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gepard

Work in progress (chissà a che punto sarò il prossimo 23 Maggio ?)

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Che fatica, dopo tre settimane di "lavoro extralavorativo" sono solo a questo punto:

 

project_wip.thumb.png.eed57bac81732eec29699678e3089df8.png

 

Vediamo se qualcuno indovina quale battello sto modellando...

 

In un prossimo post fornirò il link allo strumento CAD che sto utilizzando e ulteriori dettagli sul prgetto in corso.

 

Mi piacerebbe rendere open source il mio lavoro ma non so se posso fornire anche il file dato che comunque si tratta del tracciamento 3D dei piani di costruzione dei Navimodellisti Bolognesi.

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Molto bene, @gepard

Inutile dire che ti seguirò con estremo interesse, tienici aggiornati...

 

Più avanti ti farò altre domande, ma per intanto ti chiedo: italico, direi legato a Betasom per come lo scrivi, 4+4 tls...

Tazzoli:wink:

 

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28 minutes ago, Ocean's One said:

italico, direi legato a Betasom

Beh, sì, italico e legato a Betasom.

 

Man mano che aggiungerò dettagli al modello diverrà chiaro di quale battello si tratta.

 

Intanto questo è il link al sw CAD che sto usando in questa fase della modellazione: Solvespace

 

È un CAD parametrico open source estremamente leggero, semplice da usare e multipiattaforma (Linux, Windows e OsX).

 

Per ora lo sto usando come un semplice sketcher 3D per vettorizzare le scansioni dei piani di costruzione.

 

Prima o poi, forse, imparerò ad usare FreeCAD per la fase di modellazione 3D delle superfici, in ogni caso il mio obiettivo finale è quello di realizzare un modello (mi piacerebbe in metallo) in scala 1:50 quindi per ora lo shading sberlucciccante e i dettagli 3D più minuti non mi interessano.

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Sì, esatto, il Da Vinci, con le modifiche fatte a fine '42 nei test di trasporto, rilascio e recupero del CA2.

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L'idea è quella, o meglio, il desiderio.

 

Intanto, un po' alla volta, procedo con la modellazione su CAD delle caratteristiche costruttive / meccaniche dei due battelli.

 

E, man mano che avrò materiale, pubblicherò con licenza open source anche la documentazione relativa alla parte elettronica.

 

Per quanto riguarda i file CAD che sono tratti dai disegni (copie degli originali dei C.R.D.A.) che ho acquistato dall'Associazione Navimodellisti Bolognesi, mi piacerebbe che qualcuno alla base, esperto in questioni di diritti d'autore, mi dicesse se potrò pubblicare anche loro con licenza open source. 

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Buongiorno Gepard, per scrupolo chiederei comunque l'autorizzazione dei titolari dei disegni da cui sono tratti gli elaborati.

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Quel cilindro sarà il WTC che conterrà l'elettronica di comando, contollo e comunicazioni, è posizionata e dimensionata esattamente come la camera di manovra del Da Vinci.

Intorno ad essa, esattamente come nel battello reale, ci saranno le casse di zavorra principali, la cassa di emersione e la cassa della rapida.

 

Per quanto riguarda le batterie, gli attuatori e i sensori la mia idea è di impermeabilizzarli e posizionarli all'esterno del WTC nelle zone più opportune, approssimativamente dove erano nel battello reale, solo che nel modello saranno a contatto diretto con l'acqua anzichè all'asciutto dentro lo scafo resistente.

 

project_wip.png

Edited by gepard

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Carissimo, apprezzo il rigore con cui affronti questo lavoro e la volontà di riprodurre fedelmente la disposizione dei componenti interni del battello reale.

 

Se posso, però, vorrei metterti in guardia dal copia-incolla puro e semplice: nella riproduzione in scala spesso non funziona, specialmente se la dinamica in gioco è complessa come per un modello di sommergibile.

 

Per esempio, l’opera morta da far emergere sul modello avrà certamente uno spessore maggiore di quanto sarebbero le sottili lamiere a libera circolazione riprodotte in scala. Quindi, le esigenze di stabilità del modello emerso saranno certamente diverse da quello del battello reale, e probabilmente peggiorative.

Scegliere di partire con un piccolo WTC che occupa soltanto il volume della camera di manovra potrebbe poi darti risorse di stabilità insufficienti per ottenere la stabilità necessaria.

(e con il CA issato sul ponte sarebbe ancora peggio)


Oltretutto, la scelta di utilizzare un WTC molto corto ti garantirà poca stabilità longitudinale molto in emersione, poiché i volumi che fai emergere a prora e a poppa durante il beccheggio sono solo strutture a libera circolazione, che non possono dare grosse variazioni di spinta idrostatica

 

infine, avrei qualche dubbio sul posizionamento esterno delle casse di zavorra. Infatti, se sono all’esterno e piene d’acqua, non danno alcun contributo; per emergere devi invece riempirle di aria, ma a questo punto avresti dei contenitori pieni d’aria posti nella parte bassa del battello (visto che le casse erano poste in basso nel sommergibile reale). Capisci bene che avere aria sotto la mezzeria del battello è controproducente per la stabilità.
 

Detto tutto questo, il mio consiglio è quello di avere un WTC il più lungo e il più largo possibile, che occupi tutto il volume disponibile, ma senza uscire sopra la linea di galleggiamento (poiché in quest’ultimo caso perderesti spinta durante l’emersione).

Magari potresti anche pensare di combinare tre cilindri di diametro differente, più grande il centrale e più piccoli i due di estremità, per seguire meglio le forme dello scafo.

Dopodiché, sarebbe opportuno tenere le casse di immersione all’interno del WTC, eventualmente facendole coincidere con i due cilindri di diametro ridotto posti alle estremità dello scafo.(ammesso che gli assi elica passino sotto il cilindro di poppa, ma credo di sì).

 

Scusami, ma ho sentito la necessità di metterti in guardia nelle fasi iniziali del tuo progetto, perché partire male significa poi portarsi dietro un modello pieno di compromessi e con diverse “coperte corte”

(per esempio, il magnifico Zoea di Gpez, realizzato parecchi anni fa, era stupendo come fattura, ma con poche risorse di stabilità, e ha finito per rimanere soltanto un modello statico).

 

Comunque, se hai bisogno dei consigli nel mettere giù il progetto iniziale (volumi, pesi, bracci di leva...), il sottoscritto è più che disponibile.

Anzi, se ti può essere utile, ti posso segnalare il thread sulla stabilità dei battelli R/C, riportato in questa sezione del forum
Ciao!

 

 

 

 

 

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On 6/18/2022 at 10:40 PM, Ocean's One said:

Scusami, ma ho sentito la necessità di metterti in guardia nelle fasi iniziali del tuo progetto, perché partire male significa poi portarsi dietro un modello pieno di compromessi e con diverse “coperte corte

 

@Ocean's One hai fatto benissimo a mettermi in guardia ora, in questa fase di sgrossatura preliminare del progetto, ti ringrazio e sicuramente ti chiederò supporto, grazie anche per aver inserito il link al thread sul bilanciamento 😉.

 

Nel frattempo, per agganciarmi un po' alla questione della lunghezza del WTC devo fare una piccola divagazione relativa al sistema di lancio dei siluri riguardo al quale nelle immagini precedenti è visibile solo la parte dei tubi di lancio veri e propri, manca ancora quella delle "slitte" per le armi di riserva e i meccanismi per il loro caricamento all'interno dei TLS.

 

Slitte, e meccanismi di caricamento si protenderanno dai TLS per una lunghezza leggermente superiore a quella dei TLS stessi.

 

Per non complicarmi la vita più di quanto già stia facendo, tutta questa roba sarà in una zona a librera circolazione  dell'aqua e questo farà sì che il WTC non potrà estendersi più di tanto.

 

Avevo comunque pensato di "avvolgere" i soli TLS con delle casse di zavorra allagabili ma non a libera cirolazione dell'acuqa, alle estremità di prua e di poppa.

 

Ora faccio una piccola anticipazione relativa ad un dettaglio tecnico dei siluri: saranno elettrici e alimentati da un supercondensatore.

L'idea è di caricare il supercap in modalità wireless dal battello stesso quando il siluro sarà stato inserito nel tubo di lancio.

 

Allego l'immagine dello schema elettrico (per gli interessati, il progetto, realizzato con KiCAD 6.99.0 è su github: G7e)

 

G7e.thumb.png.383e5cfe30a8afcdd2a33162f7a5105e.png

 

La parte circuitale nel riquadro trateggiato "Super cap wirless charger circuit" non l'ho ancora testata.

