Ca­re­ne

Bul­bi a la­ma

Superyacht (Italian) - - Tecnica -

di es­se­re fles­si­bi­li nell’uso e mo­du­la­ri nell’al­le­sti­men­to. Una del­le so­lu­zio­ni al­lo stu­dio fi­na­liz­za­ta a ren­de­re ef­fi­cien­te la ca­re­na di que­sti pat­tu­glia­to­ri in un ran­ge di ve­lo­ci­tà più am­pio, una del­le ca­rat­te­ri­sti­che ri­chie­ste per que­ste nuove uni­tà, è pro­prio il bul­bo a la­ma (fi­gu­ra 07). Ov­via­men­te le no­vi­tà al­lo stu­dio so­no mol­te di più, an­che sotto il solo aspet­to idro­di­na­mi­co e pro­pul­si­vo, a par­ti­re dal­la pro­pul­sio­ne mi­sta eli­ca-idro­get­to, un’espe­dien­te per ot­te­ne­re sia una ve­lo­ci­tà di crociera di 24 no­di con le so­le eli­che, eco­no­mi­ca ma co­mun­que so­ste­nu­ta, sia una ve­lo­ci­tà mas­si­ma mol­to ele­va­ta con l’idro­get­to in fun­zio­ne, si par­la di ol­tre 35 no­di. Il de­si­gn, le par­ti­co­la­ri for­me della ca­re­na di que­sti pat­tu­glia­to­ri ar­ri­va­no da lon­ta­no, in par­ti­co­la­re dal­le espe­rien­ze fat­te da Fin­can­tie­ri con il De­strie­ro, l’im­bar­ca­zio­ne che nel 1992 con­qui­stò il Na­stro Az­zur­ro per la più ve­lo­ce tra­ver­sa­ta dell’atlan­ti­co al­la ve­lo­ci­tà me­dia di 53.09 no­di, e con i tra­ghet­ti ve­lo­ci della se­rie MDV dell’ini­zio de­gli an­ni ’90. Si trat­ta­va di ca­re­ne, det­te di­slo­can­ti ve­lo­ci, le cui for­me ave­va­no un cam­po di ve­lo­ci­tà di fun­zio­na­men­to mol­to este­so, dai 20 ai 40 no­di per in­ten­der­ci, ma an­che la pos­si­bi­li­tà di man­te­ne­re ve­lo­ci­tà ele­va­te in con­di­zio­ni di mare for­ma­to. Ul­te­rio­ri stu­di han­no poi por­ta­to, all’ini­zio del nuo­vo mil­len­nio, ad ap­pli­ca­re pro­prio un bul­bo a la­ma a que­sta ti­po­lo­gia di ca­re­na di­slo­can­te ve­lo­ce al fi­ne di au­men­ta­re ul­te­rior­men­te la lo­ro ef­fi­cien­za com­ples­si­va. “Go­tlan­dia II” è il tra­ghet­to ve­lo­ce con bul­bo a la­ma co­strui­to sem­pre da Fin­can­tie­ri per con­to di una so­cie­tà ar­ma­to­ria­le sve­de­se (fi­gu­ra 08).

