UniversitĂ degli Studi di Genova a.a. 2011/2012
Laboratorio di
ARCHITETTURA NAVALE Professor Leopoldo Dagostino, Professor Lelio Falletta, Professoressa Anna Stradella.
WL11 WL10 WL9 WL8 WL7 WL6 WL5
LWL
WL4 WL3 WL2 WL1
LC
V
VIII
III
II
II
II
III
VIII
WL0
V
mt 0
a cura di : Andrea Pescetelli, Roberto Bonanzinga, Riccardo Bagliano.
.
12
2
INDICE : > Impostazione del progetto di massima ( Ricerca di marcato ) > Piano di Costruzione > Tavola delle Carene Diritte > Previsione della Resistenza al moto ( metodo di Savitsky) > Previsioni di assetto in seguito a Sbarco di carico > Previsioni di assetto in seguito a Spostamento di carico > Diagrammi di StabilitĂ -Cross Curves of Stability > Progetto di massima di un Elica
IMPOSTAZIONE DEL PROGETTO DI MASSIMA
La ricerca di mercato è il primo e fondamentale passo da fare prima di impostare il progetto per una nuova imbarcazione. Questa è ottenuta mediante la ricerca, nel nostro caso, su riviste di settore delle specifiche di imbarcazioni e modelli con grandezze commensurabili a quelle di progetto. E’ poi possibile, ed utile, sviluppare graficamente i risultati ottenuti così da avere un nitido quadro d’insieme.
RICERCA DI MERCATO
MODELLO
Loa(m) Lwl(m) Boa(m) Bwl(m) T(m) ∆(T)
Shp(cv) V(m^3) Loa/Lwl Lwl/Bwl Bwl/T CB
Shp/∆(Cv/T)
mochi craft 44
13,65
12,20
4,52
4,04
1,00
18
1200
17,54
1,12
3,02
4,04 0,356
66,667
RIVARAMA SUPER
13,40
11,10
3,88
3,21
1,03
13,54
1600
13,20
1,21
3,45
3,12 0,359
118,168
RIO 46 AIR
13,88
10,93
4,00
3,15
0,71
15
740
14,13
1,27
3,47
4,44 0,578
51,034
PRIMATIST G46 PININFARINA
14,10
11,03
4,50
3,52
1,00
15
860
14,62
1,28
3,13
3,52 0,377
57,333
ITAMA 45
13,82
12,48
3,95
3,57
0,80
15,08
960
14,70
1,11
3,50
4,46 0,413
63,660
CRANCHI MEDITERANEE 43
13,80
9,60
4,15
2,89
0,90
12
870
11,70
1,44
3,33
3,21 0,469
72,500
FIART 4TFOUR
13,86
12,50
4,30
3,88
0,78
15
740
14,62
1,11
3,22
4,97 0,387
49,333
PRINCESS V42
13,56
12,75
3,73
3,51
0,92
16
800
15,11
1,06
3,64
3,81 0,367
51,613
13,5
12,98
3,8
3,65
1
18
960
17,54
1,04
3,55
3,65 0,370
53,333
BAVARIA 43
13,83
11,95
4,41
3,81
0,85
14,50
860
14,13
1,16
3,14
4,48 0,365
59,310
PROGETTO
13,8
12,2
4,26
3,77
0,8
16,62
800
16,20
1,13
3,24
4,71 0,441
48,143
AIRON MARINE 4300 T-TOP
Loa in funzione di Lwl
Loa in funzione di Lwl
14.20
14.20
12.20
14.10
11.10
14.00
12.48
13.70
9.60
13.60
13.50
13.40
12.98
13.40
13.30
11.95
13.30
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
12.48
13.70
12.75
0.00
11.03
13.80
9.60
13.60
12.50
13.50
10.93
13.90
Loa (m)
Loa (m)
11.03
13.80
11.10
14.00
10.93
13.90
12.20
14.10
12.50 12.75 12.98 8.00
12.2
10.00 11.00
12.00 13.00 14.00
Lwl (m)
Boa in funzione di Lwl
11.95 12.2
Boa in funzione di Lwl
5.00
4.60
4.50
12.20
4.00
11.10
3.50
10.93
3.00
11.03
2.50
12.48
2.00
9.60
1.50
12.50
1.00
12.75
0.50
12.98
0.00
11.95
0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
12.2
12.20
4.40
11.10
4.20
Boa (m)
Boa (m)
9.00
10.93
4.00
11.03
3.80
12.48
3.60
9.60 12.50
3.40
12.75
3.20
12.98
3.00 8.00
9.00
10.00
11.00
Lwl (m)
12.00
13.00
14.00
11.95 12.2
Bwl in funzione di Lwl
Bwl in funzione di Lwl
4.50
4.30
12.20
4.00
11.10
3.50
12.48
2.00
9.60
1.50
2.90
0.50
12.98
2.70
0.00
11.95
2.50
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
12.48
3.30
12.75
0.00
11.03
3.50
9.60
3.10
12.50
1.00
10.93
3.70
Bwl (m)
Bwl (m)
11.03
2.50
11.10
3.90
10.93
3.00
12.20
4.10
12.50 12.75 12.98 8.00
12.2
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
Lwl (m)
T in funzione di Lwl
11.95 12.2
T in funzione di Lwl
1.20
1.10
0.80
12.20
1.05
12.20
11.10
1.00
11.10
10.93
0.95
10.93
11.03
0.90
11.03
0.85
12.48
9.60
0.80
9.60
12.50
0.75
12.50
12.75
0.70
12.75
12.98
0.65
12.98
11.95
0.60
12.48
