Perché navighiamo controvento?
Vi siete mai chiesti come fa una barca a vela a navigare controvento?
La risposta la dovremo chiedere a Newton o Bernoulli e più precisamente al secondo principio della dinamica e al teorema di bernoulli.
La ragione è molto semplice e per capirla dobbiamo rifarci alla dinamica del volo.
Consideriamo il caso in cui l’ala è ferma e l’aria è in movimento. Nella figura sovrastante è rappresentato un profilo alare ed è disegnato il moto di due volumetti di fluido A e B che vengono separati dall’ala e passano il primo al di sotto di essa ed il secondo di sopra per poi rincontrarsi. A causa della forma dell’ala il volumetto A segue un percorso rettilineo mentre B ne segue uno curvo e quindi più lungo. Dato che i due volumetti impiegano lo stesso tempo per spostarsi dobbiamo ammettere che la velocità dell’aria al di sopra dell’ala sia maggiore di quella al di sotto. Quindi per il teorema di Bernoulli la pressione che preme sulla parte inferiore dell’ala è maggiore di quella che si esercita sulla parte superiore, ciò determina parte della forza chiamata portanza che sostiene l’aereo in volo.
La stessa cosa succede alla vela (che per la sua forma ha un comportamento assimilabile a quello di un ala di aereo) con l'unica differenza che la forza non è più diretta verso l'alto ma orizzontalmente.
Questo principio, abbinato all'uso della deriva, permette alla barca di avanzare di bolina, in linea retta. Cosa che non avverrebbe in assenza della deriva, infatti essa sotto il pelo dell'acqua genera una forza "uguale" in intensità, ma in contrasto nel verso, alla componente perpendicolare all'asse della barca della forza descritta sopra.
Senza l'uso di questo accorgimento costruttivo, si determinerebbe solo lo scarroccio senza la possibilità di avere una bolina o rotta controllata.
Bolina
La freccia celeste indica la spinta laterale generata dalla depressione sul lato sottovento della vela; tale spinta può essere scomposta in due vettori, quello nero, che viene annullato dalla resistenza uguale e contraria generata dalla deriva immersa nell'acqua, e quello blu, che è la risultante spinta all'avanzamento della barca a vela.
Possiamo concludere che per poter far avanzare la barca a buone velocità è necessario fare dei buoni calcoli vettoriali per poter eliminare al massimo la resistenza.
Vettori e Vento apparente
Il vento apparente è quel particolare vento percepito da un osservatore in movimento. In condizioni di aria ferma, esso possiede intensità proporzionale e direzione opposte a quella del movimento. In presenza di vento reale, il vento apparente è la somma vettoriale del vento prodotto dall'avanzamento e del vento reale.
Nella navigazione a vela il vento apparente ha grande importanza perché è in relazione all'intensità e direzione di questo vengono regolate le vele per seguire una rotta prescelta.
Poiché il vento apparente è quello che effettivamente agisce sull'imbarcazione, la sua velocità può essere misurata con l'anemometro di bordo.
La strumentazione moderna consente anche di calcolare la velocità del vento reale quando sono conosciute la velocità della barca e del vento apparente.
I vettori delle velocità che concorrono al vento apparente sono rappresentati nel disegno, dal quale si può dedurre che il vento apparente coincide con il vento reale solo quando l'imbarcazione è ferma rispetto al fondo marino, mentre all'aumentare della velocità dell'imbarcazione il vento apparente si discosta sempre più dal vento reale per avvicinarsi al vento di avanzamento.
Poiché è il vento apparente ad incidere sulla velatura ne consegue che la navigazione con vento in poppa è sempre la meno efficace, poiché all'aumentare della velocità dell'imbarcazione corrisponde una proporzionale diminuzione dell'intensità del vento che agisce sulle vele. Infatti su di un qualsiasi mezzo che si muovesse ad una velocità equivalente a quella del vento reale e nella stessa esatta direzione, la percezione di vento apparente sarebbe nulla. (leggi questo interessante articolo).
Per il motivo sopra enunciato una imbarcazione a vela in procinto di raggiungere un punto (boa) posto nella direzione del vento avrà maggiore velocità di avvicinamento all'oggetto non percorrendo la rotta più breve e con vento in poppa, bensì bordeggiando in modo tale da mantenere un angolo con la direzione del vento apparente più favorevole alla efficacia della velatura. È questo il tipo di navigazione che cerca una imbarcazione in regata, in un percorso a bastone e al momento di affrontare il lato di poppa.
Alcune imbarcazioni a vela, in particolare multiscafi o tavole a vela, generando con l'avanzamento un notevole vento apparente, possono navigare a velocità superiori al vento reale presente in quel momento. In genere questo avviene in navigazioni con vento al traverso della rotta seguita dall'imbarcazione.
