Le
imbarcazioni a motore sono di vario tipo e caratteristiche, dotate
generalmente di un solo motore diesel o a scoppio e quindi di una sola elica
che può essere destrorsa o sinistrorsa.
L’avviamento del motore è ottenuto con un motorino elettrico alimentato da
una batteria, la quale viene ricaricata da una dinamo mossa dallo stesso
motore. L’inversione di marcia è generalmente ottenuta per mezzo di un
"invertitore di marcia" che può assumere tre posizioni: marcia avanti, folle
e marcia indietro.
Per la manovra delle imbarcazioni a motore occorre tenere presenti sia gli
effetti del timone sia gli effetti evolutivi dell’elica.
Il timone è l'
organo che serve a dirigere la nave, cioè a mantenerla sotto governo.
Ciò significa che il timone serve per far andare la nave in una determinata
direzione ossia per mantenere la nave in rotta, ma anche per farla evoluire,
ossia farla girare e volgere la prora da una parte o dall' altra.
Il timone ha una forma
aerodinamica e le sue sezioni orizzontali sono profili alari.
Il timone e' l'organo
principale della nave, esso e' indispensabile le per manovre della nave.
Queste manovre possono essere fatte per accostate di sicurezza, zone ad alto
traffico in special modo negli stretti o canali; (Stretto di
Singapore,Canale della Manica,Stretto della Florida , canale di Suez o di
Panama). Manovre durante la navigazione oceanica, mare aperto o navigazione
in acque chiuse,ormeggio e disormeggio nei porti , navigazione costiera e
fluviale . La superficie del timone ha una forma rettangolare o
trapezoidale, si trova a poppavia dell'asse di rotazione , se una parte
guarda verso proravia dell'asse di rotazione , in questo caso , si dice: “
timone compensato”.
Posizioni del timone
compensato rispetto alla carena sono: timone compensato adiacente alla
carena; timone compensato distanziato dalla carena; timone
semicompensato in prosecuzione della carena.
Facciamo un esempio di
nave senza elica con timone : nave a vela, in navigazione con un moto
rettilineo ed una velocita' “ V “.
Diciamo che ,
nell'istante in cui il timone e' inclinato di un
angolo dR (d=delta Greco) rispetto al piano
diametrale, il timone si comporta come una superficie alare che si
sposta nell'acqua con la stessa velocita' della nave “ V “ e con
un angolo di incidenza a= dR (d=delta Greco) .
Sulla pala del timone nascono “ la portanza” e “ la resistenza”
applicate nel centro di pressione” P “.
Installazione del timone: il timone e' installato in modo che possa essere
inclinato rispetto al piano diametrale anche di angoli maggiori di 35/40
gradi , (normalmente la massima banda della pala“angolo” dritta o sinistra
e' di 35°) , cio' e' dovuto al fatto che in fase evolutiva non sussiste
piu' l'uguaglianza fra “ l'angolo di incidenza e l'inclinazione del
timone”.
Il timone inclinato con
un angolo di barra (a ) su una nave in moto ,produce i
seguenti cinque effetti :
Tutti gli effetti
sono dovuti alla forza “FN” . Si consideri una nave in moto rettilineo e il
timone inclinato di un angolo aR;
la forza FN che agisce sul timone si consideri applicata in O; da scomporsi
in una componente longitudinale XR
e una trasversale YR.
Quindi risulta
: XR = FN sen
dR YR =
FN cos dR. (d=delta Greco)
La forza
XR si somma alla “ resistenza
al moto” e produce un effetto indesiderato; effetto dannoso
sull'economia d'esercizio della nave, esso si puo' risolvere
ottimizzando l'uso del timone durante il moto rettilineo della nave.
L'effetto prodotto da YR
si nota meglio se nel baricentro G della navesi applicano due forze uguali e
contrarie a YR.
La nave sottoposta
ad una coppia (YR , -YR)
fa ruotare la prora nave dalla stessa parte in cui risulta inclinato il
timone, e l'altra forza produce una “ deriva “ dalla parte opposta.
Il momento della coppia si chiama “ momento evolutivo” NR, la
rotazione causata e' l'unico effetto desiderato; NR =
XR OG .