 

Ho invece testato il resto del circuito, sostituendo alla circuito di carica un piccolo alimentatore in corrente continua a 3V.

 

Di seguito una descrizione del circuito un po' dettagliata (so già che gli elettronici presenti ne forum mi linceranno...):

 

C4 è il supercondensatore che funge da batteria.

 

In pratica, quando all'ingresso del transistor Q1 c'è una tensione questo cortocircuita il condensatore C3 e tiene basso l'ingresso del transistor Q2 che si comporta come un circuito aperto scollegando di conseguenza il motore dall'alimentazione.

La tensione presente sull'ingresso di Q1 viene anche indirizzata al supercondensatore C4 tramite il diodo D3 che la abbassa a poco meno di 2.7V (i spercondensatori non tollerano tensioni superiori a quelle nominali per i quali sono stati progettati), caricandolo.

 

Dopo poche decine di secondi C4 è sufficientemente carico, nei miei test quindi scollegavo l'alimentazione e non avendo più una tensione al suo ingresso dato che il diodo D3 impedisce che la carica presente in C4 ritorni indietro, Q1 si "apre", se sia SW1 che SW2 rimangono aperti il motore rimane scollegato dall'alimentazione.

 

Basta chiudere per un istante SW2 (nei miei test era un semplice microswitch a pulsante) affinchè C3 si carichi un po' da C4 portando ad un livello alto l'ingresso di Q2 che a sua volta si "chiude" portando a massa un contatto del motore, il quale, collegato tramite l'altro contatto al positivo di C4, si mette in moto.

 

Se non si chiude SW1 il motore continuerà a girare fintanto che:

- rimane una sufficiente carica in C3 (il quale si scarica mooooolto lentamente perchè sia la resistenza di ingresso, gate, di Q2 che quella di uscita, source-drain, di Q1 sono mooooolto elevate)

- rimane una sufficiente carica in C4 (questo si scarica abbastanza in fretta attraverso il motore)

 

Con C4 della capacità di 1 Farad, un motore di tipo coreless da 4 mm di diametro può girare fino a circa minuto.

 

Nell'istante in cui si chiude SW1, C3 viene cortocircuitato e scaricato a massa, viene posto a massa anche l'ingresso di Q2 il quale a sua volta si apre scollegando il motore dall'alimentazione e facendolo fermare.

 

Nel siluro, SW2 potrebbe esere un contatto Reed di tipo normalmente aperto, che verrà brevemente chiuso quando il siluro, a causa dell'espulsione dal tubo di lancio, passerà vicino ad un magnete posizionato nei pressi del portello esterno del TLS.

 

SW1 invece sarà uno switch posto nella prua del siluro o un contatto inerziale (tipo una sferetta di acciaio) che si attiverà quando il siluro impatterà contro un qualsiasi ostacolo.

Edited by gepard

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:smiley22:  :smiley22:  :smiley22:

 

La mia mandibola tocca abbondantemente il pavimento.

Gepard, se riesci in quest’impresa sei un fenomeno!

 

Noto l’estrema cura per tutti i dettagli del tuo progetto; naturalmente resto a tua disposizione per la parte più “meccanica” e meno elettronica.

Per intanto, avrei qualche curiosità in merito ai siluri.

Diametro? Sarai su 1 cm circa, in scala 1:50, vero?
Quindi un volume del siluro che compensa un peso di una decina di grammi, giusto? Ci stai dentro con tutta la tua micro-elettronica?

Anche il motore è molto piccolo. Sai la sua potenza? Dovrai scegliere un’elica dimensionata correttamente (che fra l’altro non potrà essere doppia controrotante; quindi il siluro ruoterà su sè stesso, ma forse questo è un bene per andare più dritto...)

 

Poi, tanto di cappello che tu metta addirittura tutti gli 8 tubi.

Zero compromessi, vero?   :thumbsup:

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Il diametro esterno sarà di 11mm, 10mm quello interno, hem, non ho pesato i componenti elettronici, nei miei test ho usato componenti discreti standard però si potranno eventualmente usare componenti SMD fatta eccezione per il supercap, il motore, la bobina con nucleo in ferrite, il relè reed e lo switch inerziale.

Il supercap è voluminoso ma estremamente leggero.

 

Sacrificando un po' di funzionalità (carica wireless e spegnimento automatico del motore al primo urto) si può semplificare l'elettronica ai soli motorino, relè reed (del tipo normalmente chiuso, che verrà tenuto aperto da un magnete nel TLS) e supercap.

 

Il motorino è di quelli usati per l'attuatore aptico degli smartphone (la vibrazione), diametro 4mm lunghezza 12mm, sviluppano una velocità di 6300RPM a 3.7V, io li alimenterò al massimo a 2.7V.

 

L'elica dovrà essere di 9mm di diametro e non so proprio come realizzarla.

 

Sarebbe bello se fosse doppia controrotante... ho anche trovato 5 microscopici ingranaggi conici in nylon che opportunamente disposti implementerebbero la controrotazione ma ci vorrebbe un orologiaio per costruire il meccanismo... Inoltre occorrerà reallizzare delle copie in resina di quegli ingranaggini e dell'assemblaggio della gearbox... non fa per me.

 

Altra difficoltà insormontabile per me sarà quella di realizzare i piani di coda leggermente angolati per controbilanciare la torsione dovuta alla singola elica... la butto lì, ma, una zavorra (che so, un tondino di metallo un po' pesante) sul fondo del siluro, non va bene per evitare che ruoti su se stesso ?

 

P.S.

Nel frattempo ho trovato i dati dei test fatti a suo tempo:

 

Per simulare l'elica ho applicato al motorino un distanziatore di piastrelle a croce in PVC delle seguenti dimensioni: lunghezza bracci della croce 20 mm, sezione dei bracci 2mm x 2mm, inoltre il motorino è stato fatto girare in aria NON in acqua.

 

Ho provato più supercap (1Farad, 2F, 3F e 6F, tutti da 2.7V) ed ho cronometrato dopo quanto tempo il motorino avrebbe smesso di girare.

 

Ecco i passi che ho eseguito:

 

- inserimento, nel circuito, del condensatore da testare

- inserimento alimentazione per carica del condensatore

- dopo 5 secondi -> rimozione alimentazione per carica del condensatore

- dopo altri 5 secondi -> attivazione comando di accensione del motore

 

Risultati:

 

1F --> 60 secondi (+/- 1 secondo)

2F --> 2 minuti

3F --> 3 minuti

6F --> 6 minuti

 

P.P.S.

non so se e quando riuscirò a realizzare fisicamente questi progetti ma se qualcuno li usasse per i propri modelli sarei ugualmente contento!

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Ho iniziato ad abbozzare il modello 3D del siluro (tipo tedesco G7e), giusto per avere un'idea di quanto spazio occupa il motorino elettrico.

 

Il tubo in alluminio che verrà usato per il corpo dei siluri ha un diametro di esterno di 11 mm che, in scala, rispetto ad un tubo di 10mm, approssima meglio le dimensioni reali: in 1:48 equivale a 528mm mentre in 1:50 equvale a 550mm (rispetto a 480mm e 500mm del tubo da 10mm).

 

Per valutare le proporzione del motore, nel modello 3D ho usato la scala 1:48:

 

G7e.thumb.png.fd98d2d3541f044f4aa39959c6f77ac7.png

 

G7e_side.thumb.png.01ec57898ec1eb9ee1e86b3a4ec00ac0.png

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@gepard,

L’idea del silurino è ottima, ma la scala ti condiziona proprio tanto!

Fosse stato almeno di diametro 20 mm, avresti avuto molto più margine di manovra per la parte di stabilità.

 

Comunque, posso risponderti nel dettaglio sull’idea del contrappeso per compensare la coppia motrice dell’elica.

Ecco una sana e robusta dose di calcoli (se no, cosa ci sto qui a fare?!?)

 

 

1) Geometria, pesi e momento raddrizzante:

 

Le dimensioni del siluro in scala (11x145 mm circa) danno un volume di circa 12 cm3.

Non so in che materiale farai il corpo del siluro, per cui faccio diverse assunzioni.

Se fosse di ottone, con lo spessore di 0,5 mm, il peso dell’involucro dovrebbe essere spannometricamente pari a 14 grammi, quindi affonderebbe subito.

Pensando invece ad un tubetto in plastica dello spessore di 1 mm avremmo circa 4,5 grammi, che te ne lascerebbero altri 5 per le parti funzionali, tenendo gli ultimi 2 per il contrappeso con 0,5 g di spinta positiva che comunque ci vuole.

