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Stabilità E Gallegiamento


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Cenni sul galleggiamento e la stabilità delle barche

 

La stabilita di un’imbarcazione e un elemento importante di sicurezza, poiché essa altro non e che la capacita di opporsi al capovolgimento (stabilita trasversale); in altre parole, la stabilita e l’attitudine di uno scafo a riprendere il suo assetto di equilibrio dopo le oscillazioni (rollio e beccheggio) *, provocate dal vento e dal moto ondoso.

 

Si ha stabilita di forma (scafi con forme piene, arrotondate) e stabilita di peso, come quella ottenuta sulle imbarcazioni a vela medio-grandi mediante appropriati pesi (zavorra) collocati in chiglia per bilanciare gli sbandamenti e rendere lo scafo irrovesciabile. In ambo i casi la stabilita dipende dalla posizione di due punti particolari e caratteristici dell’imbarcazione, che sono:

 

– Il Centro di Gravita (o baricentro) G, punto di applicazione della risultante costituita dai vari pesi che compongono la nave e il carico;

 

– Il Centro di Spinta (o di Carena) C, punto d’applicazione della risultante di tutte le forze che la spinta dell’acqua esercita sullo scafo. (Spinta di Archimede) Un’imbarcazione quando galleggia in acque calme assume un assetto di equilibrio dovuto a due forze uguali e contrarie giacenti sulla stessa verticale: il peso P della barca e la spinta S che la tiene a galla (fig.1). Il peso agisce sempre sul Centro di gravita G**, mentre la spinta passa sempre per il Centro di Carena C.

 

Stabilità di forma, G si trova al di sopra di C

 

galleggiamento.gif

 

 

Stabilità di peso,G si trova al di sotto di C, per il peso della chiglia zavorrata

 

Spinta di Archimede (SA): Un corpo immerso in acqua riceve dal basso in alto una spinta (SA) applicata al Centro di carena C) pari al Peso P (applicato al Centro di gravita G) del volume d’acqua spostato. Riserva di spinta. La differenza tra la spinta relativa a tutto il volume dello scafo e quella relativa alla carena in condizioni di pieno carico.

 

La posizione di C varia in relazione allo sbandamento della nave (perché cambia la forma della parte immersa dello scafo) mentre G rimane sempre sullo stesso punto, anche a nave sbandata (solo se aggiungiamo oppure spostiamo un peso dall’alto in basso, il G si abbasserà).

 

Coppia raddrizzante: sbandando il natante, e variando cosi la forma della parte di scafo immersa, il Centro di Carena C si sposterà in C’ dando origine ad una nuova spinta verticale S innalzata da C’; dall’azione della forza di peso P (sempre rivolta verso il basso) e di quella di spinta S (sempre rivolta verso l’alto) nasce la coppia di forze X, coppia di stabilità trasversale*** che tende a raddrizzare lo scafo, agendo fino a quando G e C non verranno a riposizionarsi sulla stessa verticale.

 

Metacentro (M): E' il punto d’intersezione della spinta verticale S, innalzata da C’, con il piano longitudinale di simmetria; M rappresenta il limite di stabilità della nave ed esso dovrà sempre sovrastare G per non invertire la tendenza della coppia di forze, ciò che comporterebbe un giramento in senso opposto, ossia una tendenza al rovesciamento dello scafo.

 

Fig.3: le due forze P ed S uguali e contrarie, sono parallele: momento raddrizzante (o momento di stabilità) che tende a far ruotare lo scafo e a riportarlo nella sua posizione dritta iniziale

 

galleggiamento2.gif

 

Fig.4: la tendenza della coppia di forze si inverte, M cade sotto G, lo scafo inizia a capovolgersi

 

galleggiamento2.gif

 

 

Altezza metacentrica: è la distanza di M da G, più grande e l’altezza metacentrica più grande e la coppia raddrizzante X e tanto più stabile è l’imbarcazione.

 

Stabilita di peso: quando uno scafo zavorrato in chiglia tende a sbandare, C si sposta di poco, G si abbassa notevolmente e aumenta la distanza X tra le due verticali G e C; si ha così forte incremento al momento raddrizzante e grande stabilita.

 

Stabilita di forma. Per contro, in uno scafo a sezione larga, piccoli sbandamenti causeranno grandi Spostamenti di C e si avranno anche qui forti incrementi al momento raddrizzante dovuti all’aumento di X.

 

Fig.5: peso P in coperta G sarà alto, stabilità di peso il peso P in chiglia , G si abbassa notevolmente, aumenta la distanza X e quindi il momento raddrizzante

 

galleggiamento3.gif

 

Fig.6: stabilità di forma, piccoli sbandamenti, grandi spostamenti di C

 

galleggiamento3.gif

 

 

Fattori che influenzano la stabilità: perché il baricentro e le caratteristiche originali di stabilita rimangano inalterati e necessario che: nell’imbarcare pesi notevoli essi vengano disposti simmetricamente rispetto agli assi longitudinali e trasversali dello scafo, sistemati sottocoperta più in basso possibile; in sentina non ristagni acqua, la quale, se in quantità, agisce come una pesante palla di ferro che nei movimenti dello scafo muove impazzita provocando anomali pericolosi sbandamenti.

 

*Si ha rollio quando lo scafo oscilla attorno al suo asse longitudinale, beccheggio quando oscilla attorno al suo asse verticale.

 

**La posizione del centro di gravità dipende dalla sistemazione dei pesi a bordo ed essa cambia quando cambia la disposizione dei pesi stessi, ciò che avviene quando questi s’imbarcano o si spostano. La posizione del centro di carena dipende dalla forma della carena ed essa cambi nei casi d’imbarco pesi, sbarco pesi, spostamento pesi, rollio e beccheggio.

 

***La forma dello scafo rende superfluo lo studio e la trattazione della stabilita longitudinale

 

 

 

Tratto da www.grupposiluro.it

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