Manovre portuali: Ormeggio rilassato con l'elica di prua

L'utilità di un'elica di prua è oggetto di dibattito. È un elemento polarizzante tanto quanto i winch elettrici, i sistemi di avvolgimento della randa o le piattaforme da bagno ripiegabili elettroidraulicamente. Per alcuni sono la morte di ogni forma di navigazione, rallentano la barca con venti leggeri e danno fastidio. Per altri, un'elica trasversale, come viene correttamente chiamata, è un'utile e moderna aggiunta all'equipaggiamento.

Entrambe le parti hanno probabilmente ragione, in una certa misura. È ovvio che i propulsori di prua facilitano alcune manovre. Ma questo può anche significare che non è più possibile manovrare senza. E alcuni modelli sono effettivamente estremamente rumorosi. Ma i bow thruster non appartengono più al passato. Al contrario, vengono addirittura utilizzati per una gamma più ampia di applicazioni. Lo dimostrano progetti come Dock & Go, in cui il propulsore di prua lavora insieme a un'elica principale rotante.

A proposito di questo argomento:

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Nel settore del charter, le eliche di prua sono quasi uno standard; intere flotte sono state adattate o ordinate con eliche di prua. Anche gli armatori, soprattutto le coppie o i velisti single, sentono sempre più spesso il sospettoso tintinnio sotto lo scafo.

Ecco perché alcuni propulsori di prua sono rumorosi

In realtà, è soprattutto questo rumore a causare le maggiori controversie. Perché alcuni yacht hanno più probabilità di essere sentiti che visti quando vengono governati con la traversa invece che con il timone fin dall'ingresso del porto. Questo non solo è inutile, ma rasenta anche la molestia.

I rumori fastidiosi sono causati da vincoli di progettazione. Il diametro dell'elica deve essere piccolo per ridurre al minimo le dimensioni di installazione, ma allo stesso tempo deve generare una spinta elevata. Ciò richiede velocità elevate e geometrie speciali delle eliche. Queste circostanze portano alla cavitazione sulle pale dell'elica. Le bolle di cavitazione esplodono sulle pareti dell'alloggiamento dell'elica e provocano un forte botto. Questo "funziona" molto bene con i sistemi a tunnel, poiché l'elica cavita in modo particolarmente intenso e il tubo funge anche da amplificatore.

I nuovi arrivati su uno yacht, in particolare i noleggiatori, dovrebbero assicurarsi di sapere con che tipo di elica di prua hanno a che fare quando sono ancora in porto. Nel caso di un sistema a tunnel, si può sempre presumere che verrà generata una quantità significativa di rumore. Oltre a questo controllo iniziale, è necessario adottare altre misure per prepararsi alla crociera, come studiare il manuale e le istruzioni per l'uso, e non solo quando l'ormeggio è imminente. Altrimenti, è quasi inevitabile che le cose si facciano frenetiche, il miglior presupposto per collisioni e danni.

Familiarizzare con il sistema

Quando si familiarizza con il sistema, è molto importante sapere dove e come accenderlo. A volte è necessario premere il pulsante di accensione per alcuni secondi. In realtà, l'operazione è generalmente intuitiva, sia che si utilizzi un joystick o dei pulsanti. Tuttavia, se il pannello è montato longitudinalmente rispetto alla direzione di marcia, ad esempio sul lato del piantone dello sterzo o accanto al pannello del motore, ciò può creare confusione. In questo caso, non c'è un pulsante destro o sinistro, ma solo uno rosso e uno verde.

Quindi, sentitevi liberi di provare il sistema in porto all'ormeggio: non deve essere necessariamente nell'ora più bella del tramonto, e basta una breve spinta su ogni lato. Se lo utilizzate per periodi più lunghi all'ormeggio, rischiate di essere sospettati di utilizzare l'elica come frullino per disperdere la nuvola dal serbatoio, cosa che purtroppo accade occasionalmente.

Se la prua è raggiungibile da terra, ad esempio quando si ormeggia nel box o si affianca, si può provare a spingere manualmente lo scafo contro la spinta dell'elica dall'esterno per avere un'idea della forza di spinta. Questo perché un'elica che è stata in acqua per un'intera stagione può essere molto invasa da cozze e pockmark. Tuttavia, anche la più piccola crescita porta a una significativa perdita di spinta.

È importante anche l'aspetto del getto prodotto. Se contiene molta aria e si sentono rumori di aspirazione, probabilmente la profondità di installazione è insufficiente. Questo è un problema particolare con i sistemi di tunnelling negli scafi moderni e piatti. In questo caso, può essere utile inviare due o tre membri dell'equipaggio a prua durante la manovra, in modo da affondare un po' di più. Il baglio fornisce anche informazioni sulla posizione dell'elica. Più è arretrata, peggiore sarà l'effetto.