Quindi contiamo su un tondino di 2 grammi di peso posto più in basso possibile, diciamo a 5 mm sotto la mezzeria.

Supponendo uno sbandamento massimo ammissibile di 30 gradi (sen(30) = 0,5), il max momento raddrizzante che avrai sarà:

Mr = 0,002*9,8*5*0,5 Nmm. = 0,049 Nmm

 

 

2) Coppia motrice

 

Evidentemente, la coppia motrice esercitata dall’elica non potrà essere maggiore del momento raddrizzante, altrimenti il tuo siluro si avviterà su se stesso.

Vediamo i dati che conosciamo:

Tensione alla max carica = 2,7V

Capacità 1 Farad = 1 Coulomb / V

Con 2,7V hai accumulato 2,7 Coulomb, che si scaricano in 60 secondi, con una corrente di 2,7/60 Ampere = 45 mA circa (la corrente non è costante, in effetti...)

Con 2,7V e 45 mA la potenza assorbita è di 2,7*45 = 120 mW circa (più o meno ti torna? Spero di non aver fatto qualche errore io, ma se hai un dato di potenza, ben venga!!!)

Tu dici che a 3,7V il motore fa 6300 rpm, quindi posso supporre più o meno 5000 rpm a 2,7V.

Velocita angolare = 5000 rpm = 500 rad/s, ma questa è la velocità a vuoto. 

Posso invece supporre che la velocità al massimo della potenza sia circa la metà, ovvero 250 rad/s

Ora, visto che potenza = coppia * velocità angolare, e quindi coppia = potenza / velocità angolare, abbiamo che:

Coppia motrice = Cm = 120 mW / 250 rad/s = 0,48 Nmm

 

3) Conclusioni

 

Così com’è, la coppia motrice è 10 volte il momento raddrizzante Mr calcolato in precedenza, quindi le doti di stabilità del siluro sembrano di gran lunga insufficienti.

 

È vero che al max sbandamento di 90 gradi il momento raddrizzante è doppio e che probabilmente la coppia motrice sarà più limitata per le perdite e per la scarica del condensatore, ma se va bene questo squilibrio di 10 volte si ridurrà a 3 volte, rimanendo comunque troppo.

Probabilmente, molto a spanne, dovresti aumentare la zavorrina almeno a 5 grammi, ma poi ti rimarrebbe veramente poco o nulla per l’elettronica.


 

Questo dicono i crudi numeri.

Non sapendo coppia e potenza reali, però, forse qualche margine resta...

 

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Ok, metto da parte l'idea del contrappeso e passo all'esatto opposto, ovvero l'auto avvitamento del siluro...

 

Per incentivarne la rotazione potrei sfruttare il fatto che nella realtà è un doppia elica controrotante ma nel modello in scala potrei fissare immobile la prima l'elica al corpo del siluro e quella alla poppa estrema all'asse del motore, in modo che solo quest'ultima fornisca la propulsione mentre la prima "dovrebbe" far auto ruotare il corpo del siluro (eventualmente piegando opportunamente le estremità dei piani di controllo verticali e orizzontali). Corretto ?

 

Ecco un mockup dell'idea:

 

G7e_propellers.thumb.png.ae0eef4b195604c18c57c44cb59eff5c.png 

 

Ho disegnato le eliche in modo grezzissimo e un bel po' più grandi e massicce (10 mm di diametro, con le pale spesse 0.5 mm e larghe 3mm) di quello che dovrebbero essere in scala...

 

Penso sarà un bel problema realizzarle di così piccole...

 

Ho qualche domanda:

- Per ottenere l'autorotazione del siluro, le pale delle eliche devono essere orientate in modo discorde (come le ho disegnte) oppure devono essere due eliche identiche ?

- Il fatto che i piani di controllo siano perfettamente in asse con il corpo del siluro potrebbe annullare totalmente l'effetto dell'elica fissa e quindi bloccare l'autorotazione ?

- Se invece fissassi entrambe le eliche, identiche tra loro (sfasate di 45° ?) all'asse del motore il corpo del siluro andrebbe lo stesso in autorotazione ?

 

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Ciao, @gepard

Scusa il ritardo nella risposta.

 

Per ottenere l'autorotazione del siluro, le due eliche devono girare dalla stessa parte ed avere angolo d'elica concorde (altrimenti, come hai disegnato tu e se girano entrambe dalla stessa parte, una spingerebbe in avanti, l'altra indietro e non otterresti nulla.).

 

Il fatto che i piani di controllo sono perfettamente in asse con il corpo del siluro non annulla totalmente l'effetto dell'elica fissa, se hai previsto quest'ultima.

I piani fissi evitano che il siluro ruoti troppo velocemente su se stesso, facendo perdere giri all'elica rotante.

 

Invece, se vincoli entrambe le eliche sullo stesso albero, sfalsate come dici tu di 45°, allora gireranno dalla stessa parte e certamente il siluro andrebbe in autorotazione. A questo punto, però, non ci sarebbe molta differenza rispetto al montaggio di una sola elica, che fra l'altro semplifica il tutto.

 

Infine, devo però raccomandarti di fare un bel po' di prove, se prevedi un siluro in autorotazione.

Se è completamente immerso non vedo molti problemi, ma se lo terrai positivo e rimarrà a pelo d'acqua, allora potrebbero esserci strani effetti, visto che il siluro potrebbe avere anche voglia di "rotolare" lateralmente sulla superficie dell'acqua, perdendo la direzione.  Se a questo aggiungi che maari non sarà nemmeno perfettamente bilanciato in senso longitudinale (poppa più pesante?) allora potrebbe anche nascere una significativa tendenza a curvare.

 

Da capire bene.

(fossi in te, io farei un semplice prototipo con propulsione ad elastico per studiare meglio questi aspetti)

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44 minutes ago, Ocean's One said:

Ciao, @gepard

Scusa il ritardo nella risposta.

 

Per ottenere l'autorotazione del siluro, le due eliche devono girare dalla stessa parte ed avere angolo d'elica concorde (altrimenti, come hai disegnato tu e se girano entrambe dalla stessa parte, una spingerebbe in avanti, l'altra indietro e non otterresti nulla.).

....

 

Tutto ciò che è tecnica mi interessa 😀

Per quale motivo volete ottenere l'autorotazione ? Per avere una sorta di effetto giroscopio ?

 

Grazie

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@Ocean's One innanzitutto ti ringrazio per le tue spiegazioni e consigli tecnici che sono semppre ben accetti.

 

Non implementerò le eliche controrotanti, solo una delle due sarà vincolata all'albero motore, quella più a poppa, l'altra invece la fisserò al corpo del siluro.

 

Le monterò entrambe per questioni innanzitutto estetiche di riproduzione in scala del G7e e, in secondo luogo, per sfruttare in qualche modo a mio favore l'effetto idroinamico dell'elica fissa in modo di fornire stabiità alla corsa del siluro.

 

Per chiarire meglio la questione e per rispondere a @Von Faust, in realtà il mio requisito é fare in modo che il siluro fili via con una traiettoria il più lineare possibile e ora come ora ho i seguenti componenti che entrano in gioco nella questione:

 

- motorino con una certa coppia ignota

- piani di coda in asse con il corpo del siluro e di una forma e superficie note

- elica di propulsione solidale all'asse del motore

- elica fissa (solidale al corpo del siluro)

 

Ora mi sembra che l'unica variabile in gioco sia l'elica fissa, per ottenere una corsa / triettoria il più possibile stabile:

- le sue pale devono essere concordi o discordi a quelle dell'elica di propulsione ?

- mi conviene fissarla sfasata di 45° rispetto ai piani di coda o in asse con essi ?

 

 

Edited by gepard

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Un piccolo aggiornamento.

 

Oggi pomeriggio sono arrivati i tubi di ottone 12 mm / 11.1 mm (diametri esterno / interno) che userò per realizzare il sistema di caricamento e lancio dei siluri.

 

Ho provato ad inserire uno spezzone di tubo di alluminio da 11 mm che funge da corpo del siluro, beh ci sta al filo... forse fin troppo preciso... però scorre... però...

 

Questo pone ulteriori questioni da valutare, innanzitutto il materiale che dovrò usare per realizzare il corpo dei siluri non dovrà mai subire variazioni di volume (anche riducendone il diametro esterno a 10mm + strato di verniciatura) ...

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In questi giorni ho pensato a come realizzare il sistema di lancio dei siluri, ecco una bozza dell'idea che mi è venuta in mente:

 

TLS.thumb.png.31a6b6ec62a0d28470b0bd70bbca41d8.png

 

Il portello esterno e i siluri sono parte attiva del sistema, i siluri si comportano come i pistoni delle siringhe e il portello come valvola controllabile dal servocomando.

