ELICA D1

L’elica è l’organo di propulsione che agisce spingendo indietro l’acqua nella quale gira, e trasmette allo scafo la spinta di trazione in avanti. L’elica è formata da un mozzo, dal quale si dipartono a raggiera 2 o più pale di forma elicoidale. Fissata sull’asse di rotazione per mezzo di un dado inverso oppure un ogiva un cono tronco con la parte terminale a punta sferica, che consente anche l’ottimale scorrimento del fluido.

Il senso di rotazione di un’elica si definisce:

Destrorso, quando vista da poppa, le pale girano in senso orario nella marcia avanti, e mostra il margine destro della pala inclinato verso prua.

Sinistrorsa, quando vista da poppa, le pale girano in senso antiorario nella marcia avanti.

Il numero di pale di un elica varia secondo l’utilizzo. L’elica ideale sarebbe quella costituita da una sola pala proprio perché le pale non sono soltanto elemento attivo che trasforma in velocità la potenza del motore, ma sono anche elemento passivo che sottrae energia al sistema. In realtà non è realizzabile perché l’elica con una sola pala è squilibrata e non facilmente bilanciabile, soprattutto a elevati giri. Aumentando il numero di pale diminuisce il rendimento, aumenta la resistenza idrodinamica ma, nello stesso tempo, diminuisce la cavitazione. La cavitazione è la tendenza a trascinare l’acqua nella sua rotazione, compromettendone la spinta.

Per concludere, possiamo affermare che l’elica ideale non esiste ma è un compromesso tra rendimento (due pale), e accelerazione (tre o più pale).

Le pale dell’elica possono essere: fisse, abbattibili e a passo variabile.

La scelta del tipo di elica dipende dal suo impiego poiché le eliche a pale fisse si dividono in:

• elica a passo lungo, MAGGIORE INCLINAZIONE DELLE PALE E DIAMETRO PICCOLO FORNISCE PIÙ VELOCITÀ.
• Elica a passo corto: MINORE INCLINAZIONE DELLE PALE E DIAMETRO GRANDE FORNISCE PIÙ SPINTA.

Le eliche a pale abbattibili sono particolarmente indicate per le barche a vela considerato che, ove non siano utilizzate, le pale si collocano nella posizione “a bandiera” (si chiudono), riducendo la resistenza all’avanzamento. Difetto di tali eliche è il loro basso rendimento, soprattutto in retromarcia e quindi non sono indicate per le unità a motore.

Le eliche a passo variabile possono modificare sia la direzione della spinta sia la quantità di energia che dal motore viene trasferita all’acqua. Per la loro complessità sono utilizzate quasi esclusivamente su particolari navi, come per esempio i rimorchiatori.

L’inclinazione delle pale rispetto al piano perpendicolare al mozzo, determina il passo teorico, cioè la distanza che l’elica percorrerebbe in un giro completo se l’acqua fosse solida.

Poiché l’acqua è cedevole, l’elica avanza meno del dovuto, (slitta, cavita) percorrendo in un giro completo una distanza inferiore a quella teorica, detta passo effettivo. La differenza tra passo teorico e passo effettivo è detto regresso, in esso sono contenute le maggiori perdite di rendimento dell’elica.

Eventi che incidono sul regresso sono:

• Carena sporca.
• Eccessivo peso imbarcato.
• Elica consumata.
• Installazione del propulsore errata.

Un passo inadeguato dell’elica può causare il fenomeno della cavitazione, viene a formarsi il vuoto ed un’eccessiva emulsione dell’aria contenuta nell’acqua, il motore va su di giri senza avere un effettivo rendimento. Fenomeni di corrosione dell’elica sono dovuti alla cavitazione.

L’elica, posta in rotazione, produce principalmente due azioni: una propulsiva coincidente al suo asse di rotazione e una detta effetto evolutivo. La spinta propulsiva è la maggiore delle due ed è quella che trasferendosi allo scafo ci permette di avanzare.

L’effetto evolutivo invece, è quella parte di spinta che trasmettendosi allo scafo, produce uno spostamento laterale della poppa dalla stessa parte del senso di rotazione. In pratica quando un’elica destrorsa è posta in rotazione a marcia avanti genera oltre alla spinta propulsiva, una spinta laterale sulla poppa verso destra, di conseguenza la nostra barca accosterà naturalmente verso sinistra. Ovviamente, cambiando il senso di rotazione si inverte anche l’effetto evolutivo che aumenta notevolmente grazie al fatto che l’elica ha le pale asimmetriche e ottimizzate per avere un massimo rendimento a marcia in avanti.

La principale causa dell’effetto evolutivo è da ricercare nella differenza di pressione che esercita la pala rispetto alla profondità in cui si trova nel compiere la rotazione (aumenta in profondità, diminuisce in superficie). A parità di velocità di rotazione, maggiore è il diametro dell’elica e maggiore sarà l’effetto evolutivo. Inoltre l’effetto evolutivo si accentua con l’aumentare del regresso. Per annullare l’effetto evolutivo le barche provviste di due motori utilizzano un’elica sinistrorsa e una destrorsa.

Il solcometro. Tutti gli strumenti nautici che misurano la velocità di una nave sull’acqua sono noti come solcometri (in inglese chip log). Il termine inglese LOG richiama il suo primo design che consisteva inizialmente in una tronchetto di legno che veniva filato a mare legato ad una cima che aveva un numero di nodi ad intervalli uniformi, srotolata da una bobina. Il conteggio del numero di nodi passati tra le mani del marinaio nel tempo di misura dava la velocità stimata della nave. Non a caso usiamo ancora il termine nodi per misurare la velocità.

Poiché un solcometro misurava la velocità del mezzo attraverso l’acqua questa era affetta da alcuni errori; in particolare l’effetto delle corrente rende il dato impreciso.

Oggi si utilizzano:

Il solcometro ad elica.

 il solcometro tubo di Pitot.

Solcometro elettromagnetico.

Solcometro con effetto ecodoppler.