Progettazione scafo con deriva

[Anelito]

Ciao a tutti,
per un progetto universitario avrei bisogno di costruire uno scafo di poco più di 1m (1.25m per la precisione) in grado di navigare anche in condizioni di mare mosso ma a velocità molto basse, ~2 nodi.

Quello in figura si contraddistingue per avere una deriva molto profonda con chiglia ed è in grado di raddrizzarsi anche di 180°. Per la costruzione dello scafo il team Pegasus ha scelto un approccio composito con un doppio strato di vetroresina intervallata da polistirolo e lamierino con funzione di dissipazione di calore.

Per il pannello solare ho in mente una dislocazione differente, una superficie leggermente curvata (30°) per favorire lo scolo dell'acqua di ristagno, che altrimenti comprometterebbe di molto l'efficienza del pannello.

Purtroppo non ci sono schemi online, esiste un modello simile per lo scafo già utilizzato in modellismo?
Grazie a tutti dei contributi

[Elmas]

Se hai qualche nozione di progettazione navale e di CAD disegnare uno scafo come quello non dovrebbe essere troppo difficile...

DELFTship free

[Anelito]

Ho scelto questo scafo principalmente per la stabilità in mare mosso e per la capacità di auto-raddrizzamento anche a 180°. Disegnandolo da me come posso essere sicuro di aver mantenuto queste caratteristiche?

[claudio v]

Ciao,
La stabilità e l'autoraddrizzamento dello scafo nella foto deriva principamente dalla deriva zavorrata: se vuoi fare uno scafo autoraddrizzante basta mettere sufficiente piombo sotto e dare una forma arrotondata alla coperta senza esagerare con la larghezza.

Tutte le barche a vela radiocomandate, ad esempio le IOM (un metro di lunghezza) e le classe M (1,28 metri (per forme e regolamenti vedi Regolament di Classe Modelvela Italia) sono autoraddrizzanti in ogni condizione.

Per andare a quelle velocità e con quella lunghezza l'idrodinamica è relativa se hai potenza a volontà, ma sei comunque al limite della velocità di dislocamento.
Con la formula semplificata (radice quadrata della lunghezza in piedi= velocità critica in nodi), con circa 4 piedi avrai 2 nodi di velocità... poi dovrai iniziare a planare se hai potenza sufficiente.

Una IOM è 4 KG con 2300 grammi circa nel bulbo e immersione 42 cm.
se non hai bisogno di così tanto raddrizzamento non avendo le vele, probabilmente basterà una deriva piombata più corta e più leggera.che farà anche meno resistenza all'avanzamento.

Potresti pensare di usare uno scafo del genere, ma qualunque considerazione sullo scafo dovrebbe essere basata sul dislocamento in navigazione, altrimenti non si può nemmeno cominciare a definire come farlo.
Il cad può anche non servire per uno studio di base, il calcolo del volume dello scafo è molto semplice, basta sommare le superfici di ogni ordinata immersa, farne la media e e moltiplicarla per la lunghezza al galleggiamento.

[Anelito]

Vorrei tenere il peso limitato per questione di trasportabilità e per risparmiare batteria (la barca dovrebbe essere autosufficiente a livello energetico), considerando il peso del poliuretano e della vetroresina, 2 strati di fibra mat da 300g, dovrebbe pesare sui 4kg esclusa la deriva. Da aggiungere il peso dell'elettronica e delle batterie, queste ultime vorrei usale come zavorra.

Sarebbe opportuno scegliere un modello di uso comune in modo da evitare la dispendiosa fase di test in acqua, anche vista la mia scarsa esperienza nella progettazione di scafi.
Finora ho visto questi due che mi sembrano interessanti, avendo il file STL posso anche fare una rozza analisi in CFD.
https://www.simscale.com/projects/Vi.../trawler_hull/
https://www.simscale.com/projects/sc...go/apotheosis/

[claudio v]

Originalmente inviato da Anelito

Vorrei tenere il peso limitato per questione di trasportabilità e per risparmiare batteria (la barca dovrebbe essere autosufficiente a livello energetico), considerando il peso del poliuretano e della vetroresina, 2 strati di fibra mat da 300g, dovrebbe pesare sui 4kg esclusa la deriva. Da aggiungere il peso dell'elettronica e delle batterie, queste ultime vorrei usale come zavorra.

