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Nuovi progetti: saranno così le rande del futuro?

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ape_delmonacoDoriano Del Monaco è un ingegnere aeronautico, che nella sua lunga carriera ha collaborato anche con il MIT (il Massachusetts Institute of Technology, una delle più importanti università di ricerca al mondo) di Boston sul progetto di un catamarano a carene asimmetriche in grado di ridurre sensibilmente la resistenza d’onda. L’ingegner Del Monaco ci ha contattati per presentarci un suo nuovo progetto: niente carene, questa volta, ma l’attenzione è invece rivolta verso l’alto, verso una nuova idea di randa, alla base della quale c’è l’utilizzo di un boma ausiliario in testa d’albero e che ha come obiettivo l’ottimizzazione dello sfruttamento di ogni sezione della randa nelle più diverse condizioni di vento. Ci siamo fatti raccontare dallo stesso Del Monaco per quale motivo abbia iniziato questo studio. Voi fateci sapere cosa ne pensate!

COME E’ NATA L’IDEA
“Volendo ottenere un significativo miglioramento di una randa square top, che è già un miglioramento di una randa classica, ho considerato tutto il piano velico ed il rigging, esaminando i principali punti critici e mi sono posto i seguenti obiettivi:
1) migliorare la polare della randa;
2) migliorare il controllo e le manovre in tutte le condizioni di vento e andature;
3) non interferire negativamente con le vele di prua. Inoltre, trattandosi di vela con forma a trapezio;
4) eliminare il paterazzo e le volanti;
e possibilmente 5) ridurre le reazioni sull’albero;
6) ridurre il peso complessivo.
Per meglio rappresentare le modifiche proposte con BTA e PG, ho scelto un cabinato a vela medio da crociera\regata, il First F 30 di Beneteau, che nasce già senza paterazzo”.

CLICCA SULL’IMMAGINE QUI SOTTO PER INGRANDIRE

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Ma come funziona il sistema BTA?
“La drizza, quando esce dal secondo bozzello superiore a sbalzo, si trova fuori dall’asse di rotazione della randa, come da figura 3, producendo una forza, Fc = kFa sen (α1 + α2) x b\h, orizzontale e ortogonale al BTA, a circa 1\5 della sua lunghezza, che agisce in contrasto all’apertura della randa, comportandosi come una scotta speculare ma con il trasto fisso sull’asse X. La Fc è circa 1\3 della forza aerodinamica totale Fa per andature di bolina e permette il controllo della parte medio alta della randa; per andature portanti è sufficiente lascare la drizza di 10 cm, per aprire la randa fino a 70°; questa manovra equivale ad una variazione della posizione del trasto. Una presa di terzaroli trasforma BTA in una randa quasi tradizionale e pertanto risponde al punto 2).
Le linee di forza verticali, divaricate, inclinate e concave verso la balumina, vanno dal gancio drizza alla scotta; quelle orizzontali, dall’albero alla balumina in funzione della forza aerodinamica Fa, il cui valore massimo si verifica al rovesciamento; si possono ridurre ad una sola linea media verticale ed una sola orizzontale, passante per il centro di pressione; la figura 2 mostra i vettori delle forze, parametrati in funzione di Fa. Si nota che le reazioni sull’ albero sono inferiori a quelle di una randa tradizionale, come logico attendersi da una randa controllata su tre lati; inoltre il centro di pressione è spostato verso la balumina ritardando il distacco del flusso d’aria in depressione sul dorso. Le fibre oggi disponibili permettono di ottenere in ogni punto valori di allungamento e tensione che assicurano il valore ottimale della curvatura dei profili. Si ottiene quindi un contributo importante per i punti 1) e 5).
La fig 2 rappresenta la condizione di equilibrio per andature di bolina stretta; con la rappresentazione vettoriale globale; le forze e le deformazioni sono ottenute dall’ipotesi di profili aerodinamici ottimali e dalle condizioni al contorno. L’insieme BTA è costituito da due bozzelli, un guida-fune, un carrello a tre assi, e dal piccolo boma per un peso totale di circa 1,5 kg. è sufficiente una sola stecca completa di ripartizione e non ci sono stecche diagonali”.