0.60
0.40
0.20
0.00 0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
12.2
T (m)
1.00
T (m)
9.00
8.00
9.00
10.00
11.00
Lwl (m)
12.00
13.00
14.00
11.95 12.2
∆ in funzione di Lwl
∆ in funzione di Lwl 20
18
12.20
19
12.20
16
11.10
18
11.10
14
10.93
17
10.93
12
11.03
16
11.03
10
12.48
15
12.48
14
9.60
8
9.60
6
12.50
4
12.75
2
12.98
0
11.95
0.00
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
Δ (T)
Δ (T)
20
13
12.50
12
12.75
11
12.98
10 8.00
10.00
12.2
14.00
11.95 12.2
Lwl (m)
Shp in funzione di Lwl
Shp in funzione di Lwl 1800
1800
12.20
12.20
1600
1600
11.10
1400
10.93 11.03
1000
12.48
800
9.60
600
12.50
400
12.75
200
12.98
0
11.95
0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
12.2
11.10 10.93
1400
Shp (Cv)
1200
Shp((Cv)
12.00
11.03 12.48
1200
9.60 1000
12.50 12.75
800
12.98 600 8.00
9.00
10.00
11.00
Lwl (m)
12.00
13.00
14.00
11.95 12.2
V in funzione di Lwl
V in funzione di Lwl 18.00
18.00
12.20
16.00
11.10
14.00
10.93
12.00
11.03
10.00
12.48
8.00
9.60
6.00
12.50
4.00
12.75
2.00
12.98
0.00
11.95
0.00
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
12.20
17.00
11.10
16.00
V (m^3)
V (m^3)
20.00
10.93 11.03
15.00
12.48 14.00
9.60 12.50
13.00
12.75
12.00
12.98
11.00 8.00
12.2
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
Lwl (m)
11.95 12.2
Loa/Lwl in funzione di Lwl
Loa/Lwl in funzione di Lwl 1.50
1.60
1.45
12.20
11.10
1.40
11.10
10.93
1.35
10.93
1.00
11.03
1.30
11.03
0.80
12.48
1.25
12.48
0.60
9.60
1.20
9.60
12.50
1.15
12.50
12.75
1.10
12.75
12.98
1.05
12.98
11.95
1.00
1.20
0.40 0.20 0.00 0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
12.2
Loa/Lwl
12.20
1.40
Loa/Lwl
9.00
8.00
9.00
10.00
11.00
Lwl (m)
12.00
13.00
14.00
11.95 12.2
Lwl/Bwl in funzione di Lwl
Lwl/Bwl in funzione di Lwl 3.70
4.00
3.50
11.10
3.00
10.93
2.50
11.03
2.00
12.48
1.50
9.60 12.75
0.50
10.93 11.03 12.48
3.10
9.60 2.90
12.50
1.00
11.10
3.30
Lwl/Bwl
Lwl/Bwl
12.20
12.20
3.50
12.50 12.75
2.70
12.98
12.98
0.00 0.00
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
2.50
11.95
8.00
12.2
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
Lwl (m)
Bwl/T in funzione di Lwl
11.95 12.2
Bwl/T in funzione di Lwl
6.00
5.50
12.20 5.00
10.93
9.60 2.00
12.50 12.75
1.00
12.98 0.00 0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
11.95 12.2
Bwl/T
12.48
11.10
4.50
11.03 3.00
12.20
5.00
11.10
4.00
Bwl/T
9.00
10.93 11.03
4.00
12.48 3.50
9.60 12.50
3.00
12.75
2.50
12.98
2.00 8.00
9.00
10.00
11.00
Lwl (m)
12.00
13.00
14.00
11.95 12.2
CB in funzione di Lwl
CB in funzione di Lwl
0.700
0.700
12.20
12.20
0.600
0.600
11.10
0.500
10.93
11.10 10.93
0.500
CB
12.48 0.300
11.03 CB
11.03
0.400
12.48
0.400
9.60
9.60 0.300
12.50
0.200
12.75
0.100
12.50 12.75
0.200
12.98
0.000 0.00
5.00
10.00
15.00
Lwl (m)
12.98 0.100
11.95
8.00
12.2
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
Lwl (m)
Shp/∆ in funzione di Lwl
11.95 12.2
Shp/∆ in funzione di Lwl 140.040
140.000
12.20
120.000
12.48 60.000
9.60 12.50
40.000
12.75
20.000
12.98
0.000 0.00
5.00
10.00
Lwl (m)
15.00
11.95 12.2
Shp/Δ (Cv/T)
11.03
11.10
100.040
10.93
80.000
12.20
120.040
11.10
100.000
Shp/Δ (Cv/T)
9.00
10.93 11.03
80.040
12.48 60.040
9.60 12.50
40.040
12.75
20.040
12.98
0.040 8.00
9.00
10.00 11.00 12.00 13.00 14.00
Lwl (m)
11.95 12.2
PIANO DI COSTRUZIONE scala 1: 50
mt
pp-ac
PP-Ad
PP-AV I
II
III
VIII
V
WL11 WL10
2
WL9 WL8 WL7 WL6 WL5
1
LWL
WL4 WL3 WL2 WL1
LC
0
0 PP-Ad
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
+1
+2
+3
WL0
+4
PP-AV
mt 0
1
2
3
4
5
6
7
Piano Orizzontale
WL11 mt
WL10 WL9 WL8
2
WL7 V
WL6
VIII
1
WL4
WL3
III
WL5
II
WL2 WL1
I
LC
0
I II III VIII V
0 PP-Ad
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
+1
+2
+3
+4
