La
parte immersa di un corpo galleggiante in
acqua tranquilla (in particolare, lo scafo di
una nave), delimitata superiormente dal piano
di galleggiamento. Negli idrovolanti a scafo
centrale e nei galleggianti di questi, la
parte che rimane immersa nell'acqua a velivolo
fermo. Nel linguaggio marinaro: abbattere in
carena, piegare la nave su un fianco. Per
metonimia, nell'uso poetico, la nave stessa:
"Già i capaci / vadi del porto la c. attinge"
(Foscolo). La superficie esterna, il volume e
il centro di volume del solido costituente la
parte immersa del corpo galleggiante sono
rispettivamente la superficie, il volume e il
centro di carena.
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Il peso
d'acqua spostata (volume pari al volume di
carena) fornisce il valore della spinta
idrostatica, la cui retta d'azione passa per
il centro di carena ed è perpendicolare al
piano di galleggiamento. Con diversi piani di
galleggiamento si possono individuare sul
corpo galleggiante diverse carene, tra le
quali, in particolare, le isobate, le
isocarene e le isocline. Nel caso della nave
ci si riferisce di solito al piano di
galleggiamento di progetto; nei calcoli si
prendono anche in considerazione le carene
diritte, cioè delimitate da un certo numero di
piani di galleggiamento paralleli a quello di
progetto, e le carene inclinate, cioè
individuate da piani di galleggiamento
inclinati trasversalmente e longitudinalmente
rispetto a quelli diritti. Le carene delle
navi, anche dette "opera viva", in
contrapposizione alla parte emersa detta
"opera morta", vengono di solito provate alla
vasca navale; qui, a volte, si distingue tra
carene con appendici e carena nuda, cioè priva
di propulsori, timone, alette di rollio,
bracci e ringrossi per la fuoruscita dallo
scafo, per il sostegno degli alberi portaelica,
ecc. Elementi caratteristici di una carena
sono le sue dimensioni principali (lunghezza
tra le perpendicolari, larghezza massima,
immersione media, profondità), alcune
superfici (figura di galleggiamento, parte
immersa della sezione maestra, piano di
deriva), il suo volume, alcuni rapporti tra
dimensioni lineari e i coefficienti di finezza
(rapporti tra superfici e rapporti tra
volumi).
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La forma
dell'intero scafo, e quindi quella della
carena, è definibile analiticamente solo in
casi particolari, per cui nel progetto di una
nave si ricorre di solito alla sua
rappresentazione geometrica mediante il piano
di costruzione. Le forme e gli elementi
caratteristici della carena hanno notevole
influenza su molte qualità della nave dal
punto di vista sia statico sia dinamico; a tal
proposito, nella fase preliminare di progetto,
vengono utilizzati anche i cosiddetti
"coefficienti dell'ammiragliato". Sono questi
valori che consentono di paragonare tra loro
curve delle resistenze d'onda per diverse
carene, già sperimentate in vasca navale, e di
prevedere la potenza cavalli effettiva della
carena in esame in base ai coefficienti medi
di carena simili; tutto ciò permette di
mettere in rapporto il dislocamento di una
determinata carena rispettivamente con la
velocità e la potenza di rimorchio. Per quanto
riguarda il comportamento durante il moto, le
carene si possono dividere in due classi:
dislocanti e plananti. Nelle prime la spinta
(che eguaglia il peso) è dovuta per la massima
parte alla pressione statica dell'acqua sulla
carena. Nelle seconde, all'aumentare della
velocità di avanzamento si sviluppa sul fondo
della carena un'azione idrodinamica la cui
componente verticale raggiunge un valore
prossimo a quello del peso del natante;
questo, pertanto, anziché continuare a fendere
l'acqua, si solleva fino a scivolarvi sopra,
con una riduzione della resistenza
all'avanzamento, il che consente di ottenere
forti velocità con ragionevoli valori di
potenza installata sulla nave. Tale
comportamento è possibile, naturalmente, se il
natante non è stato sovraccaricato e quindi le
sue condizioni sono nell'ambito di quelle per
le quali è stato progettato. Carene plananti,
in varie forme e con diversi nomi (ad ala di
gabbiano, a spigolo, a cattedrale, a
catamarano, ecc.), sono largamente impiegate
nella motonautica da diporto .
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