Deriva Deformata

[giorgio7]

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 :



in base alla vs. esperienze / conoscenze qual'è un limite accettabile per i ns modelli per il valore di F, magari
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

[rivetto]

Originalmente inviato da giorgio7

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 :

...
Rivetto m'interesserebbe il tuo parere , ma vacci piano se possibile perchè ho gia il mal di testa!
Saluti Giorgio7

Qualcuno che preferisce rimanere nascosto mi ha "invitato" a non proseguire con le mie "parole al vento" perchè ai più risultano incomprensibili. Siccome per mia ammissione non sono un modellista (ma per lui sembra essere una colpa) ed i miei interventi volevano solo essere di aiuto a qualcuno nel comprendere certe teorie un pò astruse, ma senza alcuna pretesa di insegnare niente, preferisco evitare polemiche inutili (ed anche un pò stupide) e lasciar perdere. Dopotutto non è fondamentale nè per me nè per voi e preferisco lasciare il campo libero a chi ne sa di più (o così dice). Non era mia intenzione farmi dei nemici, ma vedo che qualcuno ha frainteso. Ciao.

[giorgio7]

Rivetto guarda che la mia era solo una battuta scherzosa! m'interesserebbe veramente un tuo parere .

[tiger]

Ma puo essere che in questa sezione di forum non si possa parlare e discutere pacatamente e costruttivamente di niente senza che nessuno se la pigli o risponda in maniera assurda ?

Scusa Rivetto ma questo messaggio era propio necessario ?
Non potevi solo limitarti a non rispondere se non ti "andava" ?
e per fortuna che non volevi fare polemica !!!!!!!
Io capisco che ognuno è fatto a se con il suo carattere , pregi e difetti etc etc e non è detto che quello che legge o scrive sia sempre disposto a sopportare tutto.

Dopo questo sfogo CHE VOLEVA ESSERE POLEMICO vi chiedo se è normale continuare cosi

[luca71-5]

Molto dipende dalla sezzione del profilo della deriva , ma possimo dire che per una lama con L di 40cm circa a sbalzo ed uno spesso del profilo inderiore ai 5,5mm sollecitata da un piombo di 2,8kg la deformazione a 90° se rimane contenuta nei 3,5cm è tollerabile ( in un contesto modellistico autocostruito senza tecnologia aereonautica o altro ).

L=40cm
P=2,8kg
F=3,5cm

angolo medio di sbandamento direi 30°

il resto dei calcoli sviluppali tu , io non sono in grado , ma se mi dai una dimostrazione mi fai un piacere .

ciao

[matthias]

A riguardo penso che un certo sistema scafo-vele abbia un rendimento ottimale con un certo angolo di sbandamento. Quando ci sta poco vento, avere una deriva flessibile, a mio avviso aiuta a far inclinare prima la barca, mantenendo un'eccelente superficie di anti deriva. Quando il vento invece è abbastanza forte da far superare quell'angolo ottimale, allora più è rigida la deriva e meglio è. Per mia esperienza quindi avere una deriva morbida in certe situazioni potrebbe essere un vantaggio.

Matthias

[claudio v]

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 :
.........
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 (l’albero risulta piu` inclinato della deriva) e` di circa 1-cos 5gradi, che tradotto in numeri farebbe circa lo 0,5%, cioe` un’inezia.

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 dall’effetto 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 l’energia disponibile per l’avanzamento, 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.

L’altro aspetto da tenere in considerazione e`la rigidezza torsionale che puo` creare anch’essa 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, l’effetto 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 dall’ipotesi 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 dell’unidirezionale 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 c’e` 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 l’interasse 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. L’anima 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 nell’utilizzare 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 dell’insieme 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` l’uso 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

[luca71-5]

Grazie Claudio x la serie di calcoli e possibili sviluppi di confronto al variare dell'inclinazione e dello spessore .

Peccato che alla fine confronti la deriva IOM con uno sbalzo di 32.5cm

42.0 - cm pescaggio massimo consentito classe IOM
5.5 - cm pescaggio medio cocca IOM
4.0 = cm diametro bulbo
32.5 cm lunghezza media della deriva a sbalzo

circa e corda di 7% senza indicarmi la lunghezza della corda stessa , con quella di una'AC120 che ha una larghezza di appena 85mm ed uno spessore di 5.4mm = 6.3% e che come ho detto ha tutt'altro sbalzo e peso , ma sicuramente giunto alla fine di tutto quel papiro che hai scritto ti sarai un'attimo perso .

