QUOTE=giorgio7;1323727]Assimilando per semplicità, ed in prima battuta, la deriva ad una mensola incastrata, e trascurando per ora la spinta, uniformemente distribuita dovuta alla portanza della deriva stessa, secondo lo schema seguente :
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espresso in % di L ? Claudio V nel tuo data-base hai qualcosa ? Effetti idrodinamici di una deriva deformata ?
Rivetto m'interesserebbe il tuo parere , ma vacci piano se possibile perchè ho gia il mal di testa!
Saluti Giorgio7[/QUOTE]
Ciao Giorgio
E` una domanda interessante a cui si possono dare molteplici risposte.
Teorie dedicate ai modelli con studi di fluidodinamica legati che io sappia non ce ne sono e non ne ho mai provato a sviluppare.
Dal mio database non ho molti dati campionati, ma so che tutti cercano di farle il piu` rigide possibile.
Dal punto di vista geometrico e di risultante delle forze si possono pero` fare alcuni semplici calcoli come qui di seguito. Per comodita` mi collego alla risposta di Luca per risponderti con qualche dato.
La deriva di Luca si deforma di 3,5 cm con 90 gradi di sbandamento e quindi a mio parere e` tollerabile , anche se un po flessibile.
Se invece quella deformazione la avesse con 30 gradi di sbandamento cosa accadrebbe?
Prendendo in considerazione 3,5 cm di deformata con uno sbandamento di 30 gradi su una deriva lunga 40, ne risulterebbe che la flessione globale della deriva darebbe una risultante in gradi pari a :
asin (3,5/40) = circa 5 gradi.
La perdita globale di superficie velica (lalbero risulta piu` inclinato della deriva) e` di circa 1-cos 5gradi, che tradotto in numeri farebbe circa lo 0,5%, cioe` uninezia.
Se pero` guardiamo la situazione pensando che a uno sbandamento di 30 gradi il nostro albero risulta piu` inclinato (causa flessione della deriva) di 5 gradi questo significa che abbiamo perso 5 gradi su 30 di inclinazione che e` 1/6: cioe` abbiamo il 18% in piu` di inclinazione a parita` di vento rispetto ad usare una teorica deriva a deformazione nulla.... Che non e` cosi` poco in proporzione.
Se poi pensiamo che con 30 gradi di sbandamento la forza peso risultante del bulbo e la forza raddrizzante sono pari a:
peso bulbo x sin angolo di sbandamento = 2,8 kg(ac120) x sin 30gradi = 2,8 x 0,5 = 1,6 kg forza... cioe` la meta` del peso del bulbo.
A barca + coricata le cose peggiorano drasticamente. Con 45 gradi di sbandamento il peso risulta di quasi 2kgF , con 60 gradi e` di 2,8 x 0,86 = 2,4kgF
Quindi a 60 gradi potremmo aspettarci 3,5 : 1,6 = x : 2,4; x = 2,4 * 3.5/1,6 = 5,2 cm
5,2 cm sono piu` di 7 gradi di flessione risultante, cioe` di sbandamento in piu` che con quegli angoli possono fare la differenza tra perdere o mantenere un minimo di controllo direzionale.
Nel conto non e` tenuta la componente idrostatica di galleggiamento del bulbo, altrimenti sarebbe 2,8-spinta di galleggiamento (circa 0,26) e quindi i carichi scenderebbero appena, ma non e`nemmeno compresa la componente dinamica data dalleffetto raffica che ha un certo peso/effetto a peggiorare le cose.
Questa elasticità del sistema fa in modo che tutta la struttura risenta meno di carichi impulsivi sotto raffica, ma anche che il momento raddrizzante, da cui viene lenergia disponibile per lavanzamento, si smorzi sotto raffica.
Questo significa buttare via energia per le accelerazioni sotto raffica. La barca scattera` meno e corichera` di piu`.
Questo significhera` avere meno accelerazione sotto raffica rispetto ad una barca piu` rigida.
Quindi, per andare a passeggio, teoricamente una deriva un po` flessibile non sara` un grosso problema e preservera` la struttura aumentando addirittura (su una barca reale) il confort di marcia.