Ap­pli­ca­zio­ni nel­lo ya­ch­ting Se in cam­po mi­li­ta­re la ne­ces­si­tà di ave­re una bar­ca ef­fi­cien­te in un cam­po di ve­lo­ci­tà più este­so si è fat­ta strin­gen­te solo in que­sti ul­ti­mi an­ni, per uno ya­cht que­st’esi­gen­za c’è sem­pre sta­ta: af­fron­ta­re un lun­go tra­sfe­ri­men­to ad una ve­lo­ci­tà con­te­nu­ta, eco­no­mi­ca e con­for­te­vo­le, op­pu­re il de­si­de­rio di rag­giun­ge­re la me­ta nel più bre­ve tem­po pos­si­bi­le, so­no da sem­pre le più clas­si­che del­le si­tua­zio­ni in cui si tro­va ogni di­por­ti­sta, qua­si sem­pre aven­do a di­spo­si­zio­ne un mez­zo che sod­di­sfa al me­glio solo una del­le due esi­gen­ze. Co­sì in que­st’ul­ti­mo de­cen­nio ab­bia­mo vi­sto il na­sce­re e dif­fon­der­si di una ti­po­lo­gia di bar­che che pos­sia­mo de­fi­ni­re ibri­de, bar­che a me­tà stra­da tra un clas­si­co tra­w­ler ed un mo­to­sca­fo pla­nan­te. Stia­mo par­lan­do di quel­le che og­gi sem­pre più spes­so ven­go­no de­fi­ni­te na­vet­te ve­lo­ci, al­me­no per ciò che ri­guar­da gli ya­cht me­dio pic­co­li, fi­no ai 24 me­tri per in­ten­der­ci. Ol­tre que­sta ta­glia, per sod­di­sfa­re que­st’esi­gen­za di dua­li­tà d’uso so­no sta­te im­por­ta­te quel­le for­me di ca­re­na già adot­ta­te per le na­vi com­mer­cia­li o mi­li­ta­ri a cui ab­bia­mo ac­cen­na­to pri­ma, le co­sid­det­te di­slo­can­ti ve­lo­ci, ov­ve­ro ca­re­ne ca­rat­te­riz­za­te dall’ave­re ele­va­ti rapporti di al­lun­ga­men­to (so­no lun­ghe e stret­te), una pop­pa lar­ga e re­la­ti­va­men­te piat­ta, per ave­re un mag­gio­re so­sten­ta­men­to idro­di­na­mi­co del cor­po pop­pie­ro del­lo sca­fo, ed una prua aguz­za per la qua­le, in al­cu­ni ca­si, è sta­to pre­vi­sto an­che il drit­to in­cli­na­to all’in­die­tro che tan­to va di moda og­gi. È pro­prio su que­ste for­me che vie­ne ap­pli­ca­to il bul­bo a la­ma. Nel ca­so de­gli ya­cht pe­rò le modalità di fun­zio­na­men­to del bul­bo a la­ma va­ria­no ri­spet­to a quan­to vi­sto per le ap­pli­ca­zio­ni sul­le gran­di na­vi com­mer­cia­li e mi­li­ta­ri, fon­da­men­tal­men­te per le di­men­sio­ni si­gni­fi­ca­ti­va­men­te in­fe­rio­ri che si han­no nel di­por­to. In­fat­ti le gran­di na­vi a cui ab­bia­mo ac­cen­na­to han­no sem­pre lun­ghez­ze in­tor­no ai 100 me­tri, o an­che mag­gio­ri, e ciò de­ter­mi­na una ve­lo­ci­tà re­la­ti­va con­te­nu­ta ed un as­set­to co­stan­te in na­vi­ga­zio­ne, per cui il bul­bo ri­ma­ne più o me­no sem­pre nel­la stes­sa po­si­zio­ne ri­spet­to al pia­no di gal­leg­gia­men­to. Gli ya­cht da di­por­to per i quali ge­ne­ral­men­te si pre­ve­de og­gi la so­lu­zio­ne del bul­bo a la­ma so­no in­ve­ce ge­ne­ral­men­te più pic­co­li: 20, 30, 40 me­tri di lun­ghez­za. Ciò de­ter­mi­na che no­no­stan­te le ve­lo­ci­tà di eser­ci­zio sia­no ma­ga­ri le stes­se del­le gran­di na­vi, ad esem­pio 20 o 30 no­di, le ve­lo­ci­tà re­la­ti­ve sa­ran­no mag­gio­ri. Di con­se­guen­za sa­rà mol­to di­ver­sa la for­ma­zio­ne on­do­sa pro­dot­ta e l’as­set­to in na­vi­ga­zio­ne va­rie­rà in mo­do si­gni­fi­ca­ti­vo al cre­sce­re della ve­lo­ci­tà del­lo ya­cht, mo­ti­vo per cui il bul­bo si tro­ve­rà a la­vo­ra­re in con­di­zio­ni di­ver­se al va­ria­re della ve­lo­ci­tà. La fi­gu­ra 09 fa com­pren­de­re me­glio quan­to ap­pe­na det­to. An­dia­mo ora a ve­de­re qual­che ap­pli­ca­zio­ne con­cre­ta di bul­bo a la­ma su­gli ya­cht.