Lo “ sbandamento”,
normalmente chiamato anche sbandamento di saluto , e “
l'appruamento “ son dovute dal fatto che le forze
XR e YR
non agiscono alla stessa altezza del baricentro. Applicando nel baricentro
due forze uguali e contrarie, si nota che le coppie tendono a sbandare ed
appruare la nave.
La forza che tende a
sbandare la nave e' la piu' pericolosa e dannosa nel momento in cui il
timone si trova tutto alla banda ( sinistra o dritta) , avvengono
sbandamenti anche vistosi, in special modo se la nave e' veloce
( tutta forza avanti) ed ha il baricentro in alto.
Dati utili:
Tre tipi di timone vengono
normalmente usati per la navigazione : sospeso, su corno e su calcagnolo.
Sospeso:
vantaggi: di semplice costruzione, sistema idrodinamico ,se il
rapporto di forma e di profilo garantiscono una sufficiente efficacia, si
dice positivo.
Svantaggi: l'asse del timone deve sopportare forti
sollecitazioni flessibili e torsionali.
Rischio di
sfilamento del timone.
Su corno:
vantaggi: viene preferito a quello sospeso e a calcagnolo per
questione disicurezza, Esso produce un portanza massima con una resistenza
che si mantiene su valori bassi. Installato su gran parte delle navi
mercantili “monoelica “con pala rettangolare, ottimale per lo
sviluppo planare ovvero quello ellittico, per un allungamento il piu'
elevato possibile e dati idrodinamici che operano su fluidi omogenei.
La pala rettangolare e' l'unica che presenta una simmetria rispetto
alla corda media ( Cm )
,tale da farla assomigliare ad una pala molto vicino a quella
ideale.Svantaggi:
non risulta nessuna forma o situazione peggiorativa rispetto agli altri
due tipi di pale.
Il timone su calcagnolo,non viene
considerato per le navi mercantili, in quanto, il rischio e' alto, eccetto
per pescherecci e piccole imbarcazioni.
Evoluzione: si dice
evoluzione nave: quando mantenendo la stessa velocita' si passa da una
traiettoria nave rettilinea ad un moto circolare uniforme con il massimo
angolo di barra.
Comando dato
all'accostata della pala: Plancia di comando tramite ruota del timone
o pilota automatico; agghiaccio del timone (poppavia della nave);
asse della pala.
Il suddetto comando da' la modalita' di risposta della nave all'azione
generata dal sistema di controllo:
fase di entrata:
quando si passa da un moto rettilineo all'inizio dell'accostata.
fase di evoluzione: misurata dallo spazio manovriero della nave e
capacita' di modificare la rotta, con la capacita' di effettuare manovre di
emergenza e manovre anticollisione.
fase di girazione:
la nave prosegue il suo moto rotatorio (circolare uniforme) su un
diametrodetto diametro di
girazione, il raggio di girazione (Rg)
corrisponde al raggio della traiettoria nella fase
stabile di accostata.
Angolo di deriva: e' dato dalla velocita' della nave durante l'accostata
ed a fine manovra.
Sbandamento:
-Sbandamento di saluto :
sbandamento verso l'interno della traiettoria causato dalla forza del
timone.
-Sbandamento di evoluzione
: forza di reazione di idrodinamica trasversale, creando uno
sbandamento di evoluzione verso l'esterno.
-Sbandamento di girazione
verso l'interno: causato dalla forza idrodinamica,creando un momento
maggiore di quello della forza del timone.
-Appruamento della nave:
applicando nel baricentro due forze uguali e contrarie che tendono oltre a
sbandare anche ad appruare la nave.
Nota: lo sbandamento
puo' essere pericoloso per navi che accostano ad alta velocita' , ed e' molto
rischioso per navi con elevata velocita' relativa = (FN>0,25).
Quando il
timone è al centro, rispetto al piano di simmetria, non produce alcun
effetto, quando invece esso viene inclinato da un lato mentre l’imbarcazione
è in movimento, produce i seguenti effetti:
accostata
della prora dalla parte in cui è inclinato il timone, nella marcia avanti; dalla
parte opposta nella marcia indietro;
ritardo del
moto;
spostamento
laterale verso la parte esterna dell’accostata (deriva);
sbandamento
prima verso l’interno rispetto all’accostata (sbandamento di saluto) e poi verso
l’esterno.
