NAVIGAZIONE VELOCE CON ARNESON SURFACE DRIVES

La navigazione veloce con Arneson Surface Drives è molto più semplice di quanto comunemente si pensi dato che l’ ASD si comporta come un incrocio tra un fuori bordo ed un asse convenzionale.

I “neofiti” devono solo tener conto di alcune raccomandazioni, di seguito riportate, per ottenere il meglio dall’aggiuntiva possibilità offerta dal trim (regolazione di assetto) del sistema Arneson.

MANOVRE DI ORMEGGIO

Le trasmissioni di superficie sono erroneamente conosciute per la loro reputazione di scarsa capacità di di manovra a marcia indietro.

Questo è dovuto principalmente ad una idea preconcetta derivante dalle prime applicazione storiche. Infatti le prime imbarcazioni munite di sistema di propulsione di superficie erano imbarcazioni ad alta velocità (p.es., le imbarcazinoi originali con ASD erano tutte barche da corsa). Le eliche progettate per queste alte velocità avevano una forma di pala estremamente efficiente per il raggiungimento della velocità massima, del tipo denominato “cleaver” (dalla forma del bordo di uscita tagliato a coltello con lama molto tagliete n.d.t.) ma conseguentemente inefficiente per eseguire la marcia indietro caratteristica d’altraparte non richiesta a questo tipo di imbarcazioni.

Le eliche utilizzate oggi in applicazioni diporto militare e commerciali hanno una forma completamente diversa ed appositamente studiata per l’impego. Nuovi disegni di pale (round tip) sono stati studiati e realizzati dai maggiori produttori di eliche .

Queste nuove forme insieme alla capacità del sistema Arneson di regolare verso il basso la trasmissione durante le operazioni di ormeggio e ad una appropriata forma dello scafo e della poppa, hanno permesso di migliorare notevolmente la manovrabilità nelle condizioni specificate rendendola almento equivalente a quella dei sistemi convenzionali.

Infatti, diversamente da sistemi di superficie ad asse fisso che dirigono l’intera corrente di regresso contro lo speccio di poppa dell’imbarcazione, l’Arneson Surface Drives, il primo sistema articolato uscito sul mercato, può essere abbassato durante le manovre di ormeggio migliorando molto l’inversione di marcia.

La manovra di ormeggio è facilitata inclinando le trasmissioni ad un angolo corrispondente alla zona rossa evidenziata in figura 1. In questo modo che le eliche possano lavorare in acqua più profonda e il flusso dell’acqua non è diretto contro lo specchio di poppa. L’angolo esatto di azionamento dipende da diversi fattori tra cui angolo di diedro dello scafo, forma specchio di poppa, diametro eliche etc. e sono pertanto necessarie alcune prove ed un minimo di pratica per ottenere il giusto “feeling” con l’imbarcazione e la trasmissione.

Picture 1

PLANARE

La maggior parte delle imbarcazioni, soprattutto quelle con bassa potenza installata rispetto al dislocamento, sono soggette a problemi nel superamento del regime di transizione tra dislocante e planante comunemente denominato “Hump Speed”. Alta resistenza a velocità pre planante, alto regresso dell’elica e una ridotta coppia del motore a bassi regimi può a volte rendere difficile il raggiungimento della velocità di sollevamento (planata). Con i sistemi di propulsione di superficie esiste un ulteriore fattore che può aggravare la situazione. In effetti l’elica è progettata per operare con solo metà dell’area della pala immersa, ma a bassa velocità, prima che lo specchio di poppa si sollevi o “si asciughi”, l’elica deve operare completamente immersa. Il risultato è la necessità di molta più coppia per far girare l’elica ad un dato RPM (giri al minuto) e a volte il motore non è capace di produrre la coppia necessaria per far girare l’elica abbastanza velocemente e portare la barca alla velocità che permette allo specchio di poppa di sollevarsi e scaricare così la metà superiore dell’elica..

Per ridurre questo potenziale problema i progettisti e i costruttori di barche in collaborazione con Twin Disc Application Depts. e i maggiori costruttori di eliche, devono essere particolarmente diligenti nel verificare il dislocamento dell’imbarcazione, la posizione del centro di gravità e la selezione di un rapporto di riduzione da utilizzare all’invertitore per ottenere il miglior compromesso tra velocità massima e la capacità di “sollevamento” planata. Rapporti di riduzione più bassi e perciò diametri di eliche più grandi possono aiutare a superare questo problema.