Azi­mut Be­net­ti e la ca­re­na D2P Frut­to di an­ni di la­vo­ro de­gli in­ge­gne­ri del cen­tro R&S del grup­po Azi­mut Be­net­ti, la ca­re­na D2P, Di­spla­ce­ment To Plan­ning® (do­ve il 2 sta per “To”), è l’in­no­va­ti­va ca­re­na ap­po­si­ta­men­te progettata per la nuo­va li­nea Be­net­ti Vi­va­ce 125’ Fa­st Di­spla­ce­ment con cui il grup­po in­ten­de an­da­re in­con­tro al­le esi­gen­ze ed i de­si­de­ri de­gli ar­ma­to­ri che de­si­de­ra­no ave­re uno ya­cht che sia co­mo­do ed eco­no­mi­co co­me uno ya­cht di­slo­can­te, ma con il qua­le si pos­sa­no rag­giun­ge­re an­che ve­lo­ci­tà su­pe­rio­ri a quel­le ca­rat­te­ri­sti­che della ca­re­na di­slo­can­te. Tra le tan­te no­vi­tà, la ca­re­na D2P con­tem­pla pro­prio un bul­bo a la­ma. Es­so, in­sie­me ad al­tri espe­dien­ti co­me la ca­re­na a dop­pio spi­go­lo e la pro­pul­sio­ne azi­mu­ta­le, ca­rat­te­riz­za le per­for­man­ce di que­sta ca­re­na che si può de­fi­ni­re ibri­da, per­ché ot­ti­miz­za­ta sia per le an­da­tu­re di­slo­can­ti sia per an­da­tu­re se­mi­pla­nan­ti, ti­pi­che del pro­fi­lo di im­pie­go de­gli ya­cht ve­lo­ci di gran­di di­men­sio­ni (fi­gu­re 10-11-12). In par­ti­co­la­re il bul­bo a la­ma della ca­re­na D2P, o wa­ve pier­cing co­me vie­ne de­fi­ni­to in ca­sa Azi­mut

–Be­net­ti, mi­glio­ra le per­for­man­ce della ca­re­na al­le bas­se ve­lo­ci­tà di­slo­can­ti au­men­tan­do la lun­ghez­za ba­gna­ta, sen­za pe­rò di­ven­ta­re pe­na­liz­zan­te al­le ve­lo­ci­tà più al­te, quan­do la ca­re­na ten­de ad usci­re dall’ac­qua (fi­gu­ra 13). An­zi, al­le al­te ve­lo­ci­tà la sua for­ma af­fi­la­ta, ab­bi­na­ta al­le se­zio­ni di prua a V pro­fon­da, ten­de a smor­za­re il bec­cheg­gio e ri­dur­re i mo­ti ver­ti­ca­li ed an­che gli even­tua­li im­pat­ti di slam­ming, ren­den­do la na­vi­ga­zio­ne più con­for­te­vo­le an­che in pre­sen­za di mare for­ma­to

