giovedì 14 febbraio 2013

Velocità critica = velocità massima?




Cosa si intende per velocità critica?

Ovviamente non è una condizione oltre la quale lo scafo subisce danni irrimediabili! :-)

Si tratta invece di una misura che ha a che fare con le leggi della fisica, in particolare della fluidodinamica.

In breve,  su uno scafo a vela agiscono (almeno) due forze principali: la portanza che genera l’avanzamento ed è data dall’azione del vento sulle vele, e la resistenza che è invece una forza contraria all’avanzamento ed è data dalla resistenza/attrito dell’acqua. 
Finché la propulsione generata dalle vele è maggiore della resistenza, la barca avanza ed aumenta di velocità con l’aumento della propulsione. 
Questo accade fino a un certo punto, oltre il quale l’aumento della forza propulsiva non dà luogo all’incremento di velocità perché nel suo avanzamento lo scafo genera una sorta di "depressione a poppa che sostanzialmente risucchia l’imbarcazione".

La teoria, ma soprattutto la pratica, ci dice che ogni imbarcazione avanzando produce una prima onda in prua ed una seconda a poppa
Ora poiché sappiamo  che un’onda si propaga con una velocità che dipende dalla distanza tra due creste successiveuno scafo dislocante (una barca a chiglia immersa) non può avanzare ad una velocità maggiore dell’onda che crea
In altre parole lo scafo rimane "intrappolato" nel cavo della propria onda.




La velocità critica, è quindi la velocità massima teorica raggiungibile da uno scafo dislocante, legata alla sua lunghezza.

Per aiutarci nel calcolo della velocità critica è stato definito il Numero di Froude, tale parametro è dato dal seguente rapporto:



dove L=lunghezza al galleggiamento espressa in piedi, (1 ft = 0,305 m), e V =velocità critica espressa in nodi, (1Nodo= 1Mmh= 1,852kmh).
Dato che tale valore, osservato su diversi tipi scafo, è risultato compreso fra 1.3 e 1.4, risulta chiaro che potremo calcolare la velocità critica della nostra barca con la seguente formula:




Immaginiamo un Comet 26 con L=26 la velocità critica potrebbe essere intorno ai 6,6 nodi.

Vi state chiedendo: ma allora, non è possibile superare tale  velocità critica
Tranquilli, si può fare e non è necessario barare dando tutto motore!
Succede che in determinate condizioni la barca "parte in planata", come si dice in gergo: alle andature portanti con vento forte e l’onda che ti spinge da dietro la barca si "solleva" quasi dall’ acqua svincolandosi dal risucchio dell’onda di poppa. 
Infatti in  planata  lo spostamento di acqua è minimo, perché lo scafo scivola senza produrre onde rilevanti e quindi la velocità critica viene facilmente superata.


In pratica lo scafo  si comporta più o meno come una gigantesca tavola da surf,  soggetto alla sola resistenza generata dall’ attrito con il pelo dell’acqua e riesce a raggiungere velocità anche sensibilmente superiori a quella critica.


Per questo i moderni scafi vengono progettati sempre più piatti e larghi.

Sezione Vela
Luca 3482233485 
Guido 3357216358

2 commenti:

Anonimo ha detto...

E qual'è l'andatura a cui una barca raggiunge la velocità massima?

Max

Guido ha detto...

Bella domanda,
dipende da diversi fattori,
velocità del vento, condizioni del mare, dalla barca stessa...
Anzi esistono dei grafici chiamati diagrammi polari che mostrano le variazioni di velocità in funzione di questi parametri.