Sapete che verso fa Vigada se lo centrate mure a dritta nella fiancata della sua IOM ?? Ve lo dico io URCA !!

ciao

[claudio v]

Originalmente inviato da luca71-5

Grazie Claudio x la serie di calcoli e possibili sviluppi di confronto al variare dell'inclinazione e dello spessore .

Peccato che alla fine confronti la deriva IOM con uno sbalzo di 32.5cm

42.0 - cm pescaggio massimo consentito classe IOM
5.5 - cm pescaggio medio cocca IOM
4.0 = cm diametro bulbo
32.5 cm lunghezza media della deriva a sbalzo

circa e corda di 7% senza indicarmi la lunghezza della corda stessa , con quella di una'AC120 che ha una larghezza di appena 85mm ed uno spessore di 5.4mm = 6.3% e che come ho detto ha tutt'altro sbalzo e peso , ma sicuramente giunto alla fine di tutto quel papiro che hai scritto ti sarai un'attimo perso .

Ciao Luca e grazie per le precisazioni...
Pero` forse hai letto troppi numeri e ti sei ubriacato un po' anche tu
dato che la mia IOM pesca di scafo circa 6 cm, lo sbalzo totale e` 36 contro i 42 della AC120... non molto diverso, quindi.

Nei 36 cm della IOM e` compreso il bulbo cosi` come nei 42 della AC120... o forse la tua barca ... ce l'ha piu` lungo (42 cm + il bulbo) e cosi` si spiegano molte cose di come fai ad essere spesso davanti
Aspetta la prima volta che ci si vede che ti controllo la stazzatura

Comunque se vuoi ti faccio la proporzione per pesi e lunghezze. Per semplificare diciamo che la IOM ha circa il il 15% in meno di peso e il 10% in meno di lunghezza.. che vuol dire in parole povere che dovrebbe flettere la meta` della tua circa

per la cornaca la mia deriva alla radice e` circa 105 mm e quindi il 7 % fa circa 7,5 mm di spessore (7 nel mio testo).

Originalmente inviato da luca71-5

Sapete che verso fa Vigada se lo centrate mure a dritta nella fiancata della sua IOM ?? Ve lo dico io URCA !!

ciao

Certo che sapendo che barchette uso oltre alla IOM sei proprio spiritoso e coraggioso
Secondo te che verso fa Shosholoza se finisce sotto a Urca AC/10 o, meglio, a Urca for record indipendentemente dalle mura...
ti do` un suggerimento...
Glub... glub... glub... glub....

Va beh, adesso che abbiamo giocato un po' buona serata a tutti.. scappoooooo

[matthias]

Bene bene vedo che l'agonismo fra il campione Italiano IACC 120, Luca con Shosholoza e un possibile pretendente 2009, Claudio e la sua Urca, si sta infiammando. A Claudio posso solo dire di costruire una gran bella barca perchè Luca è fortissimo e la sua RSA-09 è una barca molto equilibrata e velocissima.
Se capisco bene, da quello che hai detto Claudio, flettendo la metà della tua IOM ma essendo solo 5.5 mm di spessore la deriva di Shosholoza è una deriva eccellente. (in effetti io l'ho testata "con mano" e confermo). Tuttavia credo che nei range di vento in cui si utilizza l'armo 1 delle IACC120, la rigidezza estrema la si apprezza quando ormai la vela è fuori range. Questo per mia esperienza anche contro la barca di Luca; nei range di vento ottimali fra la mia deriva rigida la metà della sua e la sua, quando il vento è rinforzato non ci sono state apprezzabili differenze, anzi la mia barca sembrava andare molto bene (entrambi eravamo al top come messa a punto).
Tuttavia è giusto che ognuno segua la sua strada progettuale, poichè credo che ciò porti un maggior interesse tecnico e attesa per il confronto in acqua.

Ciao e spero di rivederci tutti a Ravenna.

Matthias