Per fare delle competizioni, dal punto di vista dei carichi e delle geometrie del sistema sotto sforzo, invece non sembra essere una soluzione interessante.
Piu` la deriva sara` rigida e meglio sara` anche se le differenze non sono spesso evidenti, specie in condizioni di vento costante.
Laltro aspetto da tenere in considerazione e`la rigidezza torsionale che puo` creare anchessa dei bei problemi Se il bulbo genera delle torsioni a barca sbandata e con un po di onda o in virata brusca incomincia a vibrare, leffetto che si genera sara` una spiacevole ed evidente componente di disturbo al moto della barca oltre che un bel freno.
Quindi anche qui: piu` la deriva e` rigida e meglio funziona ... quasi di sicuro.
A questo punto, possiamo vedere le varie strade per fare una deriva rigida senza tecnologie spaziali.
Partiamo dallipotesi di fare una deriva che sia rigida il doppio rispetto a quella che descrive Luca (che dato lo spessore ridotto e` niente male) spessa 5,5 mm con tecniche costruttive similari.
Una soluzione sarebbe raddoppiare lo spessore del rivestimento e orientare opportunamente le fibre. In termini di rigidezza la cosa migliore sarebbe usare dellunidirezionale nel senso della lunghezza della lama concentrato sul punto di massimo spessore. Pero` se aumentiamo lo spessore delle pelli riduciamo la loro distanza e quindi in termini di rigidezza guadagniamo dal materiale e perdiamo dalla geometria... quindi bisognerebbe metterne piu` del doppio di quello che ce` attualmente.
La rigidezza di un corpo a flessione ` proporzionale al cubo del suo spessore: quindi facciamo conto che le pelli della deriva da 5,5 di spessore siamo 0,4 decimi ognuna e risulta un loro interasse medio di 5,1 mm
5,1 ^3 = circa 132
Se raddoppiamo lo spessore delle pelli linterasse si riduce a 4,7 mm
4,7 ^3 = circa 103... Vuol dire che abbiamo raddoppiato le pelli e perso circa il 20% di rigidezza dalla geometria... quindi non abbiamo raddoppiato la rigidezza, ma la abbiamo aumentata solo del 60%. La struttura che ne risulta e` molto meno efficiente meccanicamente.
Se facessimo la stessa deriva con le stesse pelli, ma 1 mm in piu` di spessore (totale 6,5 mm) otterremmo un interasse medio di 6,1
6,1^3 = 226 non male ma non ancora il doppio
Con 1,5 mm in piu` (totale 7 mm) otterremmo un interasse di 6,6 mm
6,6^3 = 287
Piu` del doppio della deriva di partenza con solo 1,5 mm in piu` e senza aggiungere un grammo di carbonio. Lanima interna sara` appena piu` pesante, la superficie bagnata sara` identica e la sezione frontale appena peggiorata.
Pero`, come dicevo sopra, in campo fluidodinamico studi sulla flessione delle derive non ne abbiamo fatto, ma per i profili si.
Abbiamo svolto dei test sia con il programma Xfoil (e profili 2) sia tramite Ansys (in cui abbiamo ribattuto i risultati ottenuti con Xfoil su modelli tridimensionali) e non e` emerso alcun vantaggio concreto nellutilizzare profili molto sottili.
Quindi la soluzione piu` semplice e che da` i migliori risultati sia del punto di vista fluidodinamico sia da quello geometrico della rigidezza dellinsieme porta nella medesima direzione ... a usare profili non troppo sottili.
La deriva di Urca IOM, con il suo profilo ottimizzato per i bassi RE e spesso al 7% alla radice, senza ne` tecnologie sofisticate ne` luso di unidirezionali, a barca orizzontale flette attorno ai 10-12 mm. Credo che sia un parametro usabile per fare un raffronto: quindi 1-1,5 cm di flessione ogni 35 cm e` un risultato buono e fattibile semplicemente ottimizzando il progetto e la costruzione per barchette come le IOM, le AC120.
saluti