PP-AV
mt 0
1
2
3
4
5
6
7
I
II
WL11
WL11
WL10
WL10
WL9
WL9
WL8
WL8
WL7
WL7
WL6
WL6
WL5
LWL
WL5
LWL
WL4
WL3
WL2
WL2
WL1
LC
+2
+3
WL4
WL3
WL1
LC
WL0
+4
V
VIII
III
II
I
I
II
III
VIII
WL0
V
mt
mt
7
0
1
Piano Orizzontale
SCAFO PLANANTE V
Loa
13,80 m
III
Lwl
12,20 m
II
Boa
4,26 m
I
Bwl
3,77 m
LC
T
0,8
VIII
I II
m
2
La tavola delle carene è un grafico ricavato dal piano di costruzione della carena, ove vengono rappresentati i volumi(V), le quote dei centri di carena(Cw), le quote del baricentro(B), il raggio metacentrico trasversale(r), il raggio metacentrico longitudinale(R) e i dislocamenti(Δ) in funzione delle varie immersioni (T)dello scafo. Questi dati sono ottenuti sezionando lo scafo con piani paralleli a quello di galleggiamento, e interpolando i punti trovati. E’ importante precisare che in questo tipo di grafico l’asse su cui viene riportata la variabile indipendente, cioè le immersioni(T), è l’asse delle ordinate .
TAVOLA DELLE CARENE DIRITTE scala 1:20
T (m)
Xw
1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4
∆
Xb
Zb
∆
R r
0 -2
-1
0
1
2
3
4
5
0
10
20
30
40
50
Foglio1 T(m)
0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400 1,600
V(m^3)
4,083 9,168 16,198 24,088 32,505 41,382 50,596
Disl(kgf)
4189 9405 16617 24712 33347 42454 51907
Xw(m)
-1,159 -1,094 -0,804 -0,608 -0,490 -0,379 -0,260
Xb(m)
-1,261 -1,178 -1,088 -0,959 -0,852 -0,763 -0,682
Zb(m)
0,264 0,399 0,531 0,652 0,768 0,882 0,995
r(m)
1,579 2,368 2,310 1,824 1,537 1,339 1,161
WL11 WL10 WL9 WL8 WL7 WL6 WL5
LWL
WL4 WL3 WL2 WL1
LC 6
7
Xw (m) , Xb (m) , Zb (m) , r (m)
60
70
∆ (Tf) ,
∆
Pagina 1
(m 3), R (m)
WL0
PREVISIONE DELLA RESISTENZA AL MOTO (metodo di Savitsky) INAV Times INAVNew Roman,Normale\11/02/2012
INAV
Times New Roman,Normale\11/02/2012 Times New Roman,Normale\11/02/2012
Immersione (0.9m)
Utilizzando il foglio di calcolo è possibile fare una previsione di massima delle V regime V planante Cv Fn Savitsky): L resistenze all’avanzo della carena in (metodo di [kn] [m/s] [°] [°] [m] per una serie di velocità considerevolmente superiori al valore critico (Fr>0,40). 15,0 7,7 1,267 1,478 6,9 18,0 2,954 13,239 20,0 10,3 1,690 1,970 7,9 12,2 2,447 11,062 Note grandezze come: 25,0 12,9 2,112 2,463 7,5 9,0 2,175 10,133 • Dislocamento 30,0 15,4 2,535 2,955 6,6 7,1 2,038 9,892 18,0 2,957 3,448 5,7 5,9 1,962 9,964 • Coordinate del baricentro G35,0 40,0 20,6 3,380 3,940 4,9 5,0 1,915 10,195 • Angolo di Deadrise • larghezza della carena a poppa e al mezzo • lunghezza della proiezione dello spigolo C
K
LC LM [m] [m] 9,090 11,164 7,439 9,250 6,307 8,220 5,513 7,703 4,866 7,415 4,281 7,238
d [m] 1,598 1,526 1,325 1,132 0,981 0,867
LCGe [m] 5,040 5,040 5,040 5,040 5,040 5,040
M *V0.5 [kn] 15,0 1,118 20,0 1,082 25,0 1,034 30,0 1,009 35,0 0,998 40,0 0,993
RBH V [m/s] [kg] 7,7 3396 10,3 3876 12,9 3733 15,4 3509 18,0 3392 20,6 3398
V RSK FnRV RAPP Cv AA [kg][kn] [kg] [m/s] [kg] 15,0 7,780 1,267 207 0 1,478 20,0 10,3 1,690 269 0 1,970 142 25,0 12,9 2,112 300 0 2,463 221 30,0 15,4 2,535 329 0 2,955 319 35,0 18,0 2,957 371 0 3,448 434 40,0 20,6 3,380 434 0 3,940 566
RFLAPCv [°] [kg] 1,267 6,9 0 1,690 7,9 0 2,112 7,5 0 2,535 6,6 0 2,957 5,7 0 3,380 4,9 0
RAW C Fn RT [°] [kg] [kg] 18,0 2,954 01,478 3682 12,2 2,447 01,970 4287 9,0 2,175 02,463 4254 7,1 2,038 02,955 4156 5,9 1,962 03,448 4197 5,0 1,915 03,940 4398
R CLC LTK EHP [°][m] [°] [m] [kN] [CV] 6,9 18,0 13,239 9,090 36,11 379 7,9 12,2 11,062 7,439 42,04 588 7,5 9,0730 10,133 6,307 41,72 6,6 7,1855 9,892 5,513 40,76 5,7 5,9 9,964 4,866 41,16 1008 4,9 5,0 10,195 4,281 43,13 1207
LM LK d EHP [m] [m] [m] [kW] 2,954 11,164 1,598 27913,239 2,447 9,250 1,526 43311,062 2,175 8,220 1,325 53710,133 2,038 7,703 1,132 629 9,892 1,962 7,415 0,981 741 9,964 1,915 7,238 0,867 88810,195