Do­mi­na­tor Ilu­men ed il suo bul­bo a la­ma Con­clu­dia­mo ap­pro­fon­den­do un’espe­rien­za che a bre­ve avrà il bat­te­si­mo dell’ac­qua: Ilu­men 28, la nuo­va pro­po­sta dei can­tie­ri Do­mi­na­tor per uno ya­cht che, sott’ac­qua, na­scon­de tan­ta in­no­va­zio­ne tra cui pro­prio una ca­re­na do­ta­ta di un bul­bo a la­ma (fi­gu­ra 14). Pro­prio in me­ri­to a que­st’ul­ti­ma no­vi­tà del mer­ca­to, per sa­per­ne di più ab­bia­mo ri­vol­to qual­che do­man­da all’ing. An­drea Agru­sta,

ti­to­la­re della NAVALHEAD che ha cu­ra­to tut­ta l’in­ge­gne­ria del­lo ya­cht, com­pre­sa la pro­get­ta­zio­ne e la mes­sa a pun­to della ca­re­na dell’ilu­men 28 do­ta­ta di “bul­bo a la­ma” . Ing. Agru­sta, quali so­no le ca­rat­te­ri­sti­che della ca­re­na progettata per il Do­mi­na­tor Ilu­men? La ca­re­na Do­mi­na­tor HPH (Hi­gh Per­for­man­ce Hull), una ca­re­na a spi­go­lo do­ta­ta di bul­bo pro­die­ro di ti­po “a la­ma”, è sta­ta progettata per ave­re va­lo­ri di re­si­sten­za ot­ti­ma­li in tut­ta la gam­ma di ve­lo­ci­tà di se­mi-di­slo­ca­men­to e di se­mi-pla­na­ta. Il di­se­gno del­le li­nee d’ac­qua as­si­cu­ra pre­sta­zio­ni ec­cel­len­ti an­che in ter­mi­ni di te­nu­ta al mare, ri­du­cen­do al mi­ni­mo i mo­ti na­ve di rol­lio e bec­cheg­gio e

