Carene nautiche: analisi delle carene Delta

Quasi tutte le imbarcazioni veloci o meno, progettate da Renato Levi e da me, sono caratterizzate dalla carena tipo DELTA che in proporzioni e forme diverse ripropongono il teorema e il concetto della minima “superficie bagnata” e il massimo carico concentrato a contatto con l’acqua.

Lo specchio di poppa A, ha la forma della lettera greca Delta rovesciata, nella quale è racchiusa la massima larghezza del baglio e quella minima allo spigolo C, il tutto nell’altezza di costruzione compatibile con la volumetria necessaria.

Da questi tre punti partono delle linee molto tese ove la “chiglia B”, la “ruota di prora” ed il “dritto” si fondono in una unica armoniosa curva.
La tendenza a fondere lo spigolo nella fiancata con una superficie che dalla linea di cinta arriva alla chiglia, genera le superfici convesse caratteristiche di questi scafi.
Qui va ricordato che la resistenza del pannello di fondo o fiancata, di forma convessa , e ovviamente molto più alta di quelle del pannello piatto. Buon esempio è la forma delle volte a cupola; per non parlare dell’impatto minore in virata.

Il cavallino E, è quasi sempre una linea parabolica rovescia, mentre
la cinta F è rettilinea.
Chiglia e spigolo sono sempre rettilinei e paralleli sino alle prime ordinate di calcolo 1 o 2, formando il monoedro, generalmente intorno ai 20 gradi, costante sino a prora.
Il pattino di spigolo D è di larghezza costante ed a prua, dopo aver avuto una leggera flessione negativa, forma un caratteristico dente o gradino.
I pattini di sostentamento G, sono disposti in forma radiale e nel disegno 1 e 2 si dimostra come una disposizione parallela al piano di simmetria verticale 1 o normale ad esso 2, inducano rispettivamente, in virata una tendenza al “sottosterzo” o al “sovrasterzo”; per usare dei termini automobilistici.

Le carene tipo Delta hanno quasi sempre un:

C.C. (Centro di carena)
C.G. (Centro di gravità)
C.D.L. (Centro di deriva laterale), molto arretrati’; parametri caratteristici di una ottima tenuta di mare.

Le carene Delta sono stare progettate e realizzate con vari materiali; quello più comune e diffuso è il GPR con impregnazione a vacuum, ove sull’asse neutro del pannello viene normalmente inserito uno strato di espanso a cellula, possibilmente, chiusa e longitudinalmente è preferibile una stratificazione con fibre mono e bidirezionali.

La “gradualità” della resistenza del fasciame può essere offerta solo con l’impiego del legno lamellare che offre anche un significativo risparmio di peso.
Nell’ordine, conviene applicare strati alternati tra loro e inclinati di 45 gradi di mogano, pioppo avio evaporato, cedro e balsa, cedro, pioppo e mogano, il tutto incollato con resina epossidica.

La mancanza di uno spigolo o ginocchio molto marcato, caratteristica delle carene DELTA, permette la laminazione continua tra chiglia e cinta, consentendo altresì di ridurre le strutture longitudinali alla chiglia ai soli basamenti motore.

Le leghe di alluminio sono molto adatte per la loro leggerezza, facilitano la lavorazione ed handling, peraltro a causa della loro bassa resistenza alle deformazioni elastiche, si possono verificare degli infestonamenti del fasciame tra le strutture longitudinali e trasversali; il cosiddetto effetto “eggs box”, che oltre ad essere un fattore negativo esteticamente, lo è anche agli effetti della resistenza idrodinamica.

Abbiamo sperimentato un tipo di struttura nella quale solo i longitudinali sono saldati al fasciame, ma potrebbe essere interessante studiare una struttura ad “esoscheletro”, ove il fasciame e sagomato con delle ondulazioni longitudinali come quello degli aerei Junckers 52. Ovviamente questo tipo di fasciame dovrebbe essere limitato alle fiancate e non alle superfici plananti per quanto si potrebbe far concorrere i pattini come strutture esterne.