LC M L LCGe * M0.5 [m] [m] [m] 9,090 5,040 11,164 1,118 7,439 5,040 9,250 1,082 6,307 5,040 8,220 1,034 5,513 5,040 7,703 1,009 4,866 5,040 7,415 0,998 4,281 5,040 7,238 0,993
RdBH [m] [kg] 1,598 3396 1,526 3876 1,325 3733 1,132 3509 0,981 3392 0,867 3398
LCGe RAPPM * 0.5 RSK [m] [kg] [kg] 5,040 207 1,118 0 5,040 269 1,082 0 5,040 300 1,034 0 5,040 329 1,009 0 5,040 371 0,998 0 5,040 434 0,993 0
RBH RAA RRAPP FLAP [kg] [kg] [kg] [kg] 339680 207 0 3876 142 269 0 3733 221 300 0 3509 319 329 0 3392 434 371 0 3398 566 434 0
RR SKAW [kg] [kg] 00 00 00 00 00 00
RAART RFLAPRT [kg] [kg] [kg] [kN] 80 0 3682 36,11 142 0 4287 42,04 221 0 4254 41,72 319 0 4156 40,76 434 0 4197 41,16 566 0 4398 43,13
RAW EHP [kg] [CV] 0379 0588 0730 0855 0 1008 0 1207
REHP RT T [kg] [kW] [kN] 368227936,11 428743342,04 425453741,72 415662940,76 419774141,16 439888843,13
EHP [CV] 379 588 730 855 1008 1207
EHP [kW] 279 433 537 629 741 888
In questo modo è possibile ottenere i valori di resistenza per ogni velocità , permettendoci di ipotizzare in seguito una spinta propulsiva di poco superiore ai valori di resistenza ottenuti.
DINAV Times DINAV New Roman,Normale\10/02/2012
DINAV
V [kn] 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0
Times New Roman,Normale\10/02/2012 Times New Roman,Normale\10/02/2012
Immersione di progetto (0.8m)
V [m/s] 7.7 10.3 12.9 15.4 18.0 20.6
Cv
Fn
1.281 1.708 2.135 2.562 2.989 3.416
1.548 2.064 2.580 3.096 3.612 4.128
Esempio del foglio di calcolo delle Resistenze con il Metodo di Savitsky i DINAV valori segnati con (*) rappresentano i valori che abbiamo introdotto inerenti al nostro scafo. **** METODO DI SAVITSKY (SHORT FORM) - Cf = ATTC 1947 Carena immersione di progetto Caso 2 Dislocamento [ kg] = 16617 β (angolo di deadrise al mezzo) [°] = 22,75 βτ (angolo di deadrise al transom) [°] = 20,15 (coordinata x del baricentro dell’opera viva) [ m] = LCG 4,95 B (massima larghezza al chine) [ m] = 3,7 BT (larghezza al chine al transom) [ m] = 3,64
t [°] 5.8 6.6 6.3 5.5 4.7 4.1
tC [°] 15.3 10.4 7.7 6.1 5.1 4.3
LK [m] 13.354 11.174 10.298 10.117 10.252 10.545
l 2.950 2.444 2.175 2.040 1.965 1.919
LC LM [m] [m] 8.477 10.916 6.914 9.044 5.799 8.048 4.981 7.549 4.291 7.271 3.657 7.101
d [m] 1.345 1.287 1.124 0.968 0.846 0.754
LCGe [m] 4.950 4.950 4.950 4.950 4.950 4.950
MV * 0.5 [kn] 15.0 1.120 20.0 1.072 25.0 1.027 30.0 1.005 35.0 0.996 40.0 0.992
RBH V [m/s] [kg] 2274 7.7 10.3 2601 12.9 2575 15.4 2522 18.0 2548 20.6 2664
V RSK Fn RAPP Cv RV AA [kg][kn] [kg] [m/s] [kg] 15.0 7.778 141 1.281 0 1.548 20.0 10.3 1.708 185 0 2.064 139 25.0 12.9 2.135 214 0 2.580 217 30.0 15.4 2.562 247 0 3.096 312 35.0 18.0 2.989 294 0 3.612 424 40.0 20.6 3.416 360 0 4.128 554
RFLAPtCv [kg] [°] 1.281 5.8 0 1.708 6.6 0 2.135 6.3 0 2.562 5.5 0 2.989 4.7 0 3.416 4.1 0
RAW tC Fn RlT [kg] [°] [kg] 15.3 01.548 2.950 2493 10.4 02.064 2.444 2925 7.7 02.580 2.175 3006 6.1 03.096 2.040 3080 5.1 03.612 1.965 3266 4.3 04.128 1.919 3579
tR tCLC lLM LK d LTK EHP EHP [°] [°] [kN] [m] [CV] [m] [kW] [m] [m] [m] 5.8 15.3 13.354 24.45 8.477 257 2.950 10.916 18913.354 1.345 6.6 10.4 11.174 28.68 6.914 401 2.444 9.044 29511.174 1.287 6.3 7.7516 2.175 10.298 29.48 5.799 8.048 37910.298 1.124 5.5 6.1634 2.040 10.117 30.21 4.981 7.549 46610.117 0.968 4.7 5.1784 1.965 10.252 32.03 4.291 7.271 57710.252 0.846 4.1 4.3982 1.919 10.545 35.09 3.657 7.101 72210.545 0.754
LC M L LCGe *M 0.5 [m] [m] [m] 8.477 4.950 10.916 1.120 6.914 4.950 9.044 1.072 5.799 4.950 8.048 1.027 4.981 4.950 7.549 1.005 4.291 4.950 7.271 0.996 3.657 4.950 7.101 0.992
