I Propulsori navali - Nauticokr.it

A. Vega − I propulsori navali
La variazione della quantità di moto della quantità di acqua che attraversa il disco dell’elica
può essere indicato da :
Δq = m ⋅ Δ(V – V’)
dove con V si indica la velocità d’ingresso dell’acqua e con V’ la velocità di uscita dell’acqua a
valle del disco dell’elica; evidentemente il termine Δ(V – V’) rappresenta la variazione di velocità
dell’acqua attraverso il disco dell’elica.
In fisica si definisce impulso il prodotto di una forza F che agisce per un piccolo intervallo
di tempo dt ovvero :
I = F ⋅ dt
l’impulso I può però essere espresso anche mediante la variazione della quantità di moto; quindi
ragionando per analogie si può scrivere:
e ponendo dt = 1 si ottiene :
I = F ⋅⋅⋅⋅ dt = Δq = m ⋅ Δ(V – V’)
F = m ⋅ Δ(V – V’)
relazione che esprime la Teoria Impulsiva dell’elica e secondo la quale una stessa forza di spinta T
può essere fornita:
- o agendo su di una grande massa d’acqua che subisce una piccola variazione di velocità
- o agendo su di una piccola massa d’acqua facendole subire una forte variazione di velocità.
Con la prima soluzione si ottengono eliche di grande diametro ed a bassa velocità come
quelle dei rimorchiatori, con la seconda soluzione si ottengono le eliche veloci e di piccolo diametro
come i motoscafi, i fuori bordo o per le navi bielica (a due eliche) come è il caso delle navi militari
o navi dove la velocità è una necessaria qualità nautica.
La teoria alare trae origine dallo studio della portanza, la forza che permette ad un aereo di
volare mantenendosi in aria. La portanza P si origina quando una lastra posta in fluido si trova in
moto relativo rispetto ad esso e viene inclinata rispetto al flusso della corrente: nascerà una forza P
perpendicolare alla velocità dei filetti fluidi che compongono la corrente ed una forza R opposta
alla velocità degli stessi filetti fluidi. La somma R + P rappresenta la forza F che agisce sulla
lastra.
La genesi della portanza P si può spiegare con il fatto che la presenza della lastra costringe i
filetti fluidi ad addensarsi sulla faccia superiore e a diradarsi su quella inferiore; ciò provoca una
depressione sul dorso che risucchia la lastra verso l’alto ed una pressione sul dorso inferiore che
tende a spostarla nello stesso verso. La portanza è dunque generata dall’azione combinata di una
pressione e di una depressione. Se al posto di una lastra si considera un profilo alare, ovvero una
superficie spessa le cui facce sono curvate in maniera diversa, la portanza generata risulta essere
superiore a quella della lastra. È questo che si fa con le ali degli aerei, da cui il termine profilo
alare cioè sezione di un’ala.