Esoscheletro

di Franco Harrauer

Il titolo di questa mia memoria può sembrare un po’ scolastico, ma è stato suggerito ed ispirato dall’amico Antonio Soccol più di quaranta anni fa, per essere poi pubblicato su Mondo Sommerso mensile di nautica di cui era direttore.

Soccol era per Renato Levi e per me un po’ il "tentatore" con le sue idee anticonvenzionali che ha reso la vita sempre un po’ fuori dalle righe a lui stesso ed a noi due progettisti, in un mondo allora legato alle convenzionalità dei pochi modelli di barche proposte sul mercato della nautica.

Le nostre idee di matrice aeronautica collimavano con quelle giornalisticamente audaci dell’amico lagunare Antonio che, per tanti anni ci ha dato la possibilità di far conoscere e realizzare qualcosa di nuovo come le carene Delta, i wide body, le strutture lamellari integrali ed in lega leggera, le propulsioni con eliche semisommerse.

Chi si occupa di nautica a tutti i livelli deve essere assolutamente grato ad "Antonio Soccol".

Alcune indicazioni e considerazioni su nuovi tipi di strutture navali.

La Società Aeronautica Italiana Ing. Ambrosini di Passignano sul Trasimeno, presso la quale lavoravo negli anni sessanta, produsse nel ventennio circa quaranta aerei metallici da caccia su licenza Macchi e numerosi prototipi progettualmente molto avanzati.

cantiere-SAIAlla SAI si lavorava e ragionava in termini di leghe leggere, di strutture aereonautiche oltre che di aerodinamica. Tutto ciò ha contribuito in maniera determinante a modificare la mia maniera di progettare imbarcazioni. In quegli anni progettai, oltre ad alcuni mezzi ancora oggi “classificati“, il “SAI 950 Blue Shark” ed il “SAI Tiger Shark“. Due sportfisherman in Peraluman 35. Gli scafi, come le fusoliere degli aerei, venivano costruiti rovesciati su “scali“ con un metodo di posizionamento degli elementi strutturali molto rigido ed esatto, che prevedeva come prima operazione la posa in opera dei correnti longitudinali. Quindi, gli elementi interlongitudinali o costole. Infine, le lastre di fasciame che erano solamente saldate ai longitudinali.

struttura-LL-elettrosaldataSoc. Aereonautica Italiana SAI Ambrosini: esempio di struttura in Lega-Leggera elettrosaldata. Gli interlongitudinali non saldati al fasciame ne impediscono la deformazione e l’infestonamento verticale.

Questo metodo di assemblaggio, oltre alla precisione e rapidità di lavorazione, evitava gli infestonamenti dei pannelli di fasciame causati dalle saldature verticali e dai successivi carichi idrodinamici. Deformazioni del fasciame che, con il loro andamento ondulato, determinavano nell’opera viva significative resistenze idrodinamiche, oltre a rappresentare alti oneri per la stuccatura o la rasatura delle superfici.

Sempre in quegli anni ebbi la possibilità di progettare un catamarano e con le esperienze fatte a Passignano la peculiarità del progetto mi diede la possibilità di affrontare il lavoro in maniera anticonvenzionale e pragmatica. Proprio in quel periodo alla SAI, oltre alla costruzioni di imbarcazioni in lega leggera, si costruivamo anche aerei da turismo tra i quali il “Rondone F l 4“, un magnifico monoplano a carrello retrattile, progettato dall’ing. Frati.  L’ F l 4, che acquistai con alcuni amici per mandare in “pensione“ il nostro piccolo Eta Beta, era costruito interamente in legno, come d’altronde tutti gli aerei da turismo dell’epoca.

Stelio Frati era lo "stradivarius" delle strutture aereonautiche in legno ed il mio catamarano, che fu costruito dal Cantiere di Mario Sciallino a Ceriale, è stato indubbiamente influenzato da questa filosofia progettuale.

catamarano-legno-12mt-Sciallino cat-Sciallino-12m

catamarano-cantiere-Sciallino-12m Così nel 1968 progettai e fu costruito il CAT 12 m – ovviamente in legno come il mio Rondone, usando compensati aereonautici di betulla dello spessore medio di 5 mm e strutture scatolate.

La piattaforma di collegamento tra i due scafi era costituita da una trave catolata dello spessore di 500 mm. A Passignano avevo spesso osservato i vecchi biplani da caccia Fiat CR 42, dei quali esistevano ancora alcuni esemplari in fondo ai grandi hangar. Questi gloriosi esemplari avevano il collegamento tra l’ala superiore e quella inferiore costituito da elementi o puntelli diagonali, tali da formare un Trave Warren.