RdBH LCGe RAPPM * 0.5 RSK [m] [kg] [m] [kg] [kg] 1.345 2274 4.950 141 1.120 0 1.287 2601 4.950 185 1.072 0 1.124 2575 4.950 214 1.027 0 0.968 2522 4.950 247 1.005 0 0.846 2548 4.950 294 0.996 0 0.754 2664 4.950 360 0.992 0
RBH RAA RRAPP FLAP [kg] [kg] [kg] [kg] 227478 141 0 2601 139 185 0 2575 217 214 0 2522 312 247 0 2548 424 294 0 2664 554 360 0
RR SK AW [kg] [kg] 00 00 00 00 00 00
RAART RFLAPRT [kg] [kg] [kg] [kN] 78 0 2493 24.45 139 0 2925 28.68 217 0 3006 29.48 312 0 3080 30.21 424 0 3266 32.03 554 0 3579 35.09
RAW EHP [kg] [CV] 0257 0401 0516 0634 0784 0982
REHP RT T [kg] [kW] [kN] 249318924.45 292529528.68 300637929.48 308046630.21 326657732.03 357972235.09
EHP [CV] 257 401 516 634 784 982
EHP [kW] 189 295 379 466 577 722
Times New Roman,Normale\16/02/2012
* * * * * *
2 [m ] = 38,1766
Superficie frontale esposta all'aria
2 Superficie bagnata dello skeg [m ] Lunghezza bagnata dello skeg [ m] Numero di flaps INAV Flap Span [ m] Flap Chord [ m] Flap Location ( + = AD rispetto al transom) [ m] Flap Angle [°] t form) V V Addendo per ruvidezza di carena [kn] [m/s] Appendici di carena (bielica conv.) {1=incluse 0=escluse} 15.0 7.7 [ m] Altezza significativa delle onde Hs 20.0 10.3 [ m] Lunghezza della proiezione del chine Lp 25.0 12.9 [ kn] Velocità del vento 30.0 15.4 [ kn] Velocità iniziale 35.0 18.0 [ kn] Velocità finale 40.0 20.6 [ kn] Intervallo Velocità
t form)
= 0 = 0 = 2 = 1,53 = 0,3 = 0 = 0 = Cv 0,0004 = 1 =1.310 0 =1.74612,89 =2.183 0 =2.619 15 =3.056 40 =3.493 5
Times INAV New Roman,Normale\10/02/2012 INAV
Times New Roman,Normale\10/02/2012 Times New Roman,Normale\10/02/2012
Immersione (0.6m)
Fn 1.704
*2.272 2.840
*3.408 *3.976 4.545 *
t [°] 3.8 4.4 4.2 3.7 3.3 2.9
tC [°] 10.9 7.5 5.6 4.5 3.7 3.2
l 3.045 2.523 2.242 2.102 2.023 1.975
LK [m] 14.357 12.009 11.140 11.045 11.296 11.715
LC LM [m] [m] 7.198 10.778 5.850 8.930 4.736 7.938 3.834 7.439 3.029 7.162 2.270 6.993
t form) t form) NewM Roman,Normale\Confidenziale dTimes LCGe V * 0.5 RBH V RAPP Cv V RSK [m] [m] [kn] [m/s] [kg] [kg][kn] [kg] 0.946 4.870 15.0 1.119 1057 7.7 68 1.310 15.0 0 10.3 1.746 0.919 4.870 20.0 1.053 1256 95 20.0 0 12.9 2.183 0.820 4.870 25.0 1.014 1360 123 25.0 0 15.4 2.619 0.722 4.870 30.0 0.999 1478 160 30.0 0 18.0 3.056 0.645 4.870 35.0 0.993 1647 213 35.0 0 20.6 3.493 0.585 4.870 40.0 0.991 1870 287 40.0 0
t form) Times t form) New Roman,Normale\Confidenziale
Fn RVAA [m/s] [kg] 1.704 7.775 2.272 10.3 133 2.840 12.9 207 3.408 15.4 298 3.976 18.0 406 4.545 20.6 530
RFLAPCv t [kg] [°] 1.310 3.8 0 1.746 4.4 0 2.183 4.2 0 2.619 3.7 0 3.056 3.3 0 3.493 2.9 0
RAW tC Fn RlT [kg] [°] [kg] 10.9 01.704 3.045 1200 7.5 02.272 2.523 1484 5.6 02.840 2.242 1690 4.5 03.408 2.102 1937 3.7 03.976 2.023 2266 3.2 04.545 1.975 2687
Times New tR LTK tEHP EHP lLM LK dTimes LCGe LCNewMRoman,Normale\Confidenziale L * M0.5 RdBH LCGe R MRoman,Normale\Confidenziale * 0.5 RSK RBH RAA RRAPP RR CLC APP FLAP SKAW [kN] [°][m] [°] [CV] [m] [kW] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [kg] [m] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] 14.357 11.77 3.8 10.9 7.198 123 3.045 10.778 9114.357 0.946 7.198 4.870 10.778 1.119 0.946 1057 4.87068 1.119 0 105775 68 0 00 12.009 14.55 4.4 5.850 7.5204 2.523 8.930 15012.009 0.919 5.850 4.870 8.930 1.053 0.919 1256 4.87095 1.053 0 1256 133 95 0 00 11.140 16.58 4.2 4.736 5.6290 2.242 7.938 21311.140 0.820 4.736 4.870 7.938 1.014 0.820 1360 4.870 123 1.014 0 1360 207 123 0 00 11.045 18.99 3.7 3.834 4.5399 2.102 7.439 29311.045 0.722 3.834 4.870 7.439 0.999 0.722 1478 4.870 160 0.999 0 1478 298 160 0 00 11.296 22.22 3.3 3.029 3.7544 2.023 7.162 40011.296 0.645 3.029 4.870 7.162 0.993 0.645 1647 4.870 213 0.993 0 1647 406 213 0 00 11.715 26.35 2.9 2.270 3.2737 1.975 6.993 54211.715 0.585 2.270 4.870 6.993 0.991 0.585 1870 4.870 287 0.991 0 1870 530 287 0 00
