Il CG (Centro di Gravità) o Baricentro dei nostri natanti - Discussione tecnica - [pag. 4]

Yatar1963 ha scritto:

Tutta queste mie ipotesi empiriche ... possono anche essere utili a capire come fare il primo passo, se sia possibile agire e se ne vale la pena

Qualsiasi ipotesi deve partire dalla conoscenza di:
•attuale posizione di CGbarca e del suo spostamento rispetto alla posizione dovuta,
•dimensioni dei serbatoi e distanza dei rispettivi centri da specchio di poppa.

Va da sé che il problema CG non si risolve efficacemente né con eliche diverse né rapporti di riduzione diversi né motorizzazioni più adatte. Tutte cose utili solo a mascherare un po' le disfunzioni conseguenti a cg barca fuori posto.
Recentemente in un motoryacht 38 ft, affetto da questo problema, rilevai che aveva a poppa (sala macchine) serbatoi carburante per 1.200 lt e serbatoio acqua da 350 lt. sotto il letto di prua!!!! L'armatore tentò prima l'installazione di motori più potenti, poi ammattì con le eliche per arrivare infine a spostare entrambi i serbatoi, con ciò raggiungendo l'optimum desiderato.

propcalc1 ha scritto:

No, Eros, il problema (CGbarca fuori posto) tocca i mezzi soprattutto più piccoli. Il motivo è semplice: 0,60 m. di spostamento/6,00 m. LWL = 10%. 0,60 m. di spostamento/12,00 m. LWL = 5%. Questo non significa che mezzi con LWL=12 m. abbiano CGbarca al posto dovuto, ma più semplicemente che 0,6 m. di spostamento hanno su questi ultimi un incidenza della metà, che si ritrova quasi nelle stesse % nelle prestazioni reali rispetto a quelle dovute.

Ho qualche dubbio (mi capita spesso, rispetto a molti che invece sembrano depositarì della verità vera) su alcuni di questi numeri.
O meglio, alcuni di questi numeri mi hanno stimolato un certo ragionamento.

Per mia manifesta ignoranza e per sgomberare il campo da eventuali cattivi pensieri , non nego l'importanza della posizione del baricentro di una barca, non nego neanche che la soluzione ottima (ottima per che cosa? ndr) sia a 0.4 LWL, non nego che sia necessario sistemare bene i carichi variabili acqua/olio/benzina in modo che siano quanto più possibili vicini al baricentro, mentre i carichi fissi stanno dove stanno e i passeggeri aggiuntivi, beh, cerchiamo di sistemarli "bene". Per gli stessi motivi, non nego che il CG fuori posto abbia più importanza per i mezzi più piccoli e che l'incidenza su mezzi più grandi sia minore (la metà? Vabbe', non nego neanche questo). Infine, sempre per gli stessi motivi, non nego le ricadute che tutto ciò ha sulla scelta dell'elica.
In parole semplici, non nego nessuno di questi effetti.

La mia attuale domanda è invece concentrata sulle cause.
Ovvero, ma che succede al CG se sposto due persone a prua?
Che succede al CG se i serbatoi sono quasi vuoti?
Che succede quando navigo con il gommone pieno come un uovo, compresi amici, amiche, prosecco e mortadella?

Per cercare di capire quanto queste cause influenzino i suddetti effetti, ho fatto un paio di calcoletti semplici semplici e mi è venuto fuori che la sensibilità della posizione del baricentro al variare della quantità e della posizione delle masse è abbastanza modesta.
Alcuni dati che avallano questa affermazione.

Gommone 6 metri: massa 1200, baricentro 190;
se aggiungo 3 persone sul tubolare di prua il baricentro si sposta di 60 cm
se sposto il serbatoio di 2 metri verso prua, il baricentro si sposta di 20 cm

Gommone 9 metri: massa 4500 baricentro 380;
se aggiungo 6 persone sul tubolare di prua il baricentro si sposta di 40 cm
se sposto il serbatoio di 3 metri verso prua, il baricentro si sposta di 30 cm

Gommone 12 metri: 9000, baricentro 530;
se aggiungo 9 persone sul tubolare di prua il baricentro si sposta di 40 cm
se sposto il serbatoio di 4 metri verso prua, il baricentro si sposta di 40 cm

In conclusione, spostare centinaia di chilogrammi di qualche metro, sposta il baricentro di alcune decine di centimetri, fra il 3 e il 10%, a seconda della tipologia di gommone, percentualmente di più sui gommoni piccoli che non sui grandi.
In genere, però, le reali variazioni delle masse e delle loro posizioni sono più piccole e quindi, corrispondentemente, le reali variazioni di posizione del baricentro sono più piccole, diciamo fra il 2 e il 5%.