La pompa è del tipo che viene usato per il liquido lavavetri delle auto.

Edited by gepard

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Ciao Gepard e scusa la mia latitanza dal tuo cantiere.

Eccomi a commentare il tuo lavoro, che certamente punta a livelli altissimi: i tubi con ricarica ed espulsione con acqua sotto pressione sono davvero una chicca dell’ingegno, anche se immagino saranno molto impegnativi da realizzare.
Seguo quindi con estremo interesse.

(pensa che io mi sarei accontentato di banalissimi siluro ad elastico con espulsione a molla :doh: , Ma vedo che tu cerchi il massimo...)

 

Ho solo un appunto: non rendere a tenuta stagna i cappelli esterni dei tubi, altrimenti dovrai anche pensare a come compensarli: la spinta sul portello, se stagno e non compensato, potrebbe essere anche di 2-300 grammi e non è detto che un piccolo servo ce la faccia.
Invece, fai un buchino sul portello e il tubo si compenserà automaticamente.

________
 

Adesso ti fornisco la risposta ancora mancante sul verso delle eliche.

Direi di farle con lo stesso verso.

Supponiamo che tu faccia l’elica più a poppa, che è l’unica che ruota, che gira in senso antiorario (se vista da poppa nel verso di avanzamento del siluro).

Io direi di fare anche l’elica prodiera antioraria,  Questa sarà fissa, ma fornirà una coppia antioraria se investita dal flusso d’acqua, che compenserà la coppia di reazione del motore, che invece è oraria. Probabilmente il siluro ruoterà ugualmente su se stesso, ma lo farà in maniera minore.
In merito alla disposizione dell’elica fissa, io la vedrei come un prolungamento dei timoni del siluro. Se questi ultimi sono disposti ad ore 12-3-6-9, allora anche il bordo d’entrata delle pale dell’elica fissa sarà ad ore 12-3-6-9, mentre il bordo d’uscita delle pale sarà all’incirca ad ore 1-4-7-10, 

Spero di essermi spiegato a sufficienza.

 

Come ho detto, continuo a seguire con estremo interesse. Ciao!


 

 

 

Edited by Ocean's One

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@Ocean's One grazie per i tuoi consigli e suggerimenti.

 

Le eliche le realizzerò seguendo le tue preziose indicazioni.

 

Per quanto riguarda la meccanica per il movimento del portello esterno userò questi due aggeggi:

 

1) Si tratta della meccanica per regolare il tensionamento (accordatura) delle corde della chitarra

 

door_mechanism_1.jpg.bd0f38e32d7fabd9a1273bb711bd65f2.jpg

 

Questa mattina mi sono arrivati i pezzi che ho aquistato on line ed ho potuto constatare che per ruotare di 90° il perno vincolato al pignone occorre far compiere 4 giri completi alla manopola della vite senza fine.

 

2) motore con riduzione, per azionare la vite senza fine dell'aggeggio #1:

 

GA1024-N20-DC-3V-6V-12V.thumb.png.608b521df8c8d211e4e85d9f008660fc.png

 

E' possibile acquistare il motorino scegliendo tra le seguenti combinazioni di riduzione:

- 3V :  5, 15, 30, 60, 100, 150, 200
- 6V : 10, 15, 30, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500
- 12V: 20, 30, 60, 100, 400, 600, 1000
 
Pensavo di usare la configurazione 6V @ 30 RPM, in questo modo il portello verrebbe ruotato di 90° in un tempo (dipendente dalla tensione di alimentazione del motore) di circa 8-10 secondi.
Oppure la configurazione 6V @ 50 RPM per quasi dimezzare i tempi.
Oppure scegliere una configurazione di 15 o 10 RPM per raddoppiarli o triplicarli.
 
Chissà quanto impiegavano ad aprire i portelli esterni manovrandoli a mano ?

 

Per controllare il meccanismo l'idea è quella di sostituire il motorino+ingranaggi di un normale servocomando (4.8V-6V) con questo motore+riduzione e vincolare il potenziomentro del servo al pignone/perno del portello.

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Beh, sei sempre più ingegnoso, complimenti.

 

Solo che ora il mio ruolo temo sia quello di metterti al corrente di tutte le possibili problematiche che le soluzioni complesse necessariamente comportano.

Per esempio, mi piacerebbe capire cosa dovrà stare in acqua e cosa dentro un WTC.

I rinvii da chitarra mi sembrano cromati e non inox (tu però prova con una calamita), quindi valuta bene il rischio corrosione che potrebbe portare ad impuntamenti.

Invece, il motorino e la riduzione stanno all’asciutto, vero?

Come pure dovrebbe stare all’asciutto il potenziometro del servo, che leggerà l’apertura del portello. 
Fra l’altro, vuoi proprio usare un potenziometro, o basterebbero due micro di fine corsa per fermare il motore alle due posizioni estreme? in mezzo non ti serve.

 

Scusa se cerco di spingerti a semplificare il più possibile, ma vorrei proprio che tu ti tenessi un buon grado di libertà su pesi e volumi.

Se avessi già realizzato il battello navigante, potresti aggiungergli della zavorra e dei volumi finti per simulare i componenti dei siluri, per sapere esattamente  quanti grammi e quanti cc di volume avrai a disposizione.

Cosi, purtroppo, no.

 

Sarebbe un peccato che realizzassi un sistema perfetto che poi non fosse imbarcabile perché troppo pesante (oltretutto, qui si tratta di due sistemi da ben 4 tubi l’uno)

 

Scusa la completa franchezza; e sappi comunque che faccio il tifo per te!

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Tutto il sistema meccanico dei TLS sarà fuori dal WTC; come aspetto generale nel WTC metterò solo l'elettronica di controllo.

 

Tengo sempre ben presente il problema acqua sia dal punto di vista della corrosione che da quello elettrico (ho già messo in conto di dover provvedere ad una accurata "gestione" del batello in dry dock al anche e soprattutto al termine di ogni sessione di navigazione - preparerò una checklist go-no-go).

 

Per quanto riguarda il materiale dei rinvii da chitarra (nelle specifiche è indicato "Materiale: lega metallica"), la calamita si attacca: al supporto, alla vite senza fine e anche al pignone, beh, sì sono ferraglia.

 

Il potenziometro lo si può vincolare al cardine del portello e lo si può rendere stagno con un o-ring e un po' di silicone, i microswitch sono più voluminosi e sono un incubo da rendere stagni, inoltre me ne servirebbero 3: portello aperto + potrello chiuso + potrello appena aperto (posizione di caricamento siluro di riserva, questo inoltre richiede un partitore resistivo o un trimmer).

 

Cosa usare come sensore di posizione del portello lo valuterò meglio quando avrò tra le mani un prototipo della meccanica.

 

Riguardo a peso e volumi questi è l'elenco dei materiali e ingombri:

 

#1 pompa acqua a immersione a due uscite + raccordi vari (il tutto da posizionare fuori del WTC)

 

- per ciascun TLS con possibilità di ricarica del siluro (lunghezza totale poco meno di 40 cm):

 

    #2 tubi di ottone lunghi circa 15 cm, diametro esterno 12 mm diametro interno 11.1 mm

    #2 raccordi in rame a T diametro 12mm

    #2 valvole di non ritorno

    #2 spezzoni di tubo in rame di un paio di cm, diametro 4-6 mm

    #2 tuberia varia in plastica (del tipo usato in ambito medico per le flebo)

    #1 meccanica per il portello (peso circa 10 gr)

    #1 tappo coprivite ottone diametro 14 mm + sistemi per fisssaggio  (portello esterno)

    #1 guarnizione diametro 14 mm da fissare all'interno del tappo coprivite (da valutare se necessaria)

    #1 motore+riduttore (peso circa 25 gr)

    #1 scheda di controllo servocomando (quella più piccola e leggera che trovo)

    #1 tubo ottone lungo circa 38 cm diametro 3mm (asse di trasmissione tra riduttore e meccanica portello)

    q.b. materiale (o-ring, silicone, grasso, "scatolame") per rendere stagno il motore, scheda di controllo servo comando, la riduzione e la meccanica portello

    q.b. stagno per saldare i tubi di ottone, di rame e le giunzioni a T

 

- per ciascun TLS senza possibilità di ricarica del siluro (lunghezza totale poco meno di 20 cm):

 

    #1 tubi di ottone lunghi circa 15 cm, diametro esterno 12 mm diametro interno 11.1 mm

    #1 raccordo in rame a T diametro 12mm

    #1 valvola di non ritorno

    #1 spezzone di tubo in rame di un paio di cm, diametro 4-6 mm

    #1 tuberia varia in plastica (del tipo usato in ambito medico per le flebo)

    #1 meccanica per il portello (peso circa 10 gr)

    #1 coprivite ottone diametro 14 mm + sistemi per fisssaggio  (portello esterno)

    #1 guarnizione diametro 14 mm da fissare all'interno del tappo coprivite (da valutare se necessaria)

    #1 motore+riduttore (peso circa 25 gr)

    #1 scheda di controllo servocomando (quella più piccola e leggera che trovo)

    #1 tubo ottone lungo circa 18 cm diametro 3mm (asse di trasmissione tra riduttore e meccanica portello)

    q.b. materiale (o-ring, silicone, grasso, "scatolame") per rendere stagno il motore, scheda di controllo servo comando, la riduzione e la meccanica portello

    q.b. stagno per saldare i tubi di ottone, di rame e le giunzioni a T

 

Sicuro avrò dimenticato qualcosa... tipo il peso dei siluri...