Times New Roman,Normale\Confidenziale Times New Roman,Normale\Confidenziale
RAART RFLAPRT RAW EHP REHP RT T [kg] [kg] [kg] [kN] [kg] [CV] [kg] [kW] [kN] 1200 75 11.77 0 0123 1200 9111.77 133 1484 14.55 0 0204 148415014.55 207 1690 16.58 0 0290 169021316.58 298 1937 18.99 0 0399 193729318.99 406 2266 22.22 0 0544 226640022.22 530 2687 26.35 0 0737 268754226.35
EHP [CV] 123 204 290 399 544 737
EHP [kW] 91 150 213 293 400 542
UniversitĂ di GenovaTimes New Roman,Normale\savitsky completo bonanzinga.xls
grafico delle resistenze in relazione alle velocitĂ
5500 5000 4500
RT [kgf]
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
V [kn] imm. Di progetto
t form)
imm. +10
imm -20
35,0
40,0
PREVISIONI DI ASSETTO IN SEGUITO A SBARCHI E/O TRASPORTI DI CARICHI ML
Nell’esercitazione prendiamo in considerazione l’ipotesi di una variazione di assetto in seguito allo sbarco di un considerevole peso concentrato qual’ è quello del propulsore dell’imbarcazione. Partendo da un dislocamento di progetto prefissato “To”, e da una conseguente posizione del baricentro, procediamo con lo sbarco dei motori (due nel caso considerato): al dislocamento iniziale “Do” verrà sottratto il peso dei motori per ottenerne uno finale “D”, con il quale possiamo entrare nella tavola delle carene diritte e determinare le posizioni del centro della figura di galleggiamento “Cw”, del centro di carena “B”, dei metacentri longitudinale e trasversale, oltre all’immersione a motori scaricati e il nuovo piano di galleggiamento WL. Nel caso in considerazione il baricentro rimane al di sotto del metacentro trasversale, quindi lo sbarco dei motori non compromette eccessivamente la stabilità della carena.
assetto assetto iniziale iniziale T diTprogetto di progetto (m)(m) 0.80 0.80 DislDisl di progetto di progetto (kgf) (kgf) 16617 16617 Zb Zb di progetto di progetto (m)(m) 0.53 0.53 XwXw di progetto(m) di progetto(m) -0.80 -0.80 r dirprogetto(m) di progetto(m) 2.31 2.31 R diRprogetto(m) di progetto(m) 22.80 22.80 Zg di Zgprogetto(m) di progetto(m) 0.80 0.80 Xg Xg di progetto(m) di progetto(m) -1.09 -1.09 Xb Xb di progetto(m) di progetto(m) -1.09 -1.09
D(kgf) D(kgf) T (m) T (m) Xw(m) Xw(m) Xb(m) Xb(m) Zb(m) Zb(m) r(m) r(m) R(m) R(m) Xml(m) Xml(m) Zml(m) Zml(m) Xmt(m) Xmt(m) Zmt(m) Zmt(m) Xg(m) Xg(m) Zg(m) Zg(m)
Vista Frontale Zoom_Out: ML Metacentro Longitudinale
assetto assetto finale finale 15337 15337 0.77 0.77 -0.85 -0.85 -1.11 -1.11 0.51 0.51 2.33 2.33 23.9 23.9 -1.11 -1.11 24.41 24.41 -1.11 -1.11 2.84 2.84 -0.93 -0.93 0.79 0.79
peso peso Motori Motori peso motori 1280 1280 (kgf) (kgf) 1280 (kg)
Mt
A
go g Cwo Bo Cw B Beff
WL WLo
Vista Frontale Zoom_1: ML Metacentro Longitudinale
A go
WLo
g
WLo
Cwo
WL
Cw
WL Bo B
Beff
Vista Frontale Zoom_2: Ingrandimento delle geometrie
go
WLo
g
WL
Cwo Cw
Bo B
Beff
PREVISIONI DI ASSETTO IN SEGUITO A SPOSTAMENTO DI CARICO
Dato il piano di costruzione e la tavola delle carene diritte, possiamo conoscere rispetto all’immersione di progetto (To) qual è il dislocamento dell’imbarcazione. Ipotizziamo ora, di spostare la coppia di motori di cui conosciamo il peso(q) concentrato nel punto A (-0,304 ; 0 ; 0,896) [m] al punto A1 (-3.0,1,1.763) . Verifichiamo se l’imbarcazione mantiene la stabilità controllando che il nuovo baricentro (G) rimanga al di sotto del metacentro trasversale MT, ricavato dalle carene diritte; dopo essere entrati con la quota della nuova immersione viene confermata in questo caso, la stabilità dell’imbarcazione.
