Timone e fluidi - noiosa teoria con idee alternative per la sua applicazione

[rivetto]

Essendomi stato richiesto di proporre alcune riflessioni nella discussione avviata da Ciccio59 "Derive e timoni, forme e profili ..." - ma volendo parlare di soluzioni che mal si integrano con quelle finora trattate -, probabilmente anche di difficile applicazione su un modello in scala, ne apro una parallela per non mescolare argomenti che hanno in comune solo l'oggetto.
Nel reale, la teoria sulla forma dei timone lascia il tempo che trova. Sono talmente tante le variabili in gioco, che soffermarsi sui vantaggi di un profilo rispetto ad un altro - purchè si tratti di forme idrodinamicamente efficienti - non apporta grandi vantaggi.
Non conosco le regole delle varie classi modellistiche ed i limiti di forma stabiliti. Qualcuno ha mai pensato al canting rudder? Se non viola i regolamenti, rende insignificante qualsiasi tentativo di trarre vantaggi infinitesimali da lunghi studi sui profili d'entrata e d'uscita. Per ora non è una soluzione strutturalmente adeguata ad una barca vera, ma la ridondanza di resistenza dei materiali utilizzati per un modello lo renderebbe possibile (ovviamente è richiesta anche un'adeguata ridondanza di capacità meccaniche e realizzative).
Altra possibilità è lo sfruttamento del principio del canard. E' consentita un'appendice mobile nelle vostre classi?
La possibilità di accoppiare il comando della scotta di randa al movimento basculante longitudinale (anzichè laterale come su una canting keel) permetterebbe di agire sui centri laterali di spinta delle parti immerse al variare dell' andatura.
Perchè chi non ne conosce il principio possa avere un'idea, il canard è una piccola deriva prodiera che si aggiunge davanti dell' albero ed il cui pescaggio può essere variato in navigazione. Viene accoppiato alla canting keel per sopperire alla riduzione di portanza della deriva dovuta all'effetto basculante a seguito della diminuzione della proiezione della superficie laterale.
Essendo assai elevata l'incidenza negativa delle superfici laterali nelle andature con angolo >90° rispetto alla direzione di rotta, si può ipotizzare di sfruttare questo principio sulla pinna del timone agendo (limiti di regolamento e capacità costruttive permettendo) sulla variazione dei centri laterali di spinta. Ovviamente non può produrre lo stesso vantaggio di una deriva prodiera, ma offre la la possibilità di intervenire con sensibili aumenti di resa sulla portanza mediante l'aumento o diminuzione del pescaggio e/o della riduzione dell'incidenza dell'asse del timone rispetto alla perpendicolare al piano di avanzamento. Quest'ultimo caso offre l'ulteriore vantaggio di svincolare il profilo di entrata del timone dalle turbolenze prodotte dalla lama di deriva, agendo di conseguenza su un ridimensionamento inversamente proporzionale all'aumento di superficie deportante ottenuto.
Questa è ovviamente pura teoria che può essere apprezzata e quantificata da chi conosce l'effetto sulle prestazioni derivante da una serie prolungata di interventi sull'angolo di barra; sta poi a chi progetta il modello verificare se è applicabile in funzione di regolamento - peso - forma + larghezza+ profilo di uscita della deriva e sua distanza dal timone. Per dare un'idea tangibile, la % di resa calcolata è (a livello teorico e rapportata alla dimensione delle appandici immerse) superiore alla adozione del trim tab, in quanto non richiede nè l'aumento di superfici di correzione, nè l'intervento di dispositivi che producono effetto frenante sull'avanzamento e sull'angolo di rotta.
Max