EFFETTI
SECONDARI DEL TIMONE |
Gli effetti
che il timone alla banda produce sulla nave animata da moto progressivo
sono:
Accostata
della prua e quindi della nave verso lo stesso lato del timone alla banda.
Perdita di
velocità.
Deriva verso
la parte esterna della traiettoria.
Appruamento
(debole e trascurabile).
Inclinazione
di saluto (dal lato interno alla curva) all' inizio dell' evoluzione.
Sbandamento
(dal lato esterno alla traiettoria) durante l' evoluzione.
L’elica,
oltre a produrre la propulsione dell’imbarcazione, genera anche degli
effetti evolutivi che influenzano il governo e la manovra dell’imbarcazione.
Consideriamo un’imbarcazione avente una sola elica destrorsa. Se l’elica
fosse sinistrorsa, basterebbe invertire le conclusioni corrispondenti.
Prendiamo in esame solo gli effetti dovuti alla "corrente dell’elica " ed
alla "pressione laterale delle pale" l’elica, nel suo movimento, aspira
l’acqua da una parte e la respinge da lato opposta imprimendole un moto
vorticoso; si generano così due correnti una aspirata ed una respinta, che
generano effetti evolutivi.
La massa d’acqua cacciata indietro dall’elica esercita una reazione sulle
pale: questa reazione oltre a produrre il moto dell’imbarcazione dà luogo ad
una spinta laterale che tende a far accostare la prora.
Corrente aspirata
– genera effetti solo in marcia indietro con il timone alla banda. La prora
accosta dal lato opposto a quello in cui è messo il timone (ciò vale anche se
l’elica è sinistrorsa).
Corrente respinta
– Con il timone al centro, sia in marcia avanti sia in marcia indietro la prora
accosta a dritta.
Con il timone a dritta: in marcia avanti la prora accosta a dritta, in marcia
indietro la prora accosta a dritta od a sinistra a seconda che prevale l’effetto
dell’elica o quello del timone.
Con il timone a sinistra: sia in marcia avanti che in marcia indietro la prora
accosta a sinistra.
Pressione laterale
delle pale – sia in marcia avanti sia in marcia indietro la prora accosta dal
lato opposto al senso di rotazione dell’elica, vale a dire se l’elica gira verso
destra (senso orario) la prora accosta a sinistra, se l’elica gira verso
sinistra (senso antiorario) la prora accosta a dritta (cio’ vale anche se
l’elica è sinistrorsa).
Osservazione
– tenendo conto degli effetti menzionati se ne deduce che: dovendosi affiancare
ad una banchina con un’imbarcazione ad elica destrorsa, conviene affiancarsi con
il lato sinistro; se invece l’imbarcazione ha l’elica sinistrorsa, conviene
affiancarsi con il lato dritto. Ciò perché, mettendo la macchine indietro per
fermare l’abbrivio, la poppa si avvicina alla banchina e l’imbarcazione si
dispone così parallelamente ad essa.
Gli ordini al
motorista, se detti a voce, devono essere pronunciati chiaramente e con tono
secco. Quando invece si utilizza il clacson o la campana, i segnali da farsi
per la manovra del motore sono i seguenti:
colpo
breve: AVANTI ADAGIO;
colpo
lungo: AVANTI A TUTTA FORZA;
colpi
brevi: MACCHINA FERMA;
colpi
lunghi o 3 colpi brevi: MACCHINA INDIETRO A TUTTA FORZA.
Il motore nel
suo insieme è essenzialmente costituito da un cilindro entro cui
scorre uno stantuffo (pistone) al qual è collegata la biella
e, questa, al perno di manovella che fa parte dell’albero motore. Il motore
può essere a scoppio (benzina) e Diesel (gasolio), con
il ciclo di funzionamento a quattro tempi, garantito dagli impianti
di: accensione, alimentazione, distribuzione, lubrificazione e
raffreddamento.
Motore a 4 tempi:
il ciclo completo di lavoro si compie in quattro corse del pistone e in due giri
dell’albero motore. L’alimentazione è provocata dalla scintilla che scocca fra
le punte della candela; l’entrata del combustibile nel cilindro e l’uscita del
gas combusto sono assicurate da due luci-apertura, sulla testata, che si aprono
e si chiudono mediante valvole.