Assetto INIZIALE
T (m) D (T) Xb (m) Xw (m) Zbo (m) r (m) R (m) Zgo (m)
0,8 16,617 -1,08 -0,8 0,531 2,31 22,803 0,8
Assetto FINALE
T1 (m) D1 (T) Xbo=Xgo (m) Xwo (m) r1 (m) R1 (m) Yg1 (M) Zg1 (m)
0,8 16,617 -1,08 -0,8 2,31 22,803 0,07 0,88
peso motori 1280 (kg)
Coordinate de
Z(A) (m) Z(A') (m) Y(A') (m)
0,896 1.763 1
A'
(0,1,1.76339)
SPOSTAMENTO DI CARICO Costruzione Geometrica Vista Frontale
Mt
A1
Ao
WLo
Go Cwo
G1
WL Bo Beff
Mt Mt
A1
To
A
Go Bo
Cwo
G1
Data la tavola delle carene diritte e quindi il dislocamento e le coordinate del baricentro dell’imbarcazione,e il piano di costruzioni è possibile calcolare il momento di stabilità in relazione all’angolo d’inclinazione dell’imbarcazione.
0.90
0.90
0.90
0.80
0.80
0.80
°
° 24.62
26.79
°
° 24.62
26.79
°
°
28. 89
°
Angoli limite nei tre casi di dislocamento presi in considerazione sulla sezione maestra dello scafo: possiamo notare che aumentando l’immersione (e di conseguenza il dislocamento) gli angoli limite φ diminuiscono
26.79
28. 89
°
0.70
Le immagini rappresentano gli Angoli limite nei tre casi di dislocamento presi in considerazione sulla sezione maestra dello scafo; si può notare che aumentando l’immersione (e di conseguenza il dislocamento) gli angoli limite φ diminuiscono
28. 89
0.70
DIAGRAMMI DI STABILITÀ-Cross Curves of Stability
IMMERSIONE "-0.10(m)" 1,20 1,10 1 00 1,00 0,90
Ms/DISL (m) M
0,80
immersione T(m) DISL(T) r(m) a(m) Zg(m) Zb(m)
-10(cm) 0,7 13 2,6 0,24 0,7 0,46
sen(fi) 0 0,087 0,173 0,258 0,342 0,422 0,483
Ms(T*m) 0,00 2,64 5,24 7,82 10,37 12,79 14,64
0,70 0,60 0,50 0 50
Ms/DISL (m)
0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0
5
10
15
20
25
30
fi (°) 0 5 10 15 20 25 28,89
Ms/DISL (m) 0,00 0,21 0,41 0,61 0,81 1,00 1,14
fi (°)
IMMERSIONE DI PROGETTO 1.00 0.90
Ms/DISL (m ) )
0.80 0.70 0.60
Di progetto 0.8 16.62 2.31 0.27 0.8 0.53
sen(fi) 0 0.087 0.173 0.258 0.342 0.422 0.45
Ms(T*m) 0 2.95 5.86 8.75 11.59 14.31 15.25
immersione T(m) DISL (T) r(m) a(m) Zg(m) Zb(m)
+10(cm) 0,9 21 2,03 0,31 0,9 0,59
sen(fi) 0 0,087 0,173 0,258 0,342 0,416
Ms(T*m) 0,00 3,08 6,13 9,14 12,11 14,73
0.50 0.40
Ms/DISL (m)
0.30 0.20 0.10 0.00 0
5
10
15
20
25
30
fi (°)
fi (°) 0 5 10 15 20 25 26.79
IMMERSIONE "+0.10(m)" 1.00 0.90 0.80 0.70 Ms/DISL(m)
immersione T(m) DISL(T) r(m) a(m) Zg(m) Zb(m)
0.60
Ms/DISL (m) 0.00 0.18 0.35 0.53 0.70 0.86 0.92
0.50 0.40
Ms/DISL (m)
0.30 0.20 0.10 0.00 0
5
10
15 fi (°)
20
25
30
fi (°) 0 5 10 15 20 24,62
Ms/DISL (m) 0,00 0,15 0,30 0,44 0,59 0,72
Cross Curves of Stability
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
12844 Kgf
5°
10°
15°
20°
25°
28.89° f(°)
Ms/∆ (m)
16617 Kgf
5°
10°
15°
20°
25°
26.79° f(°) Ms/∆ (m)
20588 Kgf
5°
10°
15°
20°
24.62°
f(°)
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
12844 Kgf
12844 Kgf
5°
10°
15°
20°
25°
Ms/∆ (m)
φ(°)
16617 Kgf
16617 Kgf
5°
10°
15°
20°
Ms/∆ (m)
25°
f(°)
28.89°
φ(°)
26.79°
20588 Kgf
5°
10°
15°
20°
φ(°)
f(°)
Cross Curves of Stability
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
Ms/∆ (m)
PROGETTO DI MASSIMA DI UN ELICA
E’ possibile progettare l’elica di un’imbarcazione, ipotizzando : • la velocità V di crociera=30kn (15,43 m/s) • il diametro d dell’elica: 0.80 m • immersione del mozzo: 0.80 m
