Trim neutro: perchè? [pag. 8]

Rocky6 ha scritto:

In un’ imbarcazione da diporto comanda il layout, l’estetica e gli spazi, che siano per la convivialità o la pesca poco importa; si deve vendere ed il bello e comodo vende.
Vale per un open e per uno yacht è fondamentale.
Molto molto spesso per avere un risultato estetico soddisfacente il resto va a farsi benedire.....e vai di trim!
Sennò si prende un mezzo da corsa, si fa un tunning perfetto da preparatori professionisti e non si tocca nulla...quindi, se sbilancia, niente frigo e niente birre fresche!
Io trimmo 🙂

Quotone, aggiungerei solo che mentre un'auto la si prova prima di acquistarla presso il concessionario o quella di qualche conoscente, la maggior parte dei gommoni viene acquistata in salone o presso manifestazioni espositive senza curarsi di provarlo, in questo modo un'estetica accattivante ha un buon gioco rispetto ad una corretta costruzione e progettazione, in fondo con i fuoribordo, piu o meno camminano tutti.
Una tappezzeria stilosa, un rollbar figo, una consolle futuristica, un design dei tubolari in un certo modo, fanno subito battere il cuore con buona pace del CG.....

@ Propcalc1,
Io ho capito che, con trim neutro, tu intenda la condizione di parallelismo tra linea di chiglia e asse elica/pinna antiventilazione, ho inteso bene o male?

Esatto.

Quindi, in planata, l'elica non spinge solo in avanti.
Forse

propcalc1 ha scritto:

mezzo barcaiolo ha scritto:

E non potrebbe essere semplicemente che a velocità diverse sono richiesti assetti diversi????

L'angolo di assetto in corsa è conseguenza della posizione di CG, dell'altezza del centro di spinta dell'elica e della V. Il suo adeguamento alla V è e deve essere automatico. Non a caso tale angolo si riduce progressivamente all'aumento di V senza alcun intervento.

appunto!

L’argomento mi affascina, provo a spiegare ciò che mi pare di aver capito pronto a ricevere le costruttive critiche di chi vorrà contribuire.

Una volta intesi sul significato di trim motore in posizione neutra, possiamo affermare, con buona approssimazione, che la retta d'azione della spinta propulsiva T (figura 1) generata dall'elica è completamente esterna allo scafo (più marcatamente nel monomotore) e quindi inferiore alla sua parallela passante per il centro di massa (gravità) dell'imbarcazione; il suo effetto è pertanto e sempre un effetto cabrante (sollevare la prua) e varia in dipendenza dell’altezza di montaggio e del numero di motori. Verrebbe da filosofeggiare sul significato di trim neutro......
La resistenza all'avanzamento in una carena planante dipende principalmente dall'effetto cumulativo delle componenti orizzontali, opposte al verso del moto, di due forze.

La prima delle forze:
La carena planante avanza su un piano di pressione inclinato rispetto all'orizzontale formato dall'onda che la carena stessa genera. Tale pressione genera sulla carena una forza distribuita normale alla superficie di carena la cui risultante F1 si può scomporre in 2 componenti, una verticale L1 (rossa in fig.1) ed una orizzontale D1 (verde in fig.1).
- La componente verticale (L1) è responsabile del sollevamento della barca (in planata il centro di massa (gravità) è elevato rispetto alla condizione di stazionamento); a parità di superficie bagnata questa componente diminuisce al diminuire (rispettivamente aumenta all'aumentare) dell'angolo di corsa (angolo di incidenza). (Trascuro la quota di spinta verticale dovuta al galleggiamento poiché al crescere della velocità relativa diventa via via sempre meno importante).
- La componente orizzontale (D1) si oppone al moto. Questa componente, a parità di massa complessiva, diminuisce al diminuire (rispettivamente aumenta all'aumentare) dell'angolo di corsa (angolo di incidenza).
Pensiamo all’effetto dello spostamento di masse verso prua o verso poppa.
Le componenti L1 e D1 tendono ad un valore nullo quando l'angolo di corsa tende a zero; tale situazione non è realizzabile poiché verrebbe a mancare il sostentamento L1 (portanza) responsabile del sollevamento del centro di massa (gravità) della imbarcazione e quindi della planata. Questo implica che una imbarcazione planante debba sempre avere un angolo di corsa (incidenza) positivo.

La seconda forza:
È la forza risultante F2 (Rf + Ra in figura 1) delle forze di attrito su carena e appendici (timoni, assi, supporti, oppure piede del FB o EFB ecc.) la quale può essere scomposta in componenti verticale (L2) e orizzontale (D2).
Il verso di L2 è opposto a L1; L2 va quindi a sottrarsi alla L1 riducendo la risultante netta verticale responsabile del sollevamento.
Il verso di D2 è invece concorde con D1 pertanto si sommano ed entrambe si oppongono al moto. La forza F2, si può assumere in prima approssimazione parallela alla linea di chiglia e genera quindi un momento rispetto al centro di massa (gravità) tale da determinare un effetto picchiante (contrario del cabrante), abbassa la prua.
La forza F2 tende ad aumentare all'aumentare della velocità ed al diminuire dell'angolo di corsa (aumento superficie bagnata).

