Fast boating With Arneson Surface Drives è molto più semplice di quanto si pensi di solito poiché l’ASD si comporta come un incrocio tra un outdrive e un albero convenzionale.
Solo alcune raccomandazioni devono essere date ai “neofiti” sulle unità di superficie di Arneson per sfruttare al meglio il sistema ASD.
MANOVRA DI BANCHINA
La propulsione di superficie ha la reputazione di prestazioni molto scarse in retromarcia. Una certa quantità di questa reputazione si basa sul fatto che fino a poco tempo fa, quasi tutte le installazioni di elica di superficie erano su navi ad altissima velocità utilizzando un design di elica stile “mannaia”. Queste eliche, a causa degli spessi bordi di uscita, della faccia di pressione concava e spesso della pesante coppettazione del bordo di uscita, sono notoriamente scarse prestazioni al contrario e questo è vero se vengono utilizzate come eliche di superficie o come eliche completamente sommerse.
Negli ultimi anni i nuovi modelli di pale sono stati ampiamente studiati dai principali produttori di eliche per soddisfare i requisiti operativi delle navi da diporto e militari.
Il nuovo design delle pale ha migliorato la manovrabilità inversa rispetto al tradizionale design del tipo “cleaver” e ora le prestazioni del porto sono molto simili alle applicazioni tradizionali dell’elica, e grazie a questo sviluppo insieme ad un design appropriato dello scafo e all’uso del sistema di trazione superficiale articolato Arneson.
A differenza dei sistemi di superficie ad albero fisso che dirigono l’intero flusso di slittamento contro lo specchio di poppa della nave, Arneson Surface Drives, il primo sistema articolato rilasciato sul mercato, può essere tagliato durante le manovre di attracco per migliorare l’inversione.
La manovra di attracco è facilitata tagliando le unità nella zona rossa (Figura 1) in modo che le eliche possano lavorare in acque più profonde e il flusso dell’acqua non sia diretto contro lo specchio di poppa. L’angolo di trasmissione dipende da diversi fattori, tra cui: deadrise dello scafo, forma dello specchio di poppa, diametro dell’elica, ecc.
Il punto ottimale può essere facilmente determinato “giocando” su e giù per il trim dell’unità nell’area rossa (Figura 1).
Rimarrai sorpreso dal fatto che i piccoli timoni ASD e le eliche producano la stessa presa positiva sull’acqua a bassa velocità che i timonieri delle barche guidate dall’albero sono abituati ad avere.
COME SALIRE IN AEREO
La maggior parte dei progetti di progettazione dello scafo, specialmente quelli a bassa potenza o pesanti, sono soggetti a problemi di velocità “a gobba”. L’elevata resistenza della nave alla velocità di pre-pianificazione, l’elevato slittamento dell’elica e la coppia del motore ridotta a meno del pieno regime possono talvolta combinarsi per rendere impossibile raggiungere la velocità di pianificazione. Con i sistemi di propulsione di superficie c’è un fattore aggiuntivo che può peggiorare la situazione. Infatti l’elica è progettata per funzionare con solo metà dell’area della lama immersa ma a bassa velocità, prima che lo specchio di poppa si arieggi o “si asciughi”, l’elica deve funzionare completamente sommersa. Il risultato è che ci vuole molta più coppia per far girare l’elica ad un dato numero di giri del motore e talvolta il motore non è in grado di fornire la coppia necessaria per girare l’elica abbastanza veloce per ottenere la barca fino alla velocità che permette lo specchio di poppa per aerare e scaricare la metà superiore dell’elica.
Per ridurre questo potenziale problema progettisti e costruttori di barche in collaborazione con i reparti di applicazione Twin Disc. e i principali produttori di eliche, devono essere particolarmente diligenti nel controllare lo spostamento dell’imbarcazione, posizionare il baricentro e selezionare il rapporto di riduzione da utilizzare al cambio al fine di ottenere il miglior compromesso tra velocità massima e capacità di “salire in aereo”. Rapporti più profondi, quindi diametri dell’elica più grandi, possono aiutare a superare questo problema.