Velocità in nodi Velocità in metri/secondo Resistenza
Pressione atmosferica Immersione del mozzo Pressione di vapore dell’acqua di mare Peso specifico dell’acqua di mare
Ricaviamo: • la velocità d’avanzamento dell’elica (u = 13,1 (m/s) • la spinta propulsiva (T=1811,7 Kgf )
Velocita di avanzamento dell ‘elica;
u = (1-w)v
Spinta propulsiva; T = R/(1-t)
Vel (kn) Vel (m/s) Diametro Rt (kgf) t w k Po (kgf/m^2) t (m) pv (kgf/m^2) ɣ (kgf/m^3)
u = 13,1 (m/s) T = 1811,7 (Kgf )
Avendo utilizzato : • t=0,15 • w=0,15
• Calcoliamo : Pressione assoluta al mozzo dell ‘elica; • il rapporto tra area espansa e area del disco(Δe/Δo)
Pressione assoluta al mozzo dell ‘elica; Area sviluppata/Area disco;
p= Po+ v*z]
Ae/Ao = k + 2,2*[T/(p-pv)D^2]
p = 11150,8 (kgf/m^2) Ae/ao = 0,76
30 15,43 0,8 3080 0,15 0,15 0,2 10330 0,8 200 1026
Ipotizzando che l’elica abbia 3 pale entriamo nel grafico delle eliche di Gawn, troviamo la famiglia di propulsori avente uguale superficie di pala e rileviamo i valori di : • P/D (Passo/Diametro) • Kt (Coefficiente di SPINTA = T/(ρ*(n^2)*(D^4) ) • J (Coefficiente di AVANZO J = u/nD ) • Kt/(j)^2 (Coeff di SPINTA/RENDIMENTO^2 T/ (ρ*D^2*u^2)]
•
Kq
(Coefficiente del MOMENTO = Q/ ρ (n^2)(D^5) )
raccogliamo i dati all’interno di una tabella :
P/D
Kt 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
J 0,1 0,13 0,145 0,151 0,162 0,173 0,188 0,21
0,44 0,6 0,78 0,96 1,16 1,33 1,51 1,67
Kt/(J)^2 Kq n 0,52 0,018 0,36 0,024 0,24 0,03 0,16 0,036 0,12 0,04 0,10 0,047 0,08 0,056 0,08 0,066
0,405 0,6 0,67 0,71 0,745 0,765 0,78 0,79
Calcoliamo le caratteristiche della nostra elica: Passo/Diametro
P/D Rendimento
1.179
J
0,941
J
0,941
n
0,706
Kt/j^2 0,17 Coefficiente di MOMENTO TORCENTE [Kq = Q/ ρ (n^2)(D^5)] Kt 0,1503
P/D
1.179
n
0,706
P/D kq
J
0,941
P/D Kt/j^2
1.179 0,17
J
Kt di SPINTA/RENDIMENTO^2 0,1503 Coeff [Kt/j^2 = T/(ρ*D^2*u^2)]
J
0,941
n 0,706 Coefficiente di SPINTA Kt= T/(ρ*(n^2)*(D^4) ) Kt/j^2 0,17
0,17
Kt
0,1503
kq
0,0035
nCoefficiente di AVANZO 0,706 J = u/nD
n kq
1.179 0,17
0,706 0,0035
J Kt
0,941 0,1503
Kt/j^2
n kq
0,706 0,0035
Kt
0,1503
0,17
kq
0,0035
Kt/j^2 Kt
0,941
0,1503
kq 0,0035di giri al Ricaviamo il numero secondo dell’elica(n).
numero di giri = 17,42 giri/s n=u/JD (giri/s)
Costruiamo il grafico con i valori ricavati dal grafico di Gawn e troviamo i valori della nostra elica per le grandezze già calcolate:
P/D
1.179
J
0,941
n Kt/j^2
0,706
Kt, Kq ,J, η, Kt/J^2
P/D Kt/j^2
1.179 0,0035
0,941
0,1503
kq
0,0035
n
0,706
Kt/(j^2)
0,17
Kt
J
0,170 0,150 0,035
Kt KQ
P/D
CURVE DI BURRILL : Verifica della percentuale di cavitazione sul dorso delle pale dell’elica
Ora calcoliamo: • la sigma(indice di cavitazione) • il coefficiente tau,
CAVITAZIONE (Ur)^2 Ae= 0,386205029 Ap= 0,3 SIGMA 0,191923 Tau
Otteniamo la percentuale di cavitazione dell’elica uguale al 30% circa
Nel nostro caso la cavitazione è del 30%,se volessimo un regime di cavitazione minore dovremmo rifare i calcoli variando i dati,o fare delle prove in vasca.
Le eliche possono essere: non cavitanti, al limite di cavitazione,supercavitanti e supercavitanti di superficie .
0,17993252
1112,25