L'elica di prua non è una polizza assicurativa

Si consiglia di effettuare prove più approfondite al di fuori del porto. A tal fine, è necessario posizionare lo yacht ad angolo retto rispetto al vento e cercare di spingere la prua contro il vento, sempre che questo soffi. In questo modo si ottengono le migliori indicazioni sulle prestazioni. Ma anche in condizioni di calma, è importante sviluppare una sensazione di relazione tra la spinta e la massa dell'imbarcazione.

Gli utilizzatori di eliche di prua sono considerati cattivi skipper. Sono accusati di non essere più in grado di padroneggiare le manovre convenzionali con timone e cime. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che l'elica di prua viene spesso utilizzata anche quando non è necessaria. Tuttavia, abbiamo elencato alcune manovre per le quali essa ha senso a seguire. Questo vale anche per le partenze con vento al traverso, dove la trave può contrastare la deriva, a patto che non ci sia velocità nella nave.

In linea di principio, tuttavia, il sistema di correnti trasversali deve essere considerato solo un aiuto e non deve essere incluso nella pianificazione della manovra. Questo perché, se non funziona, è quasi impossibile correggere l'alimentatore o l'alimentatore. Basta un surriscaldamento, che si verifica rapidamente durante il funzionamento continuo e provoca la rottura del fusibile. Pertanto, lavorate sempre e solo con brevi raffiche, fate le correzioni e non eseguite voi stessi la manovra con il faretto. Inoltre, informatevi preventivamente su dove si trova l'interruttore del fusibile!

Alcuni sistemi si spengono anche automaticamente se non vengono utilizzati per un certo periodo di tempo. Questa funzione, che in realtà ha senso perché altrimenti lo spegnimento all'inizio del viaggio verrebbe spesso dimenticato, può essere disastrosa. Perché dopo un lungo periodo di manovre alla ricerca di un ormeggio, nel momento cruciale non succede nulla.

Quindi, se avete un'elica di prua, dovreste usarla con attenzione. Si tratta di un ausilio moderno, soprattutto per gli yacht moderni che vengono guidati molto. Ma non bisogna diventarne dipendenti.

Come funziona un elica di prua

Un elica di prua genera una forza trasversale attraverso la sua spinta. Inizialmente sposta l'imbarcazione lateralmente. Tuttavia, a causa della superficie laterale relativamente ampia delle barche a vela, questo movimento laterale è contrastato da una grande resistenza. Poiché la forza agisce solo sulla prua, si genera una coppia: l'imbarcazione si muove intorno al suo asse di rotazione. La sua posizione dipende dalla forza di spinta e dalla distanza dell'elica di prua dal punto di pressione laterale. Più l'elica di prua è lontana dal punto di pressione laterale, più l'asse di rotazione è vicino ad esso. Negli yacht moderni con piano laterale diviso, di solito è a livello della chiglia. Tuttavia, non è solo la prua a ruotare, ma anche la poppa, e in direzione opposta! Questo è particolarmente importante nelle manovre di accostata.

Più avanti, più potenza

Due fattori sono decisivi per l'intensità della coppia, cioè della forza laterale risultante a prua: la potenza dell'elica di prua e la sua distanza dal punto di pressione laterale. Più è installato in avanti, più lungo è il braccio di leva e maggiore è la coppia risultante.

Nell'esempio - molto semplificato - è stato utilizzato un propulsore di prua con una potenza di 600 newton, paragonabile a 60 chilogrammi di spinta, come base per uno yacht di dieci metri. L'installazione a una distanza di tre metri dall'asse di rotazione comporterebbe una coppia di 1.800 Newton metri. Se lo stesso propulsore di prua fosse installato un solo metro più a prua, la leva estesa genererebbe una coppia di 600 Newton metri in più. Si potrebbe quindi installare un sistema con una potenza di soli 450 Newtonmetri. A seconda delle dimensioni dell'imbarcazione, questo può compensare la differenza di prezzo tra un sistema a tunnel e uno pieghevole.

Maggiore è la velocità di avanzamento, minore è l'efficacia

Un'elica di prua raggiunge la sua massima potenza solo quando lo yacht è fermo. A una velocità di soli due nodi in avanti, si riduce di circa la metà e a partire da una velocità di cinque nodi il sistema è inefficace. Ciò è dovuto a diversi fattori. In primo luogo, l'acqua aspirata viene fatta vorticare dalla velocità e l'elica cavita prima in questa corrente turbolenta. Inoltre, il flusso intorno allo scafo, alla chiglia e al timone crea una portanza idrodinamica che mantiene lo yacht in rotta.

In breve: uno yacht che naviga non va alla deriva in senso antiorario. Il propulsore trasversale è sempre più impotente nei confronti di questa forza stabilizzatrice all'aumentare della velocità. Nel complesso, le influenze idrodinamiche fanno sì che l'asse di rotazione si sposti sempre più in avanti, fino a quando la coppia si avvicina a zero.