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Il peso dei siluri  non importa quasi nulla.
infatti saranno bilanciatI quasi neutri, diciamo positivi in modo trascurabile.

Quindi, pesando come l’acqua, non falseranno in alcun modo il bilanciamento, sia che siano presenti nei tubi, sua che siano stati già lanciati.

 

Piuttosto, vedo che il totalone dei pesi non è poco. Probabilmente si tratterà di 100 g per i tubi AD e 150 per quello AV con ricarica, ad occhio.

In totale, quindi, avrai circa 1 kg di peso aggiuntivo per i solI tls, compensato per appena il 12% circa (infatti l’ottone sposta un volume d’acqua pari soltanto ad 1/8 del suo peso.)

In sintesi, avrai bisogno di dedicare a questi tubi almeno 800 grammi della spinta del tuo WTC.

Ti chiedo quindi: te ne resterà a sufficienza per compensare il peso della propulsione, delle batterie e dell’elettronica, del WTC stesso e dello scafo esterno quando sarà emerso?

Senza contare il peso della ZAVORRA, che sarà la tua nemica numero uno, perché se ne prevedi poca il battello emerso navigherà sbandato, mentre se ne prevedi molta non è detto che tu riesca ad emergere alla linea di galleggiamento voluta.

Tutto dipenderà da quanta spinta avrai nel tuo WTC: se lo fai grande certo ti aiuterà, se lo farai piccolo ti troverai con la proverbiale coperta corta!


Se vuoi, ti potrò aiutare nella definizione di massima: tu hai già un’idea di pesi e volumi? Sai il WTC che volume avrà?

(Non ricordo nemmeno la scala del modello: sarà 1:50,  per una lunghezza di circa 1,40 m?)

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Sana invidia per chi riesce anche solo a progettare questi capolavori, qui davvero il "viaggio è più importante della destinazione".

 

Seguirò con molto interesse i progressi

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Prendendo atto della questione pesi sollevata da @Ocean's One ho ripensato(*) il sistema dei TLS secondo lo schema seguente:

 

TLS_LIGHT.thumb.png.23d38c53bd332108b0fa8925a4ff1481.png

 

Volendo i comandi di ricarica dei tubi di lancio e di lancio dei siluri potrebbe essere attivato direttamente dai servi che controllano il portello esterno e le valvole di ciascun siluro ma ho preferito usare un servo dedicato per maggiore flessibilità.

 

Di questo sistema ce ne sarà uno a prora e uno a poppa, pari a 10 servo comandi e 4 pompe a idrogetto (delle semplici eliche).

 

Al posto delle valvole a galleggiande potrebbero andare bene anche una membrana (tessuto) semi impermeabile (che faccia passare facilmente l'aria ma opponga un po' di resistenza al passaggio dell'acqua) in modo che il flusso d'acqua generato dagli idrogetti venga convogliato il più possibile nei punti indicati dalle frecce (gialle per il flusso d'acqua per il ricarico del tubo di lancio e bianche per il flusso d'acqua per il lancio del siluro).

 

I TLS saranno posizionati all'interno di aree a libera circolazione di acqua e le zone con sfondo azzurro saranno delle ulteriori sotto compartimentazioni, sempre a più o meno libera circolazione dell'acqua,.

 

Le valvole a slitta saranno degli spezzoni di tubo di ottone appena più larghi (13mm OD, 12mm ID) dei tubi di lancio (12 mm OD).

 

In assenza di segnale PPM i servo si posizioneranno a metà corsa (90°) posizionando i portelli esterni in posizione semi aperta (45°) in questo modo sarà agevole aprirli a mano per inserire i siluri all'interno dei tubi.

 

(*) in realtà ho preso spunto - copiato spudoratamente - dal sistema di lancio del classe Los Angeles e da alcuni patent trovati in rete... (shhhhh, non ditelo a nessuno)

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Ingegnosissimo.

@gepard , apprezzo sempre di più la tua padronanza delle varie soluzioni tecniche e la tua ingegnosità.

Seguo sempre con attenzione lo sviluppo di questi lanciasiluri.

 

Vorrei però puntualizzare meglio quanto ho scritto nel mio precedente post.

Io penso che tu abbia fatto proprio bene ad alleggerire la soluzione costruttiva dei tubi, ma non era esattamente quello il punto.

In teoria, una soluzione più pesante in qualche caso sarebbe andata comunque bene, mentre d'altra parte anche questa soluzione potrebbe non essere abbastanza leggera se le risorse di galleggiamento del modello sono molto basse. Serve verificarlo.

Quindi, la mia proposta era proprio di quantificare le risorse di galleggiamento, per capire quanti grammi ti puoi permettere per i lanciasiluri.

Così facendo, sapresti anche se hai abbastanza margine per sostenere il peso della propulsione, degli altri accessori, se il volume previsto delle casse è sufficiente e, non ultimo, se il modello ce la fa ad emergere con in groppa il piccolo CA2 senza rimanere sbandato.

Tutto ciò dipende dal calcolo di volumi e pesi. Specialmente i volumi sono critici e consiglio di definirli/verificarli il prima possibile, perché poi ti vincoleranno per tutto il resto.

 

In pratica, gli obiettivi sono:

1) mero bilancio peso-spinta: i volumi stagni ti consentono di emergere correttamente al peso previsto?

2) volume delle casse: sufficiente per passare da emerso al galleggiamento corretto ad immerso neutro?

3) il volume interno del WTC non va troppo in sovrapressione  quando allaghi le casse?

4) bilanciamento immerso: il modello non sbanda né si capovolge in immersione?

5) bilanciamento emerso: il modello non sbanda né si capovolge in emersione?

6) posizionamento longitudinale delle casse: il battello resta orizzontale sia immerso che emerso? 

7) trasporto del CA2: il DaVinci riesce ad emergere completamente? Non sbanda quando emerso?

 

Purtroppo, li devi soddisfare tutti!

 

Avessi fatto un tozzo CB in 1:10, probabilmente una soluzione si sarebbe trovata comunque, visti i grandissimi volumi disponibili. Qui invece hai uno scafo snello e non è detto che ci si riesca, se il punto di partenza (scelta sul WTC) non lascia abbastanza margine.

Secondo me dovresti pensare a sfruttare i volumi a più non posso; naturalmente, se vuoi, per i calcoli ti posso aiutare io.

___________

 

Adesso lasciami prendere qualche libertà con la divagazione che segue.

Ho capito che anche a te piace riprodurre la configurazione del battello reale, ed ecco quindi qualche conticino in scala.

L'assunto fondamentale è che i pesi ed i volumi cambiano con il cubo del fattore di scala.

Scala 1:50 => volumi e pesi => (1:50)^3 = 1:125000

Riduciamo allora pesi e volumi di 125000 volte

(dati un po' approssimati e riferiti all'acqua dolce, ma non importa)

 

DA VINCI:

disloc. immerso = 1500 t => peso modello = 13 kg

disloc. emerso = 1200 t => riserva di spinta = 20% = 300/1500

volume casse =1500-1200 = 300 m3 => volume casse modello = 2,6 L

 

CA2:

disloc. immerso = 16 t => peso modello = 130 g

disloc. emerso = 13 t => riserva di spinta = 19% = 3/16

volume casse =16-13 = 3 m3 => volume casse modello = 24 mL

 

Questo è giusto un punto di partenza, basato sull'assunto che il modello abbia le stesse zone stagne del battello reale, cosa che in effetti non è.