Arneson Surface Drives, non avendo limiti geometrici per quanto riguarda il diametro dell’elica, liberano il progettista da restrizioni. Non esiste virtualmente nessun limite tecnico al dimensionamento del diametro dell’elica. Il progettista è quindi in grado di selezionare il rapporto di riduzione ottimale e l’elica più grande e più efficiente.

Inoltre uno dei vantaggi della capacità di regolare l’assetto verticale (trim) degli Arneson è la capacità di riuscire a planare in maniera efficace. Con il posizionamento in basso dell’ ASD, nell’area rossa come nel disegno 1, si ottiene l’effetto cosiddetto “bow down attitude” (= prua bassa) (freccia blu). Le forze di spinta generate dalle eliche superano nettamente il centro dinamico della pressione e il centro di gravità, facendo sì che la parte a prua della barca stia più vicina alla superficie dell’acqua, rendendo così più facile il raggiungimento della velocità di sollevamento (planata). Gli azionamenti rimangono in questa posizione finchè la barca non supera l’ostacolo derivante dalla transizione dislocante planante (massima resistenza all’avanzamento dello) e poi vengono assettati per una prestazione ottimale.

Se il motore risulta essere sovracarico (per i motivi specificati prima o a causa di carichi occasionali superiori) potrebbe essere necessario regolare l’assetto degli Arneson Drives in alto per ridurre il carico dell’elica (scaricamento della metà superiore dell’elica). Quando il motore inizia ad aumentare i giri RPM, l’assetto dell’ASD può essere regolato in basso per ottenere la “bow down attitude” (prua bassa) e riuscire a planare velocemente e semplicemente.

L’accelerazione con Arneson Surface Drives è incredibile!!! Provare per credere

CONDIZIONI DI SOLLEVAMENTO

Una volta raggiunte le condizioni di planata la posizione di assetto dipende da fattori diversi.
Quando il dislocamento della barca corrisponde al dislocamento di progetto, la posizione di assetto deve essere intorno allo “zero” sull’indicatore di assetto (figura 2). Con questa posizione di azionamento i motori devono raggiungere il massimo rpm e la massima prestazione delle barche.
Abbiamo notato su una serie di applicazioni che quando l’assetto dell’ASD è regolato in posizione ottimate di alta velocità e lasciato in questa posizione, la barca non raggiunge la massima potenziale velocità.
Può pertanto essere necessario regolare l’assetto dell’ ASD in alto (figura 3), permettendo così all’elica di trasformare più potenza del motore in spinta. Si può così ottenere un aumento di velocità del 7-8%.
Questo è essenzialmente dovuto alla configurazione dello scafo, che è particolare per ogni singola applicazione.
La configurazione dello scafo può richiedere infatti alcuni gradi di assetto (trim verso l’alto) per ridurrre la superficie bagnata e raggiungere così la prestazione di velocità massima. Bisogna fare attenzione a non sollevare eccessivamente le trasmissioni altrimenti si rischia di scaricare eceessivamente l’elica riducendo la spinta.

Picture 2

La posizione effettiva dipende dall’imbarcazione e da altri fattori esterni e deve essere raggiunta attraverso l’esperienza. Tuttavia, normalmente la posizione è all’interno dell’area gialla di figura 3.

CROCIERA

Con le trasmissioni di superficie Arneson è anche possibile ridurre la velocità della barca mantenendo la planata. Abbassando le eliche (trim), sempre mantenendosi all’interno dell’area rossa di figura 2, si può aumentanre il range di velocità intermedie. Generalmente le trasmissioni si abbassano a velocità basse di planata e si alzano a velocità più alte di planata.

Quando il dislocamento della barca supera il dislocamento progettato (all’inizio della crociera con serbatoi pieni per esempio) l’assetto dell’ASD dovrà essere regolato di alcuni gradi più in alto per ridurre la coppia assorbita dall’elica. La possibilità di regolazione di assetto dell’ ASD è in qualche modo analogo alla regolazione del passo di un’elica a passo variabile. Il motore può così lavorare più vicino alla sua curva di potenza nominale.

L’assetto può essere utilizzato anche per far fronte a diverse condizioni di mare. Gli Arneson Surface Drives hanno sempre dimostrato una capacità superiore di tenuta di mare grazie alla possibilità di regolazione d’assetto.