La manovrabilità di una nave

John GattiBy John Gatti12 Settembre 20207 Minuti

Ogni qualvolta agiamo sul timone, otteniamo i seguenti effetti sulla nave:

– una rotazione (accostata) attorno all’asse verticale PP (Pivot Point);

– uno spostamento laterale (movimento di deriva) dalla parte opposta

rispetto all’accostata;

– una diminuzione di velocità;

– uno sbandamento iniziale (detto “di saluto”) dalla stessa parte

dell’accostata;

– un’immersione della prora.

Le componenti del timone durante il suo utilizzo come mostrato in figura:

CT = centro asse timone

CP = centro di pressione

angolo alfa (α) = Angolo di attacco del timone alla banda

FL = Portanza

P = forza normale all’asse del timone

D = Resistenza del timone parallela e contraria alla direzione del moto

della nave

A = forza assiale

R = forza risultante

K = distanza di FL dal centro di Gravità G

Mettendo il timone alla banda, si ottiene uno spostamento più veloce della poppa rispetto a quello della prora.

Come già detto, durante il moto avanti il Pivot Point si sposta più o meno a 1/3 della lunghezza della nave partendo da prora; di conseguenza durante l’accostata il centro di gravità si sposta dal lato opposto dell’accostata in modo proporzionale alla velocità di rotazione. 

Più il Pivot Point si trasferisce avanti, più aumenta il movimento di traslazione rispetto alla velocità di rotazione.

Anche l’assetto della nave influenza lo spostamento del Pivot Point durante l’evoluzione: se la nave è appruata si sposta più a prora, in caso contrario si sposta più a poppa.

L’aumento dei giri della macchina durante l’evoluzione fa crescere l’effetto traslatorio rispetto alla velocità di rotazione; in caso di diminuzione dei giri, accade il contrario.

Si deve considerare anche l’Under Keel Clearance, perché in acque più profonde lo scarroccio è maggiore in conseguenza alla minore resistenza esercitata dal fondale durante il movimento laterale.

La manovrabilità è la risultante di una serie di caratteristiche della nave stessa e di una serie di fattori che agiscono su di essa.

Sono quindi dati oggettivi: la forma dello scafo, il pescaggio, la superficie velica, il dimensionamento degli organi di governo, ecc. – sono invece variabili da ponderare di volta in volta le cause esterne come: il vento, la corrente, il moto ondoso, il basso fondo, le sponde dei canali e cosi via.

Effetti evolutivi del timone

Due importanti aspetti della manovrabilità sono la prontezza di risposta al timone, che indica la facilità con cui la nave cambia rotta quando si mette il timone alla banda e l’abilità evolutiva, cioè la capacità di evoluire in spazi ristretti.

Quando la nave percorre una rotta rettilinea in acque calme, il complesso delle forze trasversali che agiscono sulla carena e sul timone non sono apprezzabili e non si manifestano effetti quali imbardate o deriva se non in presenza di vento o corrente. Queste forze agiscono invece quando il timone interviene ruotando sul proprio asse. Per effetto di questa rotazione i filetti fluidi investono un lato della pala sviluppando una forza  trasversale  P inclinata rispetto al piano diametrale della nave di un certo angolo. Questa forza cambia la traiettoria della nave e la fa accostare. 

Con P sen α e P cos α abbiamo evidenziato le componenti che generano la forza risultante P.  La prima forza è orientata nel senso opposto al moto ed è responsabile del calo di velocità che si verifica durante le accostate. La seconda, è posta nella direzione normale al piano diametrale, orientata nella direzione opposta al lato in cui è stato orientato il timone ed è responsabile del moto di deriva della nave.

Ogni nave ha le sue caratteristiche e la stessa nave si comporta in modo diverso a seconda delle forze esterne a cui è sottoposta. È difficile immaginare ogni scenario possibile per ogni nave, l’abilità di chi manovra sta nell’individuare le caratteristiche principali di ognuna e agire con la giusta sensibilità sfruttando o contrastando le forze che si presentano, anticipandone o ritardane gli effetti.

Questo articolo è un estratto dell’eBook sui timoni allegato al relativo video.