Era solo per vedere i numeri: se tu riproducessi esattamente lo scafo resistente del battello reale, con 13 kg ne avresti di peso e di volumi da utilizzare. Se passi ad un WTC più piccolo, invece, ne perderai abbastanza.

Io però almeno 6-7 litri = 6-7 kg li terrei, no? 

 

 

p.s Il piccolo CA2, invece, assomiglierebbe fin troppo ad un sommergibilino R/C da acquario!  Cosa ne dici?

 

 

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@Ocean's One dunque, considerando la forma a banana dello scafo, ho valutato che, in scala 1:48, volendo realizzare il WTC con un tubo (a doppio scafo quindi) ci sarebbe spazio per inserire un cilindro del diametro di 10 cm e lungo 75 cm (circa 5.9 litri).

 

Le casse di zavorra dovranno essere all'interno del WTC (in corrispondenza del rettangolo rosso al centro che rappresenta il WTC che avevo ipotizzato in origine nel post del 17 Gugno) ma potrei crearne anche un paio all'esterno: una a prua e una a poppa, intorno ai TLS.

 

La zavorra fissa andrebbe nella chiglia e sotto i TLS.

 

Potrei aumentare leggermente il volume del WTC fcendolo corrispondere allo scafo resistente del battello reale ma sempre nella porzione centrale lunga 75 cm, per non complicarmi la vita con i TLS parzialmente dentro lo scafo resistente.


ldv_wtc.thumb.png.521c3fd09541cabc6f12d115c2045464.png

 

 

Nell'immagine il profilo in bianco rappresenta lo scafo resistente: quello a banana è del battello reale, il rettangolo centrale è l'ipotesi di WTC cilindrico.

A prua e a poppa si vede anche l'estensione dei TLS (distanziati di 2 cm dal WTC).

Sono rappresentati i TLS con possibilità di ricaricare il tubo di lancio con un siluro di riserva (la sola parte del tubo di lancio vero e proprio occupa la metà della lunghezza, lo si può notare nel TLS a poppa).

 

A battello emerso la parte superiore del WTC si troverà sopra la linea di galleggiamento che è posizionata al livello del lato superiore del rettangolo rosso al centro.

 

Dei 7 obiettivi che hai elencato per ora solo di uno sono certo, si tratta del punto "3) il volume interno del WTC non va troppo in sovrapressione  quando allaghi le casse?"

Le casse di zavorra principali interne alllo scafo resistente NON andranno ad influire sulla pressione interna, saranno di tipo SNORT (eventualmente ci saranno un paio di piccole trim tank a proravia e a poppavia di tipo a pistone), quelle esterne, intorno ai TLS, sarebbero più degli ibridi "trim tank / casse di rapida" e l'idea è di farle del tipo in pressione, con pompe peristaltiche per la regolazione fine e valvole per l'emersione rapida.

 

2 hours ago, Ocean's One said:

p.s Il piccolo CA2, invece, assomiglierebbe fin troppo ad un sommergibilino R/C da acquario!  Cosa ne dici?

 

Sì, dovrebbero essere più o meno 15 cm di lunghezza fuori tutto e 3 cm di diametro.

 

Edited by gepard

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Ti vedo molto sul pezzo, ottimo.

La soluzione che hai previsto è molto razionale e con più di 5L di volume e 5 kg peso hai una buona libertà (anche se ad occhio ti giocherai fra 1 e 2 kg per la zavorra, poi se vuoi calcoliamo meglio)

 

In realtà, avevo solo il dubbio se far uscire o no il WTC dall'acqua.

Di solito non è da fare, ma se questo ti consente di avere un WTC più grande, allora anche sì.

Confrontato con il bordo rosso della cassa, vedo che il WTC uscirebbe sopra al galleggiamento di circa 1 cm, ovvero per una sezione di circa 4 cm2, su un totale di 78,5 cm2 dell'intera sezione circolare da 100 mm. In pratica:

  volume tot =78,5*75 = 5887 cm3 = 5,9 L (come hai detto tu)

  volume emerso = 4*75,1 = 300 cm3

  volume utile a dare spinta in emersione = 5587 cm3  = 5,6 L

Quindi, il peso emerso dovrà essere 5,6 kg, e non 5,9 kg, perché una piccola parte del WTC esce dall'acqua e perde spinta idrostatica in emersione.

 

Mi sembra comunque la situazione di miglior compromesso.

Se invece facessi un WTC da 90 mm tutto sott'acqua, non perderesti i 300 cm3 emersi, ma il volume totale sarebbe solo 63,6*75 = 4770 cm3, che è meno di prima.

Concordo quindi che tu vada con il diametro 100 mm sulla lunghezza di 75 cm. Ti serviranno delle casse di volume di 300 cm3 maggiore per colpa del WTC parzialmente emerso, ma vedo che la cosa non ti spaventa e non crea problemi di pressione, visto quanto hai scritto.

_________

 

Mi fermo qui.

Resto a tua disposizione per gli altri calcoli di stabilità una volta che sapremo un dato fondamentale: il volume delle parti emerse.

Ovvero: come realizzerai lo scafo esterno? Tieni conto che la parte emersa deve avere le pareti il più sottile possibile, perché ciò consentirà di minimizzare il volume della cassa zavorra.

In pratica, la capacità delle casse zavorra dovrà essere almeno pari al volume delle pareti dello scafo a libera circolazione che farai emergere (a cui sommeremo i 300 cm3 di WTC emerso), e quindi ti conviene fare pareti sottili per l'opera morta, fuori dall'acqua.

 

Quanto sottili ce lo dirai, ma naturalmente non è detto che tu abbia bisogno di parlarne ora. 

Non voglio sconvolgerti i piani, stavi parlando di lanciasiluri.

Sappi solo che ti se serve per il dimensionamento generale, sono a tua disposizione.

Ciao!

 

 

Edited by Ocean's One

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@Ocean's One  come al solito, grazie!

 

3 hours ago, Ocean's One said:

Non voglio sconvolgerti i piani, stavi parlando di lanciasiluri. 

 

Ho iniziato dalla progettazione dei TLS perchè vincolano la progettazione del WTC dato che occupano molto spazio al suo esterno...

 

3 hours ago, Ocean's One said:

Quanto sottili ce lo dirai, ma naturalmente non è detto che tu abbia bisogno di parlarne ora. 

 

L'intenzione è di realizzare il Da Vinci in lamierino di latta (economica, robusta e facilmente saldabile a stagno), quindi lo spessore delle pareti dell'opera morta dovrebbe essere NON superiore a 0.5 mm. Solo che dovrò poi aggiungere tutta una serie di frame di supporto (sempre dello stesso spessore) per irrobustire il tutto.

 

Per stimare il volume e il peso dell'opera viva e delle zone esterne allo scafo resistente mi ci vorrà un bel po' di tempo. Devo ancora portare a CAD la vela, la vasca che alloggerà il CA2, i timoni e tutte le strutture di supporto. Inoltre per il calcolo dei volumi delle parti in lamiera temo che dovrò utilizzare (e imparare ad usare) FreeCAD.

 

Nel frattempo ho sviluppato un programmino in Rust (il primo che implemento con questo linguaggio 😎) per calcolare approssimativamente il volume dello scafo resistente dati i diametri delle varie sezioni tronco coniche e le loro distanze.