Motore a due
tempi: a differenza del quattro tempi qui mancano gli organi di distribuzione e
di lubrificazione e non esistono valvole; il ciclo completo di lavoro si compie
in due corse del pistone e in un solo giro dell’albero motore. La lubrificazione
è assicurata dall'olio introdotto nel carburante, per formare la miscela, la
quale può essere costituita dal 2-3%di olio speciale per imbarcazioni; oppure da
un miscelatore automatico che provvede ad inserire la quantità d'olio necessaria
ad una buona lubrificazione, direttamente nella camera di scoppio.
L’accensione:
*
sono organi
dell’accensione la batteria, produttore-accumulatore di corrente; la bobina,
organo che trasforma la corrente proveniente dalla batteria da bassa ad alta
tensione; lo spinterogeno, che porta la corrente alle candele secondo l’ordine
di scoppio del motore; la dinamo, che azionata dall’albero motore, alimenta e
mantiene carica la batteria; il motorino d’avviamento, alimentato dalla stessa
batteria.
L’alimentazione: è
costituita dall’impianto che garantisce il costante apporto di carburante al
motore.
La lubrificazione:
è costituita dall’impianto che garantisce la costante lubrificazione delle parti
del motore.
La distribuzione:
è costituita dall’insieme degli apparati e delle condutture che garantiscono al
motore un regime ideale di funzionamento.
Il raffreddamento:
nei motori fuoribordo, di norma,i il sistema di raffreddamento e quasi sempre ad
acqua: libero o forzato. Nel primo caso la circolazione dell’acqua e simile a
quella che avviene nel termosifone; nel secondo caso, invece, una pompa
aspirante preleva acqua dal mare, lago, fiume e la invia a contatto delle parti
da raffreddare.
*Alcuni motori,
meno potenti, utilizzano per l’accensione il magnete, produttore di
corrente a forte voltaggio.
Se il motore non
funziona o funziona irregolarmente, prima di tutto si verifichino l’afflusso di
carburante e l’accensione. Se la miscela giunge al carburatore, si tolga la
candela appoggiandone la base sul blocco motore; tirando leggermente il cavetto
d’avviamento e possibile controllare che la scintilla scocchi regolarmente. Se
la carburazione e l’accensione sono a posto controllare la seguente tabella:
Il motore non
parte o perde colpi:
Serbatoio
vuoto, rubinetto o foro sfiatatoio del serbatoio otturati, batteria scarica,
presenza d’acqua nel carburante;
carburatore
sporco: scoperchiare la vaschetta, ripulirla e soffiare sugli spruzzatori;
carburatore
ingolfato: chiudere il carburante e insistere; pulire o sostituire le candele;
calotta
spinterogeno o bobina, umide o bagnate: asciugare con un panno o carta soffice
assorbente o pelle di daino;
punte magnete
non registrate o sporche: ripulire o registrare.
Il motore batte
dopo un certo tempo che funziona:
Può essere dovuto
all’accensione troppo anticipata. In questo caso occorre rettificare la
posizione della leva di anticipo; oppure ad accensione spontanea, per eccessivo
riscaldamento del motore, a causa di: presa d’acqua di circolazione chiusa;
acqua nel serbatoio eccessivamente calda; pompa di circolazione che non funziona
regolarmente; tubazione dell’acqua ostruita.
Rotture: a) della
cordicella d’avviamento b) della spina* dell’elica del fuoribordo.
a- Fare un nodo
alla cordicella residua ed inserirla nella puleggia d’emergenza;
b- Staccare il
cavo di accensione, togliere la copiglia che blocca l’ogiva e svitare quindi
l’ogiva stessa. Si proceda poi alla sostituzione dello spinotto.
Nel Diesel la
mancata accensione può dipendere da ostruzione, o irregolare taratura degli
iniettori (necessiterà revisione); più spesso, da bolle d’aria nel
circuito del gasolio**,
nel
qual caso necessiterà spurgare, aprendo la valvola sulla pompa
d’iniezione ed azionando la pompetta di adescamento fino alla fuoriuscita di
tutta l’aria. Quindi, si potrà richiudere e bloccare la pompetta. Se il
motore perde colpi, l’irregolarità può dipendere dal filtro del gasolio
sporco (sostituire), acqua o impurità nel gasolio (spurgo acqua dal filtro o
sostituzione), valvole bloccate, condotto d’iniezione rotto.
