemente nella zona fra A e 1: con mare "giovane" (frequenza di onda grande) lavorerà più vicino a 1 quindi soffrirà di più, con un mare che viceversa si stende (onde più lunghe, freqw più bassa) lavorerà più vicino ad A con una resistenza molto inferiore.
Per cercare di stare il più possibile vicino ad A in un dislocamento leggero si cerca di aumentare quanto possibile la freqb (espressione sopra), nella quale il momento di inerzia è proporzionalmente più importante: a parità di dislocamento, se si riducono a metà le distanze delle varie masse, I viene ridotto a un quarto, freqb praticamente raddoppia. Poi si puo' agire sugli altri elementi (ragigo metacentrico, dislocamento eccetera)

Il che racconta anche come sia meglio che una barca a dislocamento "distribuito" abbia estremità sottili, per sfondare meglio le onde, mentre una a dislocamento "concentrato" le abbia ben voluminose per restare più "sopra" alle onde. "Barcacce" sono sia una con estremità voluminose e pesanti (che tenderà a portarsi vicino a c=1 invece di approfittare della parte B-C), o una barca con estremità sottili e leggere che tenderà a spostarsi anch'essa verso 1 (dal lato sinistro) con un c che salta subito sù.

Poi c'è un altro aspetto carino: C dipende da freqb e freqw, quindi oltre ad agire su freqb (quindi la barca, con i suoi pesi volumi eccetera) si puo' anche agire su freqw. Freqw è la frequenza di impatto delle onde che dipende si' dalle caratteristiche del moto ondoso ma anche dall'angolo di incidenza della barca, l'angolo con il quale si prendono le onde. Modifiche anche piccole dell'angolo id impatto possono modificare freqw in modo molto rilevante (specie per le barche che lavorano fra A e 1) e quindi permettere di andar meglio: penso tutti quanti l'abbiano sperimentato magari inconsapevolmente, con un certo tipo di mare si "sente" che la barca va meglio, si muove meglio con un determinato angolo con le onde.
Quando la pratica stringe la mano alla teoria

[ZK]

io penso che il modo di affrontare il problema sia quello indicato da rob.
le variabili in gioco diventano quattro
su due, che riguardano la forma dello scafo e' difficile intervenire ma se per limitare il beccheggio dobbiamo solo modificare la frequenza di risonanza del sistema barca.. allora si, andare sottocoperta puo avere un senso.. piu o meno come mandare uno in testa d' albero.(tanto i prodieri so ciccia da gatti)
ma detto questo ci rimangono due frequenze, quella dello spettro d' onda e quella della frequenza di beccheggio propria della barca.
giustamente si puo modificare un po la rotta per modificare anche di molto la frequenza con cui l' onda interferisce con la barca ma.. si puo anche sulle barche molto leggere modificarne la frequenza propria di beccheggio spostando i carichi a bordo.. avanti indietro in alto o in basso.
detto questo mi chiedo:
se tolgo 80 kg di massa interna distante 3 metri dal centro di rotazione della barca e ne metto 120 di piombo piu 5 di resina in chiglia a 3 metri dal solito centro di rotazione cosa cambia? come ci si fanno i conti?