Comandi di timoneria navale con sistemi pneumatici non convenzionali

Ecco quali sono gli aspetti fondamentali di un progetto non convenzionale per timoneria in cui gli azionamenti pneumatici sono integrati con azionamenti meccanici e dove il posizionamento di gran parte della componentistica è previsto inserito nel corpo del timone, allo scopo di ottimizzare lo spazio a bordo in imbarcazioni fino a 48 metri.

Progettazione di un timone

Come è ben noto il timone è il mezzo passivo che sfrutta il flusso derivante dal moto di avanzo della nave e che le consente di effettuare manovre; è composto principalmente da una pala, posta a poppa, vincolata ad un’asta verticale che, grazie alla macchina del timone posta a bordo, ruota a seconda dell’esigenza di manovra. Tipiche unità di azionamento per timoneria sfruttano sistemi oleoidraulci o meccanici. Studi recenti del settore si sono incentrati sulla ricerca di soluzioni alternative per sistemi di timoneria presenti in imbarcazioni di lunghezza limitata, circa 24 metri, con lo scopo di recuperare dello spazio a bordo, qualità importante per una nave di dimensioni ridotte, specialmente per quelle adibite ad uso da diporto, per indirizzarlo ad altri servizi.

Quando si progetta un timone occorre inizialmente tener conto di una serie di vincoli: la pala, ad esempio, deve rispettare alcune caratteristiche geometriche, come quella di dover essere contenuta all’interno della volta di poppa. Deve inoltre avere una certa distanza dalla chiglia e dall’elica, per evitare rispettivamente che il timone si danneggi in un possibile incaglio e per sfruttare al massimo l’effetto della scia. Diversamente il rischio è incorrere in vibrazioni eccessive che potrebbero essere dannose; il campo alternato di pressioni prodotte dall’elica potrebbe generare frequenze coincidenti con la frequenza naturale della pala.

Al pari di molti progetti di componenti, uno degli obiettivi da perseguire è quello di avere minor ingombro e minor peso possibile, garantendo anche peraltro una buona affidabilità del componente, considerando che la perdita del sistema di governo è molto pericolosa per una nave. Una maggiore affidabilità è garantita dai timoni con un sistema di sistema di sostegno inferiore come il calcagnolo, o superiore come il corno, ma dal punto di vista idrodinamico è più appetibile un timone “all movable”, ovvero a superficie completamente mobile. Quest’ultima tipologia di timoni, essendo sospesa, è di progettazione più semplice ma sicuramente meno affidabile dal punto di vista della resistenza a fatica in determinate condizioni operative di mare. In questa trattazione le imbarcazioni di riferimento prese in considerazione sono quelle da diporto fino a 24 metri, dove le sollecitazioni agenti sul timone non sono particolarmente elevate. Si suppone che i mari navigabili con tali tipologie di imbarcazioni non siano troppo impegnativi: ci si orienta quindi su una geometria tendenzialmente semplice, senza sostegni e facilmente realizzabile.

Esistono differenti tipologie di forma di pala a seconda che il timone sia supportato o meno. Si riportano esempi in Fig. 1. La forma a cui si fa riferimento è quella a spada (Figura 1b).

 

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