Sarebbe opportuno scegliere un modello di uso comune in modo da evitare la dispendiosa fase di test in acqua, anche vista la mia scarsa esperienza nella progettazione di scafi.
Finora ho visto questi due che mi sembrano interessanti, avendo il file STL posso anche fare una rozza analisi in CFD.
...
https://www.simscale.com/projects/sc...go/apotheosis/

Ciao,
se vuoi limitare il consumo forse sarebbe meglio che lasciar perdere costruzioni così pesanti in mat e poliestere + espanso: il sandwich, su quelle dimensioni, è pressochè inutile e nessun modello da competizione lo usa anche quando potrebbe per regolamento.

Tra le 2 forme la seconda mi sembra più promettente, ma mi pare anche molto dislocante.

Però, per fare un raffronto, lo scafo di una IOM è fatto con 2 strati di tessuto da 160 gm2 + resina epoxi senza praticamente nulla dentro e chiuso pesa meno di 1 kg.
La deriva corta la puoi fare direttamente in piombo fuso in stampo di gesso (in 2 metà dovrebbe essere più facile) e da farla pesare 1 kg.

A quel punto nei 4 kg totali te ne resterebbero 2 e ci potresti far "entrare" tutto il resto e di progetti di scafi IOM on line ne trovi parecchi.

Non ho però ben compreso: dovrebbe essere autonomo e solare?

Con pannelli normali e meno di 0,5 m2 di superficie (dubito che ce ne stia di più)... ho dei dubbi che ci escano 100 watt utili... e con quella potenza ho ancora più dubbi che possa andare a 2 nodi e contemporaneamente ricaricare una batteria per mantenerla quando non c'è il sole.

Sono indiscreto se ti domando che conto energetico globale avete fatto a riguardo?

[Anelito]

Il modello autonomo sarà di 2.40m, il doppio rispetto a questo prototipo.
La questione energetica è molto delicata, infatti dubito dell'autonomia effettiva del prototipo mostrato in foto (che usa un pannello solare standard), nel mio caso l'opera morta ha un raggio di curvatura di circa 30° per consentire di avere una massima esposizione al sole e, al tempo stesso, far defluire l'acqua che potrebbe accumularsi sui pannelli compromettendone l'efficienza.

La velocità massima è 2 nodi, calibrata in base alle previsioni meteo, ovviamente in caso di brutto tempo la velocità verrà ridotta al minimo per risparmiare batteria.

L'idea del sandwich di vetroresina e poliuretano mi è venuta pensando a come prevenire l'ingresso di acqua in caso di foratura, essendo un prototipo non posso affogare tutta l'elettronica nella schiuma, mentre uno strato di 2-3cm di poliuretano potrebbe irrobustire la struttura senza infierire troppo sul peso.

[claudio v]

Per uno scafo del genere, dove gli unici sforzi possono venire dalla deriva e dal maneggiarlo , una volta distribuito sul guscio i carichi dati dalla deriva, del resto c'e poco da preoccuparsi. Dovrebbe bastare il guscio tipo iom in tessuto di vetro cone scritto sopra.
Se invece vuoi fare una struttura mista, per il prototipo, potresti facilmente realizzare uno scafo a spigolo in depron da 6mm con pochissimo lavoro. Uno spunto lo puoi trovare in navimodellismo a vela, nelle topic in rilievo dove si parla della Easysail. Qui il link.http://www.baronerosso.it/forum/navi...ml#post1344354
Ciaooo

[Anelito]

Quindi consigli il secondo scafo nel link?
Temo però sia una riproduzione artistica, quindi non ottimizzato per la navigazione.

[claudio v]

Originalmente inviato da Anelito

Quindi consigli il secondo scafo nel link?
Temo però sia una riproduzione artistica, quindi non ottimizzato per la navigazione.

Tra i 2 quello mi sembra... meno peggio. Dovessi farlo io... non farei nessuno dei 2 e in ogni caso, come eetto sopra, senza una stima precisa del dislocamento finale è prematuro parlate di forme.