Con questa geometria si poteva realizzare nel mio catamarano una grande trave tra il pavimento della cabina – ala inferiore ed il suo soffitto – ala superiore, dotata di grande resistenza alla torsione e di altezza sufficiente per una buona abitabilità.

Nelle costruzioni aereonautiche in legno l’unione tra strutture longitudinali e trasversali può essere realizzata con fazzoletti di collegamento per sovrapposizione e incollaggio. Indubbiamente un metodo “tradizionale“ che evita l’interruzione delle fibre e l’indebolimento del nodo che avviene nel metallo saldato. Questa geometria anticonvenzionale potrebbe essere adottata con successo anche in certi casi presenti nella progettazione navale.

catamarano-crew-boat- GPR-Brasile

Un caso limite si è presentato recentemente in Brasile nella progettazione di un mio catamarano in GRP, dove negli scafi "slender", di sezione utile interna molto ridotta (larghezza 1300 mm), dovevo sistemare un motore largo 900 mm. Era chiaro che in 200 mm per lato lo spazio per accedere agli ausiliari del motore (pompe, alternatori ecc.) era del tutto inutilizzabile.

Cat.-Sciallino-12mt.-sezione-maestraPensando in maniera "aeronautica" decisi di spostare i longheroni longitudinali all’esterno del fasciame, ottenendo così uno spazio di 350 mm ai lati del motore sufficiente per arrivare, sia pure con un po’ di acrobazie e contorsionismi, ai controlli necessari.

In questo caso, la soluzione adottata era l’unica possibile per non vanificare, con un allargamento degli scafi, un buon rapporto larghezza/lunghezza prossimo a 1/10.

Questo catamarano è una imbarcazione da lavoro per i servizi petroliferi Offshore ed i longheroni esterni costituiscono degli ottimi bottazzi di protezione. Strutture resistenti all’esterno del fasciane. Insomma, scheletro all’esterno della pelle, cioè l’esoscheletro della maggior parte degli invertebrati e specialmente degli artropodi. La natura insegna! Per questa soluzione forse ho preso spunto inconsciamente dal vivo.

Junkers-Ju-52-struttura-esoscheletroRicordo di un aereo sul quale ho volato da bambino nel 1938, l’indistruttibile e popolare Jun kers JU 52 – il primo razionale esempio di una struttura con rivestimento lavorante all’esterno, costituito da lamiera di duralluminio ondulata longitudinalmente e saldata o rivettata solo su ordinate interne della fusoliera ad anello, oltre che sulle centine alari.

Un mirabile esemplare di esoscheletro che ha fatto sopravvivere, lo JU 52, per più di ottanta anni, guerre comprese. Quando volai con mamma e papà da Roma a Venezia, su quello strano aereo, ebbi la precisa sensazione di volare entro la saracinesca avvolgibile del negozio del nostro lattaio presso casa. Tuttavia, fu una sensazione meravigliosa che ha segnato la mia vita.

catamarano-Tacoma-USA-lega-leggera 25-mt.Nel 1985 fui invitato a progettare un grande moto catamarano di circa 25 metri in lega leggera che fu costruito l’anno dopo a Tacoma nella West Coast degli Stati Uniti. Nel progetto preliminare adottai il concetto dell’esoscheletro integrale (saracinesca del lattaio tipo Ju 52), ma fu una dura battaglia con l’ABS.

American Bureau of Shipping ridusse la mia proposta all’uso dei longitudinali esterni come pattini di fondo carena e nervature di fiancata. L’organo di classificazione accettò il disegno del trave Warren con puntelli a piramide tetraedrica che si estendeva per quattordici metri, cioè per la larghezza del catamarano, formando un anello chiuso di grande resistenza: un Wide Body.

L’adozione di un fasciame ad esoscheletro, di lamiera ondulata, sarebbe stata limitata alle superfici verticali di fiancata e di copertura e non avrebbe rappresentato un incremento negativo della resistenza della superficie bagnata. Forse, fu l’idea formale della saracinesca del lattaio che contrastando con lo "status architettonico", impedì la realizzazione di una progettazione integrale.

Quasi sempre la maniera di pensare e progettare "fuori dalle righe" può rendere la vita professionale un po’ difficile, ma si sta diffondendo l’opinione che l’evoluzione della progettazione navale debba passare attraverso la sperimentazione, la ricerca e l’adozione di una filosofia pragmatica condita da una grande curiosità, alla ricerca di nuove emozioni.

Articolo pubblicato sul periodico "Mondo Sommerso" e riprodotto su AMB p.g.c. dell’autore Franco Harrauer

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