Vi siete mai chiesti come fa una barca a vela a navigare controvento?
La risposta la dovremo chiedere a Newton o Bernoulli e più precisamente al secondo principio della dinamica e al teorema di bernoulli.
La ragione è molto semplice e per capirla dobbiamo rifarci alla dinamica del volo.
Consideriamo il caso in cui l’ala è ferma e l’aria è in movimento. Nella figura sovrastante è rappresentato un profilo alare ed è disegnato il moto di due volumetti di fluido A e B che vengono separati dall’ala e passano il primo al di sotto di essa ed il secondo di sopra per poi rincontrarsi. A causa della forma dell’ala il volumetto A segue un percorso rettilineo mentre B ne segue uno curvo e quindi più lungo. Dato che i due volumetti impiegano lo stesso tempo per spostarsi dobbiamo ammettere che la velocità dell’aria al di sopra dell’ala sia maggiore di quella al di sotto. Quindi per il teorema di Bernoulli la pressione che preme sulla parte inferiore dell’ala è maggiore di quella che si esercita sulla parte superiore, ciò determina parte della forza chiamata portanza che sostiene l’aereo in volo.
La stessa cosa succede alla vela (che per la sua forma ha un comportamento assimilabile a quello di un ala di aereo) con l'unica differenza che la forza non è più diretta verso l'alto ma orizzontalmente.
Questo principio, abbinato all'uso della deriva, permette alla barca di avanzare di bolina, in linea retta. Cosa che non avverrebbe in assenza della deriva, infatti essa sotto il pelo dell'acqua genera una forza "uguale" in intensità, ma in contrasto nel verso, alla componente perpendicolare all'asse della barca della forza descritta sopra.
Senza l'uso di questo accorgimento costruttivo, si determinerebbe solo lo scarroccio senza la possibilità di avere una bolina o rotta controllata.
Bolina
La freccia celeste indica la spinta laterale generata dalla depressione sul lato sottovento della vela; tale spinta può essere scomposta in due vettori, quello nero, che viene annullato dalla resistenza uguale e contraria generata dalla deriva immersa nell'acqua, e quello blu, che è la risultante spinta all'avanzamento della barca a vela.
Possiamo concludere che per poter far avanzare la barca a buone velocità è necessario fare dei buoni calcoli vettoriali per poter eliminare al massimo la resistenza.
Il vento apparente è quel particolare vento percepito da un osservatore in movimento. In condizioni di aria ferma, esso possiede intensità proporzionale e direzione opposte a quella del movimento. In presenza di vento reale, il vento apparente è la somma vettoriale del vento prodotto dall'avanzamento e del vento reale.
Nella navigazione a vela il vento apparente ha grande importanza perché è in relazione all'intensità e direzione di questo vengono regolate le vele per seguire una rotta prescelta.
Poiché il vento apparente è quello che effettivamente agisce sull'imbarcazione, la sua velocità può essere misurata con l'anemometro di bordo.
La strumentazione moderna consente anche di calcolare la velocità del vento reale quando sono conosciute la velocità della barca e del vento apparente.
I vettori delle velocità che concorrono al vento apparente sono rappresentati nel disegno, dal quale si può dedurre che il vento apparente coincide con il vento reale solo quando l'imbarcazione è ferma rispetto al fondo marino, mentre all'aumentare della velocità dell'imbarcazione il vento apparente si discosta sempre più dal vento reale per avvicinarsi al vento di avanzamento.
Poiché è il vento apparente ad incidere sulla velatura ne consegue che la navigazione con vento in poppa è sempre la meno efficace, poiché all'aumentare della velocità dell'imbarcazione corrisponde una proporzionale diminuzione dell'intensità del vento che agisce sulle vele. Infatti su di un qualsiasi mezzo che si muovesse ad una velocità equivalente a quella del vento reale e nella stessa esatta direzione, la percezione di vento apparente sarebbe nulla. (leggi questo interessante articolo).
Per il motivo sopra enunciato una imbarcazione a vela in procinto di raggiungere un punto (boa) posto nella direzione del vento avrà maggiore velocità di avvicinamento all'oggetto non percorrendo la rotta più breve e con vento in poppa, bensì bordeggiando in modo tale da mantenere un angolo con la direzione del vento apparente più favorevole alla efficacia della velatura. È questo il tipo di navigazione che cerca una imbarcazione in regata, in un percorso a bastone e al momento di affrontare il lato di poppa.
Alcune imbarcazioni a vela, in particolare multiscafi o tavole a vela, generando con l'avanzamento un notevole vento apparente, possono navigare a velocità superiori al vento reale presente in quel momento. In genere questo avviene in navigazioni con vento al traverso della rotta seguita dall'imbarcazione.
Buon Vento.
Sezione Vela
Luca 3482233485
Guido 3357216358
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