 

A meno di un mio baco claoroso, la differenza tra il volume del WTC cilindrico lungo 75 cm e quello della sezione di 75 cm conforme allo scafo resistente del battello reale differiscono notevolmente (circa 5.9 litri per WTC cilindrico vs circa 8.24 litri per WTC conforme)... ecco i risultti (in mm cubici):

# volume del WTC cilindrico:

wtc_volume_calculator 100 100 750

Section #0: R1: 50, R2: 50, D: 750, volume: 5890486.225480862

Sections: 1, total volume: 5890486.225480862
# Volume del WTC da 75 cm conforme al battello reale:

wtc_volume_calculator 100.0 105.07 28.94 105.07 112.06 79.46 112.06 116.6 79.46 116.6 119.14 79.31 119.14 120.53 79.18 120.53 120.12 76.42 120.12 118.62 80.0 118.62 115.91 78.66 115.91 112.10 79.36 112.10 106.08 79.56 106.08 100.0 62.93

Section #0: R1: 50, R2: 52.535, D: 28.94, volume: 239012.79838531837
Section #1: R1: 52.535, R2: 56.03, D: 79.46, volume: 735814.1232637186
Section #2: R1: 56.03, R2: 58.3, D: 79.46, volume: 815860.5118997752
Section #3: R1: 58.3, R2: 59.57, D: 79.31, volume: 865448.4490331076
Section #4: R1: 59.57, R2: 60.265, D: 79.18, volume: 893053.7706098716
Section #5: R1: 60.265, R2: 60.06, D: 76.42, volume: 868978.5884787858
Section #6: R1: 60.06, R2: 59.31, D: 80, volume: 895315.2269843401
Section #7: R1: 59.31, R2: 57.955, D: 78.66, volume: 849571.5637696427
Section #8: R1: 57.955, R2: 56.05, D: 79.36, volume: 810176.7153380119
Section #9: R1: 56.05, R2: 53.04, D: 79.56, volume: 743814.6650440311
Section #10: R1: 53.04, R2: 50, D: 62.93, volume: 524910.5516823094

Sections: 11, total volume: 8241956.964488912
# Volume del WTC del battello reale:

wtc_volume_calculator 68.24 82.35 74.57 82.35 95.10 79.77 95.10 105.07 78.67 105.07 112.06 79.46 112.06 116.6 79.46 116.6 119.14 79.31 119.14 120.53 79.18 120.53 120.12 76.42 120.12 118.62 80.0 118.62 115.91 78.66 115.91 112.10 79.36 112.10 106.08 79.56 106.08 98.29 78.9 98.29 88.22 79.38 88.22 75.4 78.82 75.4 68.98 37.6

Section #0: R1: 34.12, R2: 41.175, D: 74.57, volume: 333008.54909738107
Section #1: R1: 41.175, R2: 47.55, D: 79.77, volume: 494046.93557161064
Section #2: R1: 47.55, R2: 52.535, D: 78.67, volume: 619435.3744238935
Section #3: R1: 52.535, R2: 56.03, D: 79.46, volume: 735814.1232637186
Section #4: R1: 56.03, R2: 58.3, D: 79.46, volume: 815860.5118997752
Section #5: R1: 58.3, R2: 59.57, D: 79.31, volume: 865448.4490331076
Section #6: R1: 59.57, R2: 60.265, D: 79.18, volume: 893053.7706098716
Section #7: R1: 60.265, R2: 60.06, D: 76.42, volume: 868978.5884787858
Section #8: R1: 60.06, R2: 59.31, D: 80, volume: 895315.2269843401
Section #9: R1: 59.31, R2: 57.955, D: 78.66, volume: 849571.5637696427
Section #10: R1: 57.955, R2: 56.05, D: 79.36, volume: 810176.7153380119
Section #11: R1: 56.05, R2: 53.04, D: 79.56, volume: 743814.6650440311
Section #12: R1: 53.04, R2: 49.145, D: 78.9, volume: 647368.3508482667
Section #13: R1: 49.145, R2: 44.11, D: 79.38, volume: 542709.006608595
Section #14: R1: 44.11, R2: 37.7, D: 78.82, volume: 415170.9061622697
Section #15: R1: 37.7, R2: 34.49, D: 37.6, volume: 153999.01683134158

Sections: 16, total volume: 10683771.753964642

Comunque, riguardo al WTC, i pesi di eletronica, motori di propulsione, servocomandi e pompe sommati assieme si e no si aggireranno intorno al kg e occuperanno uno spazio relativamente limitato (ok ho sparato a caso sia sul peso che sul volume occupato), quello che manca per arrivare ai 5.4 Kg / 5.9 Kg dovrà essere allocato alle batterie, alla zavorra fissa e alle casse allagabili ?

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Si, confermo che poi mancano zavorra fissa (almeno 1 kg), batterie (che se messe in basso nel WTC magari ti fanno ridurre un po’ la zavorra fissa), struttura e azionamenti delle casse, acqua nelle casse (che probabilmente sarà la differenza fra 5,4 e 5,9 kg).

Però purtroppo ci dovrai anche aggiungere  il peso del WTC (7-800 g) e il peso dello scafo esterno a libera circolazione (1-2 kg ma dipende molto dal materiale).

 

Come vedi si può fare, ma abbastanza a pelo. I pesi e I volumi della struttura esterna saranno determinanti.

Quando avrai dati più precisi potremo fare qualche conto in più
 

_______

Invece, ho visto i tuoi calcoli rigorosi per il WTC conforme ma ora non riesco a fare un’analisi dettagliata.
Seguirà asap, anche se ad occhio quel WTC che esce molto dall’acqua richiederà casse molto grosse. Del resto, così riprodurresti in scala il vero Da Vinci, con un volume delle casse in scala di circa 2,6 L. Forse poco gestibile...

 

 

Edited by Ocean's One

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Rieccomi.

 

Dunque, non ce la faccio proprio ad imparare ad usare FreeCAD (é stato sviluppato dall'UCAS-Ufficio Complicazioni Affari Semplici ?).

 

Così ho provato gcad3d, un altro CAD 3D open source per Linux per alcuni versi interessante e con qualche utile funzionalità in più rispetto a Solvespace, prima fra tutte la possibilità di creare superfici e solidi tramite lofting data una serie di curve.

 

Purtroppo però è abbastanza... come dire... "increscioso" (nel senso che tende a crashare) quindi è un po' rischioso utilizzarlo per creare il modello 3D da zero (partendo dalla tracciatura delle scansioni dei piani di costruzione). Tra l'altro ho dovuto fare qualche fix al codice sorgente per risolvere alcuni bachetti...

 

Così sono ritornato ad utilizzare il fidato Solvespace e analizzando meglio i disegni di costruzione del Da Vinci ho scoperto che i profili superiore ed inferiore dello scafo resistente sono tracciabili con quattro archi di circonferenza e due segmenti orizzontali, cosa molto utile perchè Solvespace non riesce a calcolare i punti di intersezione tra dette e curve di bezier (polinomiali di 3° grado minimo) mentre ci riesce tra rette e (archi di) circonferenze, questo mi permetterà di estrapolare le varie ordinate in aggiunta a quelle presenti nei piani di costruzione originali.

 

A proposito di queste ultime, aumentando la scala di un briciolino rispetto a 1:48, aumentando quindi la lunghezza del modello da 158.4 cm a 160 cm, le 20 ordinate dei piani di costruzione risultano spaziate tra di loro esattamente di 8 cm !!!

 

Ho quindi proceduto a rifare la tracciatura e vedere come posizionare e dimensionare il WTC e vorrei chiedere un parere a @Ocean's One sulla seguente soluzione.

 

Il WTC della lunghezza totale di 71 cm potrebbe essere composto da 3 sezioni:

- anteriore (diametro 10 cm, lunghezza 28.9 cm)

- centrale (diametro 12.15 cm lunghezza 18.5 cm)

- posterioere (diametro 10 cm, lunghezza 23.6 cm)

 

Ho ridotto la lunghezza da 75 cm a 71 cm per lasciare un po' più spazio (da 2 a 4.5 cm) tra il WTC e i TLS.

 

Con il WTC così composto risultano questi volumi:

 

Totale: 6227.83 ml

Parte sotto la linea di galleggiamento: 5965.14 ml

Parte sopra la linea di galleggiamento: 264.34 ml

 

Ecco alcune immagini:

 

wtc_and_tls.thumb.png.c150539fe35eb96e09c6042506ceca74.png

WTC completo

 

wtc_and_tls_below_waterline.thumb.png.d5417a0805782a994d1e1144743ad7fe.png

Porzione sotto la linea di galleggiamento

 

wtc_and_tls_above_waterline.thumb.png.9a8e5ee409ebf3369625e5f8fcd62f60.png

Porzione sopra la linea di galleggiamento

 

La sezione centrale ospiterà, come nel battello reale, le casse di zavorra principali, che si estenderanno in altezza al massimo fino alla linea di galleggiamento, lo spazio al di sopra della quale non so se mi converrà renderlo a libera circolazione dell'acqua (con un passaggio per i cavi di collegamento tra le sezioni AV/AD del WTC) oppure tenerlo stagno come parte integrante dell'intero WTC.

 

Ho notato però che nel battello reale (e nella versione da me proposta per il modello in scala) le casse di zavorra principali non si trovano al centro ma leggermente verso poppa...

Potrebbe essere una grossa complicazione per il bilanciamento?

 

Edited by gepard

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Ciao @gepard

mi fa piacere che tu sti procedendo, nonostante le vicissitudini con i vari CAD.


Per ora ti posso soltanto una risposta parziale, in merito ad uno solo dei due punti; la cassa di zavorra.

Per il bilanciamento longitudinale, invece, ti risponderò in seguito.