Figura 1 (Principles of yacht design - Larsson, Eliasson)

Riassumendo quanto visto per le componenti orizzontali, data una imbarcazione e in condizioni determinate, la componente (D1) diminuisce al diminuire dell'angolo di corsa, la componente (D2) aumenta al diminuire dell'angolo di corsa.

Per ogni determinata situazione esisterà pertanto un certo angolo di corsa che farà sì che la somma (D1 + D2) sia minima. La figura 2E (angolo di incidenza) evidenzia questa concetto per una determinata geometria
Il diagramma in figura 3 mostra come l’angolo di incidenza ottimale vari al variare del angolo di rialzo della carena (deadrise). Entrambe le immagini sono tratte da documenti di Renato Levi pubblicate sul sito altomareblu.

Figura 2 (Sonny Levi, Le carene a V profondo)

Figura 3 (Sonny Levi, la progettazione degli scafi plananti)


La forza necessaria per il sostentamento dipende dal peso G il quale, come ovvio, non varia in corsa.
A parità di angolo di corsa la forza di sostentamento tende ad aumentare all'aumentare della velocità, questo fa sì che aumenti il sollevamento del centro di massa (gravità) e quindi diminuisca la superficie bagnata (la barca tende a sollevarsi sempre più) finché L1 non equilibra nuovamente G. Così facendo la risultante delle forze di pressione F1 muoverebbe verso poppa. L'effetto sarebbe che la risultante G della forza peso (centrata nel centro di massa (gravità) e che quindi non si sposta) tenderebbe a trovarsi più avanti della forza di sostentamento e quindi non più in equilibrio con essa; ne consegue che l'angolo di corsa debba diminuire; così facendo la superficie bagnata si allunga e la risultante F1 avanza fino ad equilibrare nuovamente la forza peso G. Pertanto, una volta determinate le condizioni (carena, propulsione, masse e loro disposizione), all'aumentare della velocità l'angolo di corsa deve diminuire.

Il progetto di una imbarcazione dovrebbe essere fatto in modo che l'angolo di corsa sia ottimale, e quindi le forze che si oppongono al moto siano minime, in corrispondenza delle presumibili velocità e carico di più frequente utilizzo. Per un mezzo da diporto la velocità di più frequente utilizzo non è quella massima (secondo me non dovrebbe).
Se un mezzo è così dimensionato, e lo è correttamente, l'angolo di corsa a V max non deve quindi essere quello ottimale (minima resistenza all’avanzamento) ma ad esso inferiore. Per ovviare parzialmente a questo effetto in passato e su mezzi veloci si usava il rocker, la chiglia tendeva a risalire nell'ultimo tratto verso poppa.
L'effetto era quello di alzare la prua alle alte velocità per contrastare parzialmente la diminuzione dell'angolo di corsa.
L'effetto del trim alle alte velocità è del tutto simile; è importante ricordare quanto detto sopra, ossia che l'effetto cabrante (della spinta propulsiva T) è presente anche in condizioni di trim neutro. In queste condizioni la spinta propulsiva non è diretta orizzontalmente al moto e pertanto in tale direzione non è massima.
Disporre l'asse propulsivo più prossimo al parallelismo con la direzione del moto mediante l’utilizzo del trim motore ha un doppio effetto:
-aumenta l'effetto cabrante
-aumenta la componente orizzontale della spinta.
Se l'angolo di corsa è a V Max inferiore a quello ottimale, l'effetto cabrante dovuto al trim + ha come conseguenza un aumento dello stesso e di conseguenza la diminuzione delle forze che si oppongono al moto (vedi sopra), quindi potenzialmente e praticamente un aumento dei giri e della velocità; la aumentata componente orizzontale della spinta determina anch'essa un aumento di velocità (riduzione del regresso)
È normale quindi che, e soprattutto in condizioni di carico leggero, si ottenga la massima velocità giocando leggermente in positivo con il trim.

E i mezzi veloci e leggeri che utilizzano carene con steps?

Interessante e da rileggere con calma....

@sergetto
Mi fa piacere constatare che, dopo alcuni anni di insistenze, qualcuno (tu) si sia impegnato in un minimo di studio e documentazione per capire .....

@sergetto
Se è tutto frutto del tuo studio hai tutta la mia ammirazione.

NaiNoe ha scritto:

@sergetto
Se è tutto frutto del tuo studio hai tutta la mia ammirazione.

è frutto del mio studio su testi e articoli di diversi studiosi/autori/progettisti;
non ho scoperto niente e svolto alcun test