randa

Nel suo progetto c’è un altro aspetto molto importante, quello del rigging. Come lo ha risolto?
“L’albero viene sostituito dal complesso ‘PG’ formato da due tubi tondi estrusi di lega di alluminio, disposti sull’asse longitudinale della barca a poca distanza tra loro. Quello con diametro maggiore, il “pilone P”, è disposto verso prua ed ha la funzione di sopportare i carichi assiali dovuti allo strallo, drizza e sartie; quello con diametro inferiore, la “guida G”, con la canaletta, assorbe i carichi orizzontali dovuti alla randa. Questo layout permette di aprire la randa fino a 67° alla base, senza interferenza con le sartie che sono a regolazione indipendente e rivolte all’indietro; la Fig.1 mostra come viene assemblato questo traliccio, pivotante sulla base. Il pilone è dimensionato sul carico di punta con i coefficienti dinamici e di sicurezza usuali, mentre la guida sopporta i carichi orizzontali della randa, ridotti per effetto di BTA. Pertanto la guida con canaletta ha un diametro ridotto e produce una minore bolla sottovento all’albero (diagrammi di Croseck).

randa
Inoltre la resistenza aerodinamica dei due cilindri è inferiore alla somma delle due resistenze prese separatamente; il flusso d’aria che entra tra i due cilindri, crea un effetto simile ad una aletta L.E. slot; l’aumento dell’efficienza aerodinamica in bolina è superiore al 20 – 25%. Il momento di inerzia per rotazione attorno all’asse Y è notevolmente superiore a quello di un albero tradizionale ed il peso ridotto del 20%. Le sartie fisse sono senza crocette e permettono l’inserimento del genoa con una buona sovrapposizione sulla randa; i carichi sui carrelli sono ridotti e le manovre di issa-ammaina sono facilitate. In testa, le due sartiole con relative crocette, ridotte, ed a regolazione fissa, e scaricano le forze dovute al BTA sul nodo di attacco dello strallo. Vengono quindi soddisfatte in gran parte tutte le condizioni del progetto”.

4 Comments

  1. Alberto ha detto:

    Secondo me ha ragione Ernesto Tross:LA RANDA VA ELIMINATA!!!!

    • doriano del monaco ha detto:

      quando Ulisse veleggiava sfuggendo all’ira del dio Nettuno aveva una barca che a malapena andava di poppa e il poveretto non aveva neanche il timone!
      credo quindi che gli orsi ( specie perotetta) abbiano fatto quello che dice il simpatico sign Rossi; se ci si ACCONTENTA di veleggiare per metà tempo e si usa il fuoribordo va bene così! doriano del monaco

  2. Lucio Godini ha detto:

    Articolo improponibile, mi spiace per l’Ing. Del Monaco, ma non ci ho capito niente.
    Del Massachusetts Institute of Technology conosco il lavoro del Prof. Justin Elliot Kerwin, l’autore del modello matematico di barca a vela che diede origine al regolamento IMS, ORC, ORCI.
    Recentemente scomparso, Journal of Ship Research gli ha dedicato un numero.
    Perché non incaricate un tecnico con cultura ORCI di parlarne?
    Fra i cento velisti dell’anno che proponete non mi pare ce ne sia neanche uno.
    Chissà perché.

  3. doriano del monaco ha detto:

    gentile Sign. Lucio, nel titolo e in seconda pagona si parla di una randa BTA 20 peruna barca tipo FIRST F30 di cui,converrà, esistono tutti i certificati di stazza.
    Non mi occupo dell’argonmento anche se molto importante.
    I miei rapporti con il MIT: Prof Paul Sclavoinos direttore del Dept. Ocean Engineering che ha studiato le migliori barche di Coppa America.
    Capisco quindi il suo smarrimento non avendo trovato un articolo sui regolamenti.
    cordiali saluti

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