 

Allora, dai tuoi conti emerge che la cassa di zavorra dovrà essere 265 mL più grande di quanto servirebbe se il WTC fosse totalmente immerso. Non è un valore trascendentale, visto che nella tua configurazione non ti dovrai preoccupare di mandare troppo in pressione l’interno del WTC se riempi la cassa.
L’unico vero punto critico sarà sapere il volume del WTC centrale, perché quello è il massimo volume della cassa disponibile, di cui 265 mL saranno già impegnati come sopra.
Il resto ti basterà per fare emergere tutta l’opera morta? Questa è la vera questione.

Quindi, quanto è il volume della parte centrale del WTC?

 

Invece, non mi preoccuperei troppo di mantenere la cassa di zavorra completamente sotto la linea di galleggiamento.

Se la tieni sotto, poi dovrai riempire il volume sovrastante facendolo a libera circolazione.
Sì invece estendi la cassa anche sopra il galleggiamento, allora questo volume verrà ugualmente riempito d’acqua e l’effetto sarà identico.

Cambierà solo un po’ il volume della cassa di zavorra e il tempo che ci metti a riempirlo, ma questo non è assolutamente un vincolo, come non lo è il rischio di mandare in sovrapressione il WTC visto che aspirerai e scaricherai aria esterna.

Quindi, fai le cose semplici e tieniti tutto il volume del WTC centrale come cassa di zavorra, senza pensare alla parte a libera circolazione.
È la cosa più semplice.

 

Fra l’altro, questa soluzione ti consentirà di predisporre un tubo stagno passacavi che attraversa il WTC nella posizione che più ti fa comodo. Probabilmente in asse, se tornirai le paratie di separazione delle tre sezioni.

Il tubo stagno passacavi non dovrà necessariamente essere nella parte alta del WTC e questa è un’ulteriore piccola semplificazione.

 

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Il volume del WTC centrale è di 2270.3 ml a cui si dovrà sottrarre il volume del tubo stagno passacavi.

 

Hmmm, tra l'altro mi è appena venuto in mente che così potrei realizzare i periscopi retrattili all'interno della cassa di zavorra quando il battello è in emersione, mentre quando è in immersione questi saranno alzati per non occupare spazio nelle casse di zavorra e contemporaneamente il  periscopio più alto, quello al centro (non ho capito quale è di esplorazione e quale di attacco...) funzionerà come tubo di aspirazione dell'aria per l'emersione.

Edited by gepard

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22 hours ago, gepard said:

Rieccomi.

 

Dunque, non ce la faccio proprio ad imparare ad usare FreeCAD (é stato sviluppato dall'UCAS-Ufficio Complicazioni Affari Semplici ?).

 

Così ho provato gcad3d, un altro CAD 3D open source per Linux per alcuni versi interessante e con qualche utile funzionalità in più rispetto a Solvespace, prima fra tutte la possibilità di creare superfici e solidi tramite lofting data una serie di curve.

 

Purtroppo però è abbastanza... come dire... "increscioso" (nel senso che tende a crashare) quindi è un po' rischioso utilizzarlo per creare il modello 3D da zero (partendo dalla tracciatura delle scansioni dei piani di costruzione). Tra l'altro ho dovuto fare qualche fix al codice sorgente per risolvere alcuni bachetti...

....

 

Hai provato AC3D (non ricordo se è free) ? Non è il massimo ma qualche bel lavoretto ero riuscito a farlo per i modelli di Dangerous Waters.

Pur con tutte le limitazioni di DW avevo realizzato l'NH90:

 

e, partendo da disegni su carta, anche il Sauro:

 

 

Edited by Von Faust

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@Von Faust grazie per il suggerimento.

AC3D, c'è anche per Linux ma non è free e tantomeno open source comunque si può usare liberamente per 14 giorni... 😒

Gli darò sicuramente un'occhiata approfondita perché i modelli che hai realizzato promettono bene.

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@gepard
 

Torno sul tema del WTC per darti le risposte che ancora ti dovevo.

 

Innanzitutto la posizione longitudinale della cassa di zavorra, che deve stare esattamente sulla verticale del centro di spinta dell’opera morta. 
infatti, considerando un modello bilanciato correttamente in emersione, quando questo si immergerà verrà tirato verso l’alto dalla spinta idrostatica aggiuntiva generata dall’opera morta, applicata al centro di tutto il suo volume. Contemporaneamente, l’acqua contenuta nella cassa di zavorra tirerà il modello verso il basso con una forza applicata nel centro della cassa di zavorra stessa.
E chiaro che l’assetto orizzontale viene conservato solamente se le due forze sono sulla stessa verticale e non sfalsate l’una rispetto all’altra;

Ecco quindi la necessità di posizionare la cassa di zavorra esattamente sulla verticale del centro del volume dell’opera morta.

 

Per un classico sommergibile con torretta circa a metà dello scafo, questo dovrebbe risultare abbastanza facile.

Tuttavia, se vuoi, per una migliore verifica potresti iniziare a calcolare a CAD il volume dell’opera morta e quindi anche il suo baricentro, per verificare se questo si trova sulla verticale della cassa di zavorra.

 

(Questa è l’unica vera necessità, perché al contrario un WTC che si estende più a prora che a poppa può essere invece compensato disponendo in modo furbo la zavorra fissa in piombo)


Il calcolo del volume dell’opera morta, ovvero la parte emersa dello scafo esterno, ti servirà anche per capire quanto grande dovrà essere la cassa di zavorra stessa, Quest’ultima dovrà avere un volume equivalente a tutti i volumi che vorrei fare emergere fuori dall’acqua in emersione.

 

Quindi, ce la fai a calcolare il volume delle pareti di scafo esterno che emergeranno dall’acqua, includendo anche eventuali ordinate o strutture di rinforzo?
Ti servirà sapere lo spessore del materiale che intendi usare, ma a parte questo il tuo Cad dovrebbe essere in grado di calcolarti questi volumi.

 

In pratica, visto che oggi hai già scelto il volume della cassa di zavorra, che è il WTC allagabile, questo sarà il massimo volume che ti potrai permettere per le pareti di scafo esterno che vorrei far emergere dall’acqua.

 

Per il momento, con un po’ di margine, io considererei un volume utile della cassa di zavorra di 1,5 Litri.
A questo punto ti chiedo: il volume della parte di scafo che farai emergere sarà in totale meno di 1500 cm3?

Se sì, andiamo bene.

 

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Calcolare il volume esatto delle ordinate non sarà un problema, per quanto riguarda il volume della parete dello scafo potrei fare una stima per eccesso considerando la sezione maestra (quella centrale) che è quella più ampia. Per la vela potrei procedere allo stesso modo.

 

Ora sto procedendo a disegnare le controcarene. Conviene che nella parte centrale facciano parte della cassa di zavorra ?

Dove non faranno parte della cassa di zavorra conviene che siano allagabili oppure a libera circolazione dell'acqua?

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Riguardo al volume delle pareti dello scafo, sono d'accordo sul tuo approccio per eccesso.

Tuttavia, per una migliore approssimazione, potresti prendere non solo la sezione maestra ma anche altre 5-6 sezioni ed attribuire a ciascuna una certa lunghezza, naturalmente nella direzione dove lo scafo si assottiglia, così il volume sarà sicuramente per eccesso.

Questo disegnino forse ti spiega meglio.

 

DVNC.png

 

Per le controcarene, ti sconsiglio di farle parti integranti della cassa di zavorra, che è grande abbastanza e per semplicità potresti mantenere tonda.

Potresti fare le controcarene a libera circolazione, che è la cosa più semplice.

Se però ti servirà ulteriore spinta, come temo, potresti riempirle di polistirolo oppure, più professionalmente, inserire dentro due piccoli WTC stagni, vuoti, diciamo su un diametro 40-50 mm, che comunque aiutano. Ci starebbero?

 

 

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Bozza volumi scafo assolutamente eccelsa. Così l’arrotondamento oer eccesso sarà proprio poca cosa, a favore del rigore dei calcoli.

Attendo con ansia il risultato dei tuoi conti.


Sul volume del WTC, invece ti chiedo: quello con i due semicilindri esterni sara tutto cassa di zavorra? Io le due “orecchie” in corrispondenza delle controcarene non le farei. Mi sembrano molto fuori dall’acqua in emersione. Se è così, allora sarà controproducente farle stagne ed allargabili. Meglio a libera circolazione.


@Iscandar : sedute spiritiche con quei grandi? Loro erano grandi perché la teoria del sommergibile dovevano inventarsela.

Io invece posso anche copiare, è un po’ più facile...

Edited by Ocean's One

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