Effetto evolutivo dell’Elica

Generalmente, le unità navali si muovono grazie ad un elemento chiamato elica.

Per capire l’effetto evolutivo dell’elica, è opportuno fare una piccola premessa circa l’elica.

L’elica è l’organo di propulsione e, come una vite, agisce spingendo indietro l’acqua nella quale gira e trasmette allo scavo la corrispondente spinta di reazione in avanti.

L’elica è formata da un mozzo sul quale sono disposte a raggiera due o più pale.

Le caratteristiche dell’elica sono:

• Passo teorico, cioè la distanza di avanzamento dell’elica in un giro se agisse in un solido (come una vite nel legno); questo percorso è pari all’inclinazione delle pale rispetto al piano perpendicolare al mozzo e viene stabilito in appositi banchi di prova in fase di costruzione.
• Passo effettivo, cioè la distanza di avanzamento effettiva, sempre minore a quella teorica, poiché l’elica ruota nell’acqua che è un mezzo cedevole.
• Regresso, cioè la differenza tra passo teorico e passo effettivo, espresso in percentuale. In partenza sarà maggiore per diminuire in navigazione, durante la quale non dovrebbe mai superare il 25-30% del passo teorico.
• Diametro, cioè la larghezza dell’elica; corrispondente al diametro del cerchio che l’elica descrive ruotando.

In linea generale:

• Un’elica con passo lungo e diametro piccolo fornisce più velocità (es. scafi veloci)
• Un’elica con passo corto e diametro grande fornisce più spinta (es. rimorchiatori)

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Esistono anche eliche che possono variare il proprio passo attraverso la rotazione delle pale.

Tuttavia, questo sistema necessita di molta manutenzione e quindi ha trovato poco spazio nel diporto nautico.

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Un’elica si dice:

• destrorsa se, con la marcia avanti, gira in senso orario, per un osservatore che la guarda da poppa;
• sinistrorsa se, in marcia avanti, ruota in senso antiorario

Le pale sono orientate/inclinate verso il senso di rotazione a marcia avanti, quindi: elica destrorsa ha le pale orientate verso destra mentre l’elica sinistrorsa ha le pale orientate a sinistra.

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Effetto evolutivo dell’elica

L’elica in rotazione produce, oltre alla spinta, un effetto di spostamento laterale della poppa dalla stessa parte del senso di rotazione dell’elica stessa. Questo effetto, particolarmente avvertibile alle basse velocità è chiamato effetto evolutivo dell’elica ed è massimo non appena si inserisce la marcia indietro. Per questo motivo, la barca in lento movimento (soprattutto in partenza) con il timone al centro può dare adito ai seguenti casi:

• con elica destrorsa:
  • a marcia avanti, la poppa accosta a dritta e la prua a sinistra;
  • a marcia indietro, la poppa accosta a sinistra e la prua a dritta;
• con elica sinistrorsa:
  • a marcia avanti, la poppa accosta a sinistra e la prua a dritta;
  • a marcia indietro, la poppa accosta a dritta e la prua a sinistra

Durante i corsi patente nautica, svolti in aula durante la didattica teorica, riscontriamo spesso che questo concetto appare inizialmente difficile da ricordare. Con il metodo didattico pluriennale collaudato da Scuola Nautica NESW, tutto è più semplice ed intuitivo e conseguire la patente nautica diventa semplice.

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Come ricordarsi l’effetto evolutivo dell’elica:

1. la prua è affilata perché ogni scafo è concepito per navigare in marcia avanti, quindi l’effetto evolutivo va ricordato in marcia avanti;
2. l’elica è installata a poppa e quindi l’effetto evolutivo lo darà alla poppa, la prua accosterà nella direzione opposta;
3. elica destrorsa, in marcia avanti, poppa a dritta (quindi prua a sinistra);
4. elica sinistrorsa, in marcia avanti, poppa a sinistra (quindi prua a dritta);
5. in marcia indietro, poppa e prua si comportano al contrario di quanto riportato nei 4 punti sopra.

