Precisazioni sulle eliche by Franco Donno [pag. 20]

SELLA e LELE - no, non sbaglia, la barca è proprio la stessa del prototipo che ha visto nelle foto. Dove l’ha trovata ?

Avevo premesso alla chiaccherata sulle eliche che “....senza matematica potrò dare dei fatti solo spiegazioni qualitative e non quantitative; vi prego di tenerlo presente.”
Rileggendo quanto scritto vedo che ho poi usato dei riferimenti quantitativi senza spiegarne il significato e dandone per scontata la loro conoscenza, validità e limiti.
Avevo anche accennato quà e là che girare intorno alle eliche isolate dal contesto del sistema-scafo del quale fanno parte e con il quale interagiscono permette spiegazioni perlomeno incomplete dell’elica e delle sue interazioni con lo scafo e con la massa d’acqua.
Visto che VanBob scrisse “lo spazio è tutto tuo” prima di continuare con le eliche (e se pensate che ne valga la pena) ne prenderò ancora di questo spazio per allargare il foglio e metterci dentro anche un pò di carene, incidenze, errori ed orrori.
La stessa rilettura mi convince che per dare qualche strumento di valutazione oggettiva e confrontabile del mezzo posseduto o che si vorrebbe possedere qualche certezza quantitativa numerica è necessaria (ma spiegandola).

Riporto qui sotto domande e considerazioni rimaste in sospeso come quelle di GOMMOA e di GQUARANTA che insieme a molte altre (CHOPPER, EDIMIX, AUDACE, etc.) mi “obbligano” ad allargare spazio e argomenti.
L’innesco di alcune delle domande nasce dalla mia affermazione che avendo necessità di imbarcare un maggior carico è quasi sempre scelta migliore passare ad una barca più grande (e magari anche ad una più efficente) piuttosto che ad un motore più potente.

GOMMOA....Quindi, quando sostieni che per mantenere la planata occorrerebbe prendere una barca più grande e tenere il motore è perchè così si aumenta la portanza?
Ma potrei anche aumentare l'incidenza...ma sugli scafi plananti come misuro l'incidenza? da cosa è data?
... aumentando la superficie o l'incidenza non aumenta la resistenza? Io credo di si, quindi mantenendo lo stesso motore, come dice Donno, andrò a sacrificare la velocità. Giusto?

Giusto Gommoa, con qualche sviluppo.
A parità di forme della carena aumentare un incidenza che avesse un angolo inferiore a quello del miglior rapporto portanza/resistenza porta ad una diminuzione di resistenza; un aumento della stessa se l’angolo era pari o superiore a quello dello stesso miglior rapporto; questa possibilità di variare l’incidenza è un vantaggio reso attuabile dalla presenza del trim.
Naturalmente se la carena è stata studiata anche per sfruttare al meglio questa possibilità.

AUDACE- spero che fra poco si inizi a parlare del flap... d'accordo che forse interessa più le barche piuttosto dei gommoni, però a me interessa eccome...
Poi ci sono anche i flap, è vero Audace, che meriterebbero davvero di discuterne un pò.
Essendo la “forma” della carena uno dei fattori di importanza fondamentale per il risultato, dovendo essere questa forma diversa per ogni velocità od intervallo di velocità, stato dello specchio d’acqua, carico e/o sua variabilità, etc. etc, il possibile inserimento di una possibilità di variabilità adeguativa della “forma” potrebbe stimolare ad esplorare nuove prospettive e ad uscire dal “sonno della competenza e dell’innovazione tecnica”.
Anche sforzandosi di fare qualcosa che non finisca con prezzi da presentatori televisivi o da supermanager della Lemhan Brothers.
Vi butto li una domanda: flap standard su carene indifferenziate?

