PERCHÉ ARNESON SURFACE DRIVES

Twin Disc Arneson Surface Drives sono tra i più efficienti sistemi di propulsione marina esistenti sul mercato.
Sono stati disegnati per risolvere alcuni dei problemi connessi ai sistemi ad assi convenzionali installati su imbarcazioni con velocità superiori ai 35 nodi., problemi dovuti sia all’installazione dei sistemi convenzionali stessi che ad aspetti fisici derivanti. Di seguito alcune spiegazioni tecniche su come ASD permette di superare i limiti delle linee d’asse convenzionali.

Aspetti geometrici: Installazione

La progettazione e la selezione di eliche tradizionali consiste quasi sempre nel determinare il diametro massimo dell’elica rispetto ad alcuni altri parametri che invece ne limitano la dimensione come per esempio l’inclinazione della linea d’asse. Questo mentre la teoria di base ci dice che per una determinata velocità e spinta più l’elica è grande più è efficiente.

La distanza del vertice della pala dallo scafo, il massimo pescaggio dell’imbarcazione, il posizionamento dei motori sono altri elementi che tendono al limitare il diametro massimo realizzabile dell’elica a qualcosa che è notevolmente minore della dimensione ottimale. Il diametro dell’elica è semplicemente il più grande possibile compatibilmente ai vincoli esposti in precedenza molto spesso a scapito dell’efficienza propulsiva. Oppure, se questi limiti geometrici al diametro dell’elica vengono superati, il risultato può essere una vibrazione eccessiva e danni dovuti ad una scarsa distanza della estremità delle pale dallo scafo, oppure inclinazioni di asse troppo marcate con importante perdita di efficienza e resistenze parassite addizionali.

L’elica di superficie, installata con un sistema di propulsione articolata di superficie ASD , libera il progettista da queste limitazioni. Non esiste virtualmente limite tecnico alle dimensioni di elica selezionabile. Il progettista è in grado di utilizzare un rapporto di riduzione più basso ed un’elica più grande in diametro e più efficiente.

Aspetti fisici: Cavitazione

Quando una pala di elica sommersa è in cavitazione, la pressione su parte di una pala diventa così bassa che forma un vuoto. Quando questo fenomeno di cavitazione collassa, l’acqua ha un impatto di pressione locale singolare sulla superficie della pala. L’effetto può essere simile a quello di un colpo a martello sulla pala ad ogni giro. La cavitazione è una delle maggiori sorgenti per danni all’elica, di vibrazione, rumore e perdita di prestazione. E anche se eliche ad alta velocità sono spesso disegnate per operare in modo parzialmente cavitante (trans cavitante) o a completa cavitazione (super cavitante), i problemi associati al fenomeno della cavitazione sono spesso un fattore limitante nella progettazione e selezione dell’elica ottimale.

L’elica di superficie, per il modo di funzionamento e la propria stessa forma, elimina in effetti la cavitazione rimpiazzandola con la ventilazione dell’aria. Ad ogni giro la pala dell’elica spinge una bolla d’aria in quello che altrimenti sarebbe l’area di cavità vuota. L’effetto della spinta dell’acqua che avviene quando una cavità vuota colassa è quasi completamente smorzato dall’aria così introdotta. Dato che il flusso sopra una pala di elica superventilante ha una somiglianza superficiale con quello sopra una supercavitante, la vibrazione, l’erosione di superficie e il rumore subacqueo sono assenti.

Resistenza dell’appendice

Timoni, assi, supporti esterni, cavalletto dell’asse e mozzi dell’elica contribuiscono ad aumentare la resistenza all’avanzamento dello scafo. Assi inclinati esposti non solo producono resistenza di forma e di attrito, ma inducono anche resistenza associata con un effetto di sollevamento causato dalla loro stessa rotazione.

Notoriamente l’attrito aumenta con il quadrato della velocità. Per velocità oltre i 35 nodi, la resistenza indotta dalle appendici di una linea d’asse convenzionale diventa rilevante e una considerevole parte della resistanza all’avanzamento dello scafo.

Mentre per velocità oltre i 35 nodi questo diventa un problema associato ai sistemi convenzionali, le eliche di superficie eliminano virtualmente le resistenze delle parti immerse in quanto le sole superfici in contatto con l’acqua sono le pale dell’elica e le pinne para elica.