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Le unità con due propulsori possono non risentire di tale effetto perché le eliche sono controrotanti.

Infatti, nelle barche con doppio motore, l’elica di dritta è destrorsa e quella di sinistra è sinistrorsa; quindi gli effetti evolutivi si annullano a vicenda purché i motori stiano lavorando allo stesso numero di giri.

Se un’elica è ferma, dato che gli assi portaelica sono fuori dal piano di simmetria dello scafo, si genera una coppia evolutiva dovuta all’effetto combinato della forza laterale e della spinta che non agisce lungo l’asse longitudinale.

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Eliche controrotanti possono esistere anche con un unico motore che, lungo il proprio asse dell’elica, ha due eliche che ruotano in senso opposto, una destrorsa ed una sinistrorsa.

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La cavitazione

Un particolare fenomeno cui possono andare incontro le eliche marine è la cavitazione!

In poche parole, si formano micro-bolle di gas nelle zone di massima depressione. Tali micro-bolle, migrando rapidamente verso le zone a maggior pressione finiscono poi per impattare e collassare sulla superficie della pala, provocando un vistoso effetto sia erosivo sia corrosivo, per la reattività dei gas disciolti.

I danni provocati da tale fenomeno sono facilmente identificabili con una serie di piccoli e profondi fori nella zona interessata da cavitazione.

Inoltre, la scia di bolle altera il campo di velocità e pressioni sulla pala stessa, comportandosi come una sorta di cuscino sul quale devia il flusso di corrente, modificando quindi la portanza della pala ed il rendimento dell’elica.

La cavitazione può essere combattuta aumentando l’immersione dell’elica, riducendone la frequenza o, in generale, aumentando il rapporto tra spinta ed area espansa, cioè la spinta specifica per unità di superficie (in altre parole utilizzando un’elica con pale più grandi e dunque meno caricate).

La cavitazione può essere causata dalla scarsa immersione dell’elica o da una rapida virata (il piede del motore fuoribordo, ad esempio, tende a emergere).

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Manovre fondamentali (ormeggio e disormeggio)

Esaminiamo adesso i concetti di manovra ai quali è necessario fare riferimento

Va detto che, nella pratica, la forma dello scafo e le combinazioni di fattori meteo-marini, di cui talvolta è difficile valutare gli effetti, spesso compromettono il risultato di una manovra e producono una serie di comportamenti imprevedibili dell’unità navale.

Faremo riferimento a uno scafo monoelica con motore entrobordo.

Manovra di affiancamento a una banchina (all’inglese)

Questo genere di manovra può essere effettuato con qualunque condizione di vento e corrente, considerando però la loro intensità e direzione. Normalmente, il lato da affiancare alla banchina, se possibile, deve essere quello che è sollecitato ad avvicinarsi ad essa dalla spinta laterale dell’elica con il moto indietro. Esaminiamo le diverse situazioni.

Calma di vento e assenza di corrente

Se l’elica è destrorsa (spinge a sinistra in marcia indietro) il lato di affiancamento è quello sinistro

• Fase 1: l’unità inizia l’avvicinamento al molo dirigendo con la prora inclinata di circa 45° rispetto all’orientamento della banchina.
• Fase 2: sfruttando l’abbrivio, mettere in folle per ridurre la velocità di avvicinamento, quindi mettere gradualmente il timone a dritta.
• Fase 3: appena la prua è sufficientemente vicina alla banchina, mettere l’elica a marcia indietro e timone al centro. Durante l’estinzione dell’abbrivio residuo la poppa tenderà ad accostarsi alla banchina. Non appena fermi rispetto alla banchina, si mette la marcia in folle e si passano subito le cime di ormeggio di poppa e di prua.

Se la manovra è condotta bene, la posizione finale di ormeggio deve essere con barca parallela alla banchina.

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Per ulteriori info al riguardo, puoi contattarci allo 0283419865 oppure scriverci a scuolanautica@nesw.it