Aumentare, o meglio adeguare la portanza compensando con una maggiore superfice il maggior carico, maggior carico che porterà ad un inevitabile sacrificio di velocità massima e di accelerazione nel suo intorno ma, in una carena ben progettata, darà vantaggi prestazionali alle velocità intermedie e basse compensando con una maggior superfice la diminuzione esponenziale di portanza derivante dalla minore velocità. Questi vantaggi saranno tanto più avvertibili quanto più la maggior superfice sara ottenuta più con la lunghezza che con la larghezza.
Le valide considerazioni di Gommoa permettono anche di andare criticamente oltre l’idea continuamente riproposta che la resistenza all’avanzamento di una carena sia SOLO funzione esponenzialmente proporzionale alla superfice bagnata.
A determinare questa resistenza concorrono numerose variabili tra le quali:
- la forma, o Cx, dei volumi che interagiscono la massa fluida.
- l’angolo di incidenza con cui la forma incontra la superfice fluida e il rapporto portanza resistenza che ne risulta.
- la pressione unitaria, cioè il rapporto tra peso e dimensione della superfice che lo supporta dinamicamente.
- accelerazioni e variazioni di traiettoria che le varie componenti elencate sopra impongono al volume di fluido interagente.
- il valore di linearità o turbolenza con il quale le forme di carena fanno arrivare il fluido all’elica.
Il bianco e il nero dell’interazione forma/fluido si possono semplificare con una piccola massa di fluido con alte accelerazioni e velocità finali o una grande massa di fluido con basse accelerazioni e velocità finali.
Tra questo bianco e questo nero c’è l’infinita varietà dei grigi, cioè delle variabili da gestire relativizzate (un procedimento algoritmico complesso anche perchè variandone una si influisce su tutte le altre) per soddisfare il risultato richiesto e sopravvivere all’esame critico dell’esperienza.

Giustamente Gommoa ci mette anche l’incidenza e questo è un altro buon passo avanti per superare e dimenticare le solite pseudoculture sostitutive ripetitivamente veicolate nel settore, pseudoculture anche responsabili delle differenze tra quanto promesso e quanto mantenuto evidenti in molti prodotti.

Anche quì tra i due limiti estremi:
A) più incidenza-meno superfice bagnata-probabile più resistenza di forma contro
B) meno incidenza-più superfice bagnata-probabile meno resistenza di forma ritroviamo il bianco, il nero e in mezzo la varietà dei grigi con tutte le variazioni di possibile ottima o pessima efficenza della carena progettata e di altrettanto ottimo o pessimo soddisfacimento dell’uso per il quale viene proposta e venduta.
Fino a qui è presumibilmente possibile entrare intuitivamente nelle funzioni ed azioni delle variabili esposte sono ma suppongo lo sia finchè i riferimenti sono ad uno specchio d’acqua piatto.

Il più delle volte lo specchio d’acqua non è piatto; il numero delle possibili variabili da immettere nel sistema aumenta proporzonalmente al numero dei diversi stati di mosso (e una delle variabili da considerare, come analisi statistica dalla quale ricavare una media comportamentale, sarebbe anche quella del modo in cui il pilota affronta questo mosso - se vi lascia perplessi vi dico che qualcosa in questo senso si può fare). Il numero delle variabili aumenta anche per la direzione dalla quale si affronta questo mosso; ogni angolo, almeno quelli del disegno, richederebbe forme diverse.
Con relativa elica adeguata, tanto per non trascurare l’argomento del titolo.

GQUARANTA Adesso dimostrerò tutta la mia ignoranza, ma la domanda la devo fare ugualmente:
Cosa sono il "dislocamento relativo" e "il fattore di propulsione" ? come si calcolano ?
Il dislocamento relativo è un rapporto tra una delle tre misure lineari di un volume, quello dell’acqua spostata dal dislocamento dello scafo, e il volume di un cubo con lati uguali a 1/100 della misura lineare dell’altro volume.
La misura lineare che si usa corrisponde alla lunghezza al galleggiamento e si indica con L.

Per calcolarlo si usa il peso in tonnellate e la lunghezza L al galleggiamento in piedi.
Questi calcoli sono di origine anglosassone e sono quelli di diffuso riferimento perciò meglio usarli per un più immediato confronto con altri dati.
Se il vostro scafo avesse un peso inferiore alla tonnellata, per esempio 850 kg. userete nel calcolo 0,850 mentre per trasformare la lunghezza L da metri a piedi dividetela per 0,305.

Il risultato è un numero adimensionale (come per esempio lo sono il rapporto peso/potenza o quello costo/prestazioni) e in modo aprossimativo ci da un’idea del rapporto tra il peso di uno scafo e le sue dimensioni. Non è un calcoletto usato nel lavoro progettuale ma permette di confrontare e parametrare scafi di dimensioni diverse da più attendibilità ai giudizi valutativi e altre cosette interessanti.
Quelli di buona volontà potrebbero calcolarsi il D-rel. del proprio scafo e metterlo nel forum indicando anche il rapporto peso/potenza per iniziare una raccolta di dati sperimentali adimensionali sui quali proseguire i nostri dibattiti.
Poi potremmo usarli per studiare un algoritmo che riconducendo gli effetti dei vari parametri adimensionali ad un solo numero (potremmo chiamarlo “fattore Gommonauti - fG”) che racchiuda la più ampia possibile indicazione delle possibilità e caratteristiche di uno scafo creando una corrispondenza si empirica ma molto probabile.