Ora, analizzate le cause, la domanda si sposta sugli effetti: quanto influenza sulle prestazioni di un gommone lo spostamento del suo baricentro del 2-5%, quindi per un 6 metri di 20-30 cm?

Io personalmente non ho a disposizione nessun modello previsionale per rispondere a tale domanda (altri forse si, io no) ma potremmo trovare la risposta per via sperimentale, come suggeriva Galileo Galilei, e dedicare una giornata di prove e parecchi eurozzi a fare prove reali in acqua.
Vista la mia esperienza professionale mi permetto di propormi come pianificatore delle prove sperimentali e come analizzatore dei risultati ottenuti.

fran ha scritto:

La mia attuale domanda è invece concentrata sulle cause.
Ovvero, ma che succede al CG se sposto due persone a prua?
Che succede al CG se i serbatoi sono quasi vuoti?
Che succede quando navigo con il gommone pieno come un uovo, compresi amici, amiche, prosecco e mortadella?
..................(seguono risultati di calcolo) ......
Vista la mia esperienza professionale .....

Non conosco la tua esperienza professionale né ho fatto calcolo di verifica dei tuoi esempi, ma a occhio mi sembra che il loro presupposto sia il serbatoio vuoto, così come indicato nelle domande di premessa su riportate.

propcalc1 ha scritto:

Non conosco la tua esperienza professionale

Come? Progetta gommoni...

propcalc1 ha scritto:

fran ha scritto:

La mia attuale domanda è invece concentrata sulle cause.
Ovvero, ma che succede al CG se sposto due persone a prua?
Che succede al CG se i serbatoi sono quasi vuoti?
Che succede quando navigo con il gommone pieno come un uovo, compresi amici, amiche, prosecco e mortadella?
..................(seguono risultati di calcolo) ......
Vista la mia esperienza professionale .....

Non conosco la tua esperienza professionale né ho fatto calcolo di verifica dei tuoi esempi, ma a occhio mi sembra che il loro presupposto sia il serbatoio vuoto, così come indicato nelle domande di premessa su riportate.

Ovviamente i calcoli sono stati fatti a serbatoi pieni, sarebbe stato ingenuo spostare un serbatoio vuoto, non credi?
Comunque, fornisco alcuni dati completi (non esattamente quelli di prima, ma molto simili).
Sottolineo che l'obiettivo non è vedere se il CG è messo bene o male, ma si vuole evidenziare quanto la causa (spostamento/variazione del carico) influenzi l'effetto (spostamento del CG)

Gommone 6 metri:
peso 1140 kg, serbatoio 100 kg a 180 cm, 2 persone a 140 cm: baricentro 189 cm
peso 1050 kg, serbatoio 10 kg a 180 cm, 2 persone a 140 cm: baricentro 191 cm
peso 1140 kg, serbatoio 100 kg a 80 cm, 2 persone a 140 cm: baricentro 181 cm
peso 1140 kg, serbatoio 100 kg a 380 cm, 2 persone a 140 cm: baricentro 208 cm
peso 1380 kg, serbatoio 100 kg a 180 cm, 2 persone a 140 cm + 3 persone a 500: baricentro 244 cm
peso 1510 kg, serbatoio 100 kg a 180 cm, 2 persone a 140 cm + 4 persone a 250 + prosecco a 400: baricentro 210 cm

Gommone 9 metri:
peso 4680 kg, serbatoio 400 kg a 400 cm, 3 persone a 350 cm: baricentro 383 cm
peso 4320 kg, serbatoio 40 kg a 400 cm, 3 persone a 350 cm: baricentro 381 cm
peso 4680 kg, serbatoio 400 kg a 200 cm, 3 persone a 350 cm: baricentro 366 cm
peso 4680 kg, serbatoio 400 kg a 700 cm, 3 persone a 350 cm: baricentro 410 cm
peso 5160 kg, serbatoio 400 kg a 400 cm, 3 persone a 350 cm + 6 persone a 800: baricentro 422 cm
peso 5420 kg, serbatoio 400 kg a 400 cm, 3 persone a 350 cm + 8 persone a 500 + prosecco a 700: baricentro 403 cm