Le unità di superficie Arneson, senza limitazioni geometriche nel diametro dell’elica, liberano il progettista da restrizioni. Non esiste praticamente alcun limite tecnico alle dimensioni dell’elica che funzionerà. Il progettista è in grado di utilizzare un rapporto di riduzione molto più profondo e un’elica più grande leggermente caricata e più efficiente.
Inoltre, uno dei vantaggi della “trimmability” di Arneson è la migliore capacità di salire in aereo in modo efficiente . Posizionando l’ASD verso il basso, nell’area rossa mostrata nell’immagine 1, otteniamo l’effetto chiamato “bow down attitude” (freccia blu). Le forze di spinta generate dalle eliche passano ben al di sopra del centro dinamico di pressione e del centro di gravità facendo sì che la prua della nave rimanga più bassa sulla superficie del mare rendendo più facile raggiungere la velocità di pianificazione. Le unità rimangono in questa posizione fino a quando la barca è sopra la gobba (massima resistenza dello scafo) poi sono tagliati per prestazioni ottimali.
Se il motore risulta sovraccarico (per i motivi specificati prima o a causa di peso supplementare occasionale) può essere necessario tagliare Arneson azionamenti fino al fine di ridurre il carico dell’elica (scarico della metà superiore dell’elica). Quando il motore inizia ad aumentare il numero di giri, ASD può essere tagliato verso il basso per ottenere “bow down attitude” e salire in aereo rapidamente e facilmente.
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CONDIZIONI DI PIANIFICAZIONE
Una volta raggiunta la condizione di pianificazione, la posizione del trim dipende da diversi fattori.
Quando lo spostamento della barca corrisponde allo spostamento di progetto, la posizione di assetto deve essere di circa “zero” sul corrispondente calibro di assetto (Figura 2). Con questa posizione di guida i motori devono raggiungere il numero massimo di giri e le massime prestazioni delle barche.
Abbiamo notato su una varietà di applicazioni che quando l’ASD viene tagliato nella sua posizione di marcia ad alta velocità ottimale e lasciato in quella posizione, la nave non raggiunge mai la sua massima velocità potenziale.
Tuttavia, se l’operatore taglia l’ASD e consente all’elica di assorbire la potenza del motore, regolando l’assetto all’aumentare della velocità della nave, questo si tradurrà in un aumento di velocità di volte superiore al sette-otto percento (7-8%).
Ciò è dovuto principalmente alla configurazione dello scafo che è particolare per ogni singola applicazione.
Infatti, la configurazione dello scafo richiederebbe alcuni angoli di assetto fino a ridurre la superficie bagnata corrispondente alle prestazioni di velocità massima.
Tuttavia, le prestazioni ottimali si ottengono solitamente con gli azionamenti posizionati nell’area gialla Figura 2. La posizione effettiva è una caratteristica della barca, dipende da diversi fattori e deve essere trovata dall’esperienza. Tuttavia, normalmente deve essere all’interno dell’area gialla.
CROCIERA
È anche possibile ridurre la velocità della barca e rimanere in aereo abbassando gli azionamenti e aumentando la velocità della gamma intermedia. (Le posizioni ASD sono ancora nell’area rossa (Figura 1), più basse alla velocità minima di pianificazione, più alte alla velocità di pianificazione più elevata).
Quando il dislocamento della barca è finito il dislocamento di progetto (inizio di una crociera con serbatoi pieni) ASD deve essere rifilato alcuni gradi fino a ridurre la coppia assorbita dall’elica. La capacità di tagliare l’ASD è in qualche modo analoga alla regolazione del passo su un’elica a passo controllabile. Il motore può funzionare più vicino alla sua curva di potenza nominale.
Trim può essere utilizzato anche per soddisfare le diverse condizioni del mare. Le unità di superficie Arneson hanno sempre dimostrato una capacità di tenuta del mare superiore grazie alla capacità di taglio.