ga­ran­ten­do, al con­tem­po, un ele­va­to li­vel­lo di si­cu­rez­za e com­fort di bor­do, a qual­sia­si ve­lo­ci­tà ed in tut­te le con­di­zio­ni me­teo­ma­ri­ne. In qua­le mo­do è sta­to pos­si­bi­le ot­ti­miz­za­re la re­si­sten­za per un’am­pia gam­ma di ve­lo­ci­tà? Que­sta ca­re­na è sta­ta svi­lup­pa­ta per la­vo­ra­re cor­ret­ta­men­te sia in re­gi­me di di­slo­ca­men­to ve­lo­ce che in se­mi-pla­na­ta: per que­sta lun­ghez­za di im­bar­ca­zio­ne par­lia­mo di ve­lo­ci­tà dai 13 ai 28 kn. A tal fi­ne ab­bia­mo di­se­gna­to una ca­re­na di ti­po se­mi-pla­nan­te a spi­go­lo con una di­stri­bu­zio­ne di vo­lu­mi mol­to omo­ge­nea, in mo­do da eli­mi­na­re i ri­pi­di gra­dien­ti di pres­sio­ne sul fon­do ti­pi­ci del­le ca­re­ne che la­vo­ra­no in re­gi­me di tran­si­zio­ne. I quar­tie­ri pop­pie­ri so­no di vo­lu­me­tria ge­ne­ro­sa e con la V di ca­re­na vo­lu­ta­men­te po­co mar­ca­ta (cir­ca 10°) ed in li­nea con il tran­som. È inol­tre pre­sen­te un trim-wed­ge di ti­po duck-tail che per­met­te all’im­bar­ca­zio­ne di man­te­ne­re un as­set­to ot­ti­ma­le (cir­ca 2.5°) in tut­te le con­di­zio­ni di na­vi­ga­zio­ne. Co­me mai la scel­ta di do­ta­re la ca­re­na di un bul­bo a la­ma? La geo­me­tria del bul­bo a la­ma, stu­dia­to ed ot­ti­miz­za­to in mo­do da fun­zio­na­re egre­gia­men­te sia al­le bas­se ve­lo­ci­tà di­slo­can­ti e se­mi-di­slo­can­ti che a quel­le più ele­va­te di se­mi-pla­na­ta, ga­ran­ti­sce da una par­te un al­lun­ga­men­to della lun­ghez­za ba­gna­ta e dall’al­tra la ge­ne­ra­zio­ne di un tre­no d’on­da in con­tro­fa­se ri­spet­to a quel­lo della ca­re­na, ga­ran­ten­do la ri­du­zio­ne della ve­lo­ci­tà re­la­ti­va e l’ab­bat­ti­men­to della re­si­sten­za d’on­da. Nel­le ve­lo­ci­tà di se­mi-pla­na­ta, quan­do il bul­bo fuo­rie­sce par­zial­men­te dall’ac­qua, le se­zio­ni tra­sver­sa­li di ti­po “na­bla” e le li­nee d’ac­qua del bul­bo stes­so, per­fet­ta­men­te av­via­te con quel­le della ca­re­na, con­sen­to­no all’im­bar­ca­zio­ne di na­vi­ga­re age­vol­men­te ta­glian­do mor­bi­da­men­te le on­de: que­sto ti­po di bul­bo in fa­se di pre- pla­na­ta de­ter­mi­na di fat­to lo slit­ta­men­to in avan­ti della ruo­ta di pro­ra. Le geo­me­trie del bul­bo ga­ran­ti­sco­no inol­tre una con­si­de­re­vo­le ri­du­zio­ne del mo­to di bec­cheg­gio, in­cre­men­tan­do no­te­vol­men­te il com­fort dell’im­bar­ca­zio­ne. Qua­le per­cor­so pro­get­tua­le è sta­to se­gui­to per de­fi­ni­re ed ot­ti­miz­za­re le for­me della ca­re­na ed il suo par­ti­co­la­re bul­bo a la­ma? Al­la NAVALHEAD da di­ver­si an­ni stu­dia­mo ca­re­ne do­ta­te di “bul­bo a la­ma”. Lo svi­lup­po della ca­re­na dell’ilu­men e del suo par­ti­co­la­re bul­bo de­ri­va­no pro­prio da­gli stu­di con­dot­ti su ca­re­ne si­mi­li, uti­liz­za­te an­che in cam­po mi­li­ta­re e nel tra­spor­to pas­seg­ge­ri. In par­ti­co­la­re è sta­to ese­gui­to un at­ten­to stu­dio sul com­por­ta­men­to della ca­re­na, sia in ac­qua tran­quil­la che in mare mos­so, at­tra­ver­so l’au­si­lio di avan­za­ti soft­ware di flui­do­di­na­mi­ca nu­me­ri­ca (CFD: com­pu­ta­tio­nal fluid dy­na­mics) di ti­po vi­sco­so, suc­ces­si­va­men­te col­le­ga­ti a po­ten­ti soft­ware di ot­ti­miz­za­zio­ne mul­tio­biet­ti­vo per mas­si­miz­za­re le pre­sta­zio­ni nel ri­spet­to dei vin­co­li di pro­get­to im­po­sti. In par­ti­co­la­re tra­mi­te la CFD è sta­to stu­dia­to, e poi ot­ti­miz­za­to, il tre­no on­do­so pro­dot­to dall’in­sie­me bul­bo-ca­re­na. La ca­re­na fi­na­le (con al­cu­ne del­le sue va­rian­ti prin­ci­pa­li) è sta­ta poi va­li­da­ta pres­so la Va­sca Na­va­le dell’uni­ver­si­tà de­gli Stu­di di Trie­ste.

13 – An­da­men­to del coef­fi­cien­te di re­si­sten­za adi­men­sio­na­le RT/ Δ( in pra­ti­ca la re­si­sten­za idro­di­na­mi­ca rap­por­ta­ta al pe­so dell’im­bar­ca­zio­ne o di­slo­ca­men­to Δ) in fun­zio­ne della ve­lo­ci­tà in no­di per la ca­re­na D2P, sia nel­la ver­sio­ne sen­za bul­bo wa­ve-pierc

Ing. An­dra Agru­sta

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