Il motore non da
tutta la potenza: valvole bloccate, segmenti e pistoni consumati, gioco delle
valvole eccessivo, segmenti bloccati, messa in fase dell’iniezione
insufficiente.
Il motore non
tiene il minimo: vite del minimo mal registrata, molle delle valvole rotte,
infiltrazioni d’aria nel regolatore.
*Essa e di
protezione in quanto si trancia quando (l’elica, girando alla velocità massima,
incontra un ostacolo; ma alle basse velocità non si ottiene una rapida azione di
tranciatura, per cui può anche avvenire che l’elica venga seriamente
danneggiata. A tale proposito, ricordiamo che, nel fuoribordo, l’azione di
«ribaltamento» del motore, che avviene quando il piede incontra un ostacolo,
manca quando si fa marcia indietro.
**Ciò che tra
l’altro può accadere quando, per disattenzione, si avvia il motore dimenticando
i rubinetti dei serbatoi chiusi.
Gli elementi
costitutivi fondamentali di una imbarcazione a motore sono: scafo (corpo
galleggiante), motore-elica (complesso propulsivo), timone (organo
direzionale). Il tradizionale scafo di legno e costituito da uno scheletro del
quale il pezzo principale è la chiglia, una robusta trave che corre nella
parte più bassa, da prora (parte anteriore) a poppa (parte
posteriore), rafforzata sopra e sotto da tre controtravi, detti rispettivamente
controparamezzale, paramezzale e controchiglia. Alla chiglia sono
fissati gli elementi trasversali dell’ossatura, detti ordinate o
costole (la parte che incrocia la chiglia e detta madiere), a loro
volta collegati da traversine longitudinali dette serrette, e
superiormente, da travi orizzontali detti bagli. Su questi, sostenuti da
puntali, (sopra ai quali s’interpone una traversina longitudinale detta
anguilla) sono poste le tavolate che formano il ponte, o piano di
coperta, (le due tavole estreme esterne sono dette trincarini) e sulle
ordinate sono sovrapposte le tavolate costituenti il fasciame. (le due
tavole incastrantesi sul paramezzale: torelli).
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Alle estremità
della chiglia si congiungono i pezzi rispettivamente detti ruota di prora
(la parte che fende l’acqua), dritto di prora (la parte più alta) e
dritto di poppa (la sua base e il calcagnolo) ove sono fissate le
femminelle che alloggiano gli agugliotti del timone. La parte
laterale di ognuno dei lati di prua si chiama mascone, la parte più o
meno rotondeggiante della poppa, specchio di poppa, mentre giardinetto
e il punto della poppa simmetricamente opposto al mascone. La parte sotto la
linea di galleggiamento si chiama carena od opera viva, la
soprastante, opera morta e la fascia compresa tra i due galleggiamenti
(natante a pieno carico e natante scarico) e detta bagnasciuga.
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Il piano che copre
il fondo del natante si chiama pagliolo, lo spazio sotto sentina.
Le piccole aperture per l’aria e la luce, sono gli oblò (rotondi) o i
portelli (quadrati). Le aperture praticate in coperta sono dette
boccaporti, le aperture per il passaggio delle catene delle ancore si
chiamano cubie, i vani ripostigli si dicono gavoni. Le ringhiere
laterali, composte da candelieri (verticali) e da draglie
(orizzontali) sono dette battagliole; quelle alle estremità di prora e di
poppa si dicono pulpiti.
Lunghezza
fuori tutto: misurata dall'estrema prua all'estrema poppa;
Lunghezza
al galleggiamento: misurata sulla linea di galleggiamento;
Larghezza:
misurata lungo la sezione centrale trasversale (sezione"maestra");
Altezza
(o puntale): misurata tra il paramezzale e la congiungente le estremità del
baglio maestro;
Immersione
(o pescaggio): la profondità dello scafo sotto la linea di galleggiamento;
Bordo
libero: l'altezza dello scafo tra la linea di galleggiamento e l'orlo di
coperta.
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