Quattro manovre con l'elica di prua

Traversata

È possibile ormeggiare al traverso, ma non deve esserci troppo vento al largo. Spostare lo yacht leggermente a poppa e parallelamente all'ormeggio. Usare l'elica di prua per spingere la prua verso la riva (frecce blu) e allo stesso tempo contrastare il momento di rotazione a poppa spingendo leggermente in avanti e sterzando lontano dalla riva. In questo modo, lo yacht deriva lateralmente, leggermente in avanti.

Con il retro contro

Per contrastare l'effetto della banderuola, è possibile avvicinarsi a un molo con la poppa controvento. Non appena una cima d'ormeggio è stata portata a poppa, si può utilizzare il propulsore trasversale per contrastare lo spostamento della prua, ma solo allora! Prima di allora, il suo utilizzo allontanerebbe la poppa dal molo. Se l'elica di prua è troppo debole in caso di vento forte, può essere aiutata da una forte spinta a prua. Ancora più semplice sarebbe navigare in una molla centrale.

Aiuto alla rotazione

Nelle corsie molto strette tra i pali o le cime di ormeggio, può essere molto difficile manovrare la prua con il vento forte. La mancanza di spazio di manovra costringe a fermarsi e la prua si allontana. Invece di ormeggiare a un palo di bolina e aspettare che la barca giri, si può spingere la prua attraverso il vento con una spinta supplementare. La virata può quindi essere completata facilmente.

Correzione della direzione

Quando c'è molto vento all'inizio di una manovra di ancoraggio, c'è un alto rischio che lo yacht vada alla deriva. Senza velocità, l'imbarcazione non è in grado di manovrare al momento dell'ammainata e intraprende rapidamente un viaggio indesiderato verso sottovento. Tuttavia, la prua può essere mantenuta nel vento con brevi spinte in tempo utile, fino a quando la catena è sufficiente a stabilizzare la direzione della deriva.

Sistemi di eliche di prua a confronto

Sistema di tunnel

Sistema semplice, pochi meccanici, prezzo vantaggioso, quindi installato su molte imbarcazioni e soprattutto su yacht da noleggio. Difficilmente è soggetto a danni. L'installazione non è complicata e può essere effettuata da soli. Il posizionamento è talvolta problematico. In particolare con le strutture di prua a U, come negli yacht moderni, il tunnel deve essere spostato molto a poppa per garantire una distanza di un diametro del tunnel dalla linea di galleggiamento. La leva corta comporta una perdita di coppia. Inoltre, il rapporto tra diametro e lunghezza del tunnel può diventare sfavorevole e l'aumento della pressione dinamica può portare a una perdita di potenza. I sistemi a tunnel favoriscono il rumore dovuto alla cavitazione. Sono anche suscettibili di incrostazioni a causa del loro stato di immersione permanente. Il foro nello scafo crea inoltre una maggiore resistenza. A seconda che sia stato progettato per ottimizzare il flusso con un canale di pre-bulge e di drenaggio, la perdita di velocità può essere compresa tra l'uno e il cinque percento.

Sottocostruito

Il vantaggio più evidente dell'elica di prua Exturn montata sotto la barca del produttore austriaco Marinno è il minimo intervento sulla struttura dello scafo. È necessario praticare solo un foro di 50 millimetri, eliminando così la necessità di un lungo lavoro di segatura e laminazione. Il motore e l'elica sono alloggiati in un involucro aerodinamico. Ciò consente di posizionare il sistema molto a prua, ad esempio sotto un serbatoio d'acqua a prua. In questo modo si ottiene un'ottima leva. Il prezzo di Exturn è di circa 4.000 euro per uno yacht di dieci metri. Tuttavia, poiché i costi di installazione sono praticamente nulli, il sistema è il più economico in assoluto. Altri vantaggi sono il basso livello di rumore e la lunga durata di funzionamento grazie al raffreddamento dell'acqua circostante. Tuttavia, la posizione esposta presenta anche degli svantaggi, in quanto l'elica di prua non è protetta se cade in secca. Inoltre, provoca un aumento della resistenza, che secondo il produttore dovrebbe essere nella gamma di un sistema di tunnelling. Inoltre, l'Exturn è suscettibile di incrostazioni.

Pieghevole

L'installazione dell'elica di prua più complessa, ma anche quella con la minore resistenza. Il flusso intorno allo scafo non viene disturbato quando il sistema viene retratto. Poiché l'elica si ripiega fuori dal fondo dello scafo, raggiunge comunque una profondità d'acqua sufficiente per rimanere efficace anche quando è installata molto a prua e con paratie poco profonde, per cui sono possibili lunghe leve. Il tunnel corto riduce inoltre al minimo il rumore di cavitazione. Questo sistema è il più protetto contro le incrostazioni, poiché l'estensione poco frequente fa sì che pochi organismi e sostanze nutritive entrino nel pozzo. Il meccanismo di estensione del tunnel è il tallone d'Achille di questo sistema. È complicato e quindi potenzialmente soggetto a errori. Questi sistemi sono anche tra i più costosi. I soli componenti costano circa 5.500 euro per uno yacht di dieci metri, più altri 2.000 euro per l'installazione, che non è un compito facile.