Category — AEREODINAMICA

Pur provenendo da approcci molto distanti tra loro, la nautica e la fisica finiscono per incontrarsi nel tessuto delle vele. Dal punto di vista fisico, aereodinamico, l’interazione tra vele e vento produce una forza, scomponibile in due componenti che tra loro formano un angolo di 90°. Tali componenti sono la resistenza e la portanza. La prima agisce nella stessa direzione apparente del vento.

In genere, la direzione del vento è diversa da quella del moto della barca. Quindi, è più utile agli scopi della nautica, scomporre la forza risultante in due componenti di cui una sia parallela alla direzione del moto e l’altra perpendicolare a quest’ultima. La prima la chiamiamo spinta, la seconda forza sbandante o forza di scarroccio.

Pur essendo  il problema aereodinamico dell’interazione vele-vento, simile a quello dell’interazione ali-vento, nella progettazione ingegneristica si deve “calare” il problema fisico-teorico nella realtà della presenza, tra le altre cose, dello scafo e dell’attrito tra questo e l’acqua.

In dettaglio, la spinta delle vele deve bilanciare l’attrito dello scafo, mentre la forza sbandante deve bilanciare la componente laterale della forza idrodinamica sviluppata dallo scafo.

Infine, il peso della barca più la componente verticale del carico aereodinamico, devono equilibrare la cosiddetta forza di galleggiamento.

Occorre poi considerare la tendenza a deformarsi sotto sforzo, tipica del tessuto delle vele e finanche della struttura che forma l’albero al quale sono agganciate le vele.

Un modo per conoscere il comportamento di una nuova barca in situazioni di stress idrodinamico è costituito dall’uso di modelli in scala in galleria del vento. In questi esperimenti si usa la formula del numero di Reynolds (Re):

                                                   Re = kLU/h

dove L è una lunghezza ( della barca oppure dell’albero), U è la velocità del vento, k è la sua densità e h è la sua viscosità. Tutti i risultati ottenuti in galleria del vento, vanno poi vagliati e confrontati con i dati ottenuti “dal vero”. Metodo scientifico allo stato puro.