Si GQuaranta, poi ci sono il fattore di propulsione, la velocità relativa, il coefficente volumetrico ed altre “menate” come le hanno definite un paio di “addetti al settore nautico”.
Perciò......... continua.

Quanto mi fa arrapare quest'uomo qui..

nooooooo è tornato donno ewwwiwwa,mi mancava pareccccccchio...

Quanto mi piace quel © sui disegni (peraltro bellissimi)

E’ stupefacente come poche parole “succinte e compendiose” del Maestro diano l’avvio ad una vera e propria reazione a catena in cui alla comprensione dei contenuti teorici succede la personale elaborazione dei concetti attraverso il confronto con le esperienze personali “sul campo” … pardon “in mare”. Immagino che il peso da utilizzare nella forma sia quello in condizioni medie di utilizzo (incluso il carico utile medio).

Citazione:

SELLA e LELE - no, non sbaglia, la barca è proprio la stessa del prototipo che ha visto nelle foto. Dove l’ha trovata ?

l'ho comprata quest'inverno da un rimessaggio di Novara....
avrei mille domande da farle su questa barca... ho letto che quando avete provato la vostra con il 90cv facevate 40 nodi io con due persone 90 lt di benzina dotazioni e altri ammennicoli arriva a 29-30 nodi.
il vecchio prorietario non ha più il libretto con le specifiche della barca.
per caso ha una foto del prototipo con vista dell'interno?

Buona sera ingegnere, è un piacere leggere nuovamente i suoi post (ma che fatica faccio per tentare di capire !).
Per rimanere nel pratico, vediamo se ho capito come si calcola quel "numero adimensionale" che è il Dr.
Se il peso dello scafo (con fuoribordo, carburante ecc., ecc..) fosse di 1,2 tonn. e
la lunghezza al galleggiamento fosse 6 metri = piedi 19,67,
Il dislocamento relativo sarebbe 157,68 (???).
Uno scafo di pari lunghezza al galleggiamento, ma con peso di 1,5 tonn. avrebbe un Dr 197,09.
Bene, ammesso che l'aritmetica sia giusta, ora vorrei cercare di capire se dal confronto di questi due numeri posso dedurre informazioni utili sulle caratteristiche/comportamento dei due scafi.
Sto dicendo delle cavolate ?
Qualcuno mi aiuta ?

complimenti ingegnere e grazie ,per gli interessanti mal di testa

eros

Riporto un passaggio che mi sembra particolarmente significativo:

Citazione:

determinare questa resistenza concorrono numerose variabili tra le quali:
- la forma, o Cx, dei volumi che interagiscono la massa fluida.
- l’angolo di incidenza con cui la forma incontra la superfice fluida e il rapporto portanza resistenza che ne risulta.
- la pressione unitaria, cioè il rapporto tra peso e dimensione della superfice che lo supporta dinamicamente.
- accelerazioni e variazioni di traiettoria che le varie componenti elencate sopra impongono al volume di fluido interagente.
- il valore di linearità o turbolenza con il quale le forme di carena fanno arrivare il fluido all’elica

Posto che mi sembra tutto chiarissimo, pur nella estrema difficoltà di rendere intellegibile concetti che sono davvero ostici e riservati agli specialisti del settore,voglio ricollegarmi, anche provocatoriamente, ad una domanda che ti avevo fatto all'inizio di questo topic...come fa l'utente medio a valutare questi parametri?
Mi sono fatto l'idea che non sia possibile valutare questi aspetti, anche perchè credo che queste informazioni possano essere conosciute solo da coloro che progettano e costruiscono i gommoni...e poi, anche se avessimo queste info, che uso potremmo farne?

P.S. Caro Donno, sei un divulgatore eccezionale...dote scarsa tra i tuoi colleghi ingegneri...questa, ad esempio, me la appenderò in camera e le darò una lettura tutte le sere prima di addormentarmi :wink

Citazione:

Aumentare, o meglio adeguare la portanza compensando con una maggiore superfice il maggior carico, maggior carico che porterà ad un inevitabile sacrificio di velocità massima e di accelerazione nel suo intorno ma, in una carena ben progettata, darà vantaggi prestazionali alle velocità intermedie e basse compensando con una maggior superfice la diminuzione esponenziale di portanza derivante dalla minore velocità. Questi vantaggi saranno tanto più avvertibili quanto più la maggior superfice sara ottenuta più con la lunghezza che con la larghezza

Gentilissimo Ing. Donno, Auguro che Lei continui come ha fatto fin ora, a trasmetterci queste preziose e importantissime informazioni.
Grazie e Le invio i miei cordiali saluti, Gianni