Gommone 12 metri:
peso 8700 kg, serbatoio 800 kg a 600 cm, 4 persone a 500 cm: baricentro 526 cm
peso 7980 kg, serbatoio 80 kg a 600 cm, 4 persone a 500 cm: baricentro 519 cm
peso 8700 kg, serbatoio 800 kg a 300 cm, 4 persone a 500 cm: baricentro 498 cm
peso 8700 kg, serbatoio 800 kg a 1000 cm, 4 persone a 500 cm: baricentro 563 cm
peso 9420 kg, serbatoio 800 kg a 600 cm, 4 persone a 500 cm + 9 persone a 1100: baricentro 570 cm
peso 9760 kg, serbatoio 800 kg a 600 cm, 4 persone a 500 cm + 12 persone a 800 + prosecco a 900: baricentro 558 cm

Per chi ha voglia di leggere tutto, ecco la leggenda:
prima riga: carico leggero, serbatoio pieno
seconda riga: carico leggero, serbatoio vuoto
terza riga: carico leggero, serbatoio pieno arretrato
quarta riga: carico leggero, serbatoio pieno avanzato
quinta riga: carico pesante, serbatoio pieno, persone a prua
sesta riga: pieno carico, compreso il prosecco


Conclusioni
Serbatoio pieno/vuoto: differenza CG 2-5 cm.
Serbatoio normale/a prua/a poppa: differenza CG 20-35 cm.
Carico minimo/massimo: diffrenza CG 20-30 cm.
Aggiunta persone a prua: differenza CG 40-60 cm.

Conclusione delle conclusioni
A meno di mettere alcune persone appollaiate sul musone di prua, per le 3 tipologie di gommoni analizzati lo spostamento del CG è limitato a 20-30 cm.

Sviluppi futuri
Capire quanto variazioni di 20-30 cm della posizione del CG influenzino le prestazioni.




PS: ho cercato di fare la massima attenzione ai calcoli, ma qualcosa potrebbe essere sfuggito e potrebbe essere riportato qualche errore: me ne scuso in anticipo e ringrazio chi me ne farà menzione.

fran ha scritto:

Sviluppi futuri
Capire quanto variazioni di 20-30 cm della posizione del CG influenzino le prestazioni.

Hai fatto 30, ora fai 31 e stabilisci quanto peso in più o in meno va a gravare sulla prua. Conseguentemente calcola quanto più o meno ara il mare.

Ho già detto che non possiedo competenze adeguate a costruire modelli atti a calcolare l'effetto che le variazioni di baricentro hanno sulle prestazioni del gommone. Ci vorrebbe un fluidodinamico con i fiocchi e io non lo è.

Ho suggerito una via sperimentale, per la quale ho messo a disposizione la mia (modesta) competenza professionale.

fran ha scritto:

Ho già detto che non possiedo competenze adeguate a costruire modelli atti a calcolare l'effetto che le variazioni di baricentro hanno sulle prestazioni...

Però col metodo sperimentale abbiamo personalmente dimostrato che sia che ci siediamo a poppa, a prua o presso il baricentro la Rio 550 non plana

Comunque ho trovato questo diagramma...

https://www.gommonauti.it/ptopic48851_ecco_il_link_con_tutti_i_depliant_delle_rio_nella_storia_spero_vi_serva_voi_avete_info_o_esperienze_della_rio_500_grazie.html

...nel quale vengono sostanzialmente confermati i dati rilevati al raduno del lago di Garda...

...Forse è questo...

https://www.rioyachts.net/wp-content/uploads/2014/09/Depl.-500-Onda-01.pdf

@fran
pubblico un mio studio relativo ad un RIB con LWL = 6,00.
La poppa è Sx dei disegni.
La linea verticale continua indica la posizione ideale di CGbarca.
La spezzata congiunge CGbarca reale in conseguenza delle varie situazioni di riempimento serbatoi.
Serbatoio grande per carburante. Serbatoio piccolo per acqua.
Tav. A rappresenta la situazione originale.
Tav. B rappresenta quel che accade invertendo la posizione dei 2 serbatoi.
L'inclinazione è data dall'assetto medio in corsa.
Tira ora le conclusioni.

Il trucco c'è e si vede







PS: in tutti gli articoli (scientifici) le conclusioni le tira chi scrive e non chi legge. Ma va bene lo stesso, ho capito cosa volevi dire e concordo con i dati presentati.