Marinai di Terraferma

Ho avuto modo di fare un paio di misure con il mio fuoribordo, per la cronaca:
- tohatsu 2T 5CV
- barca: micropomo

Le misure sono state fatte con un GPS (il log-solcometro era fuoriuso) adeguatamente "compensate" per tener conto della componente della corrente [ il gps da la velocita' rispetto al terreno fermo non rispetto all'acqua.. in moto.. ]
Le misure dei giri motore e del livello di rumore sono state fatte registrando con il telefonino il rumore del fuoribordo e postprocessando il file ne ho ricavato giri-motore e decibel di rumorosita'...
( non credo sia questo il forum + adatto per spiegare come.. )

vi allego il file excel con alcuni grafici che ne ho ricavato...

... e qui viene la parte interessante....
tutti i grafici hanno le misure vere e proprie in blu e le linee interpolate in giallo...

Grafico 1: Velocita' VS giri motore

Questo e' il grafico piu' interessante...
possiamo con grande approssimazione considerare la spinta proporzionale al nr di giri del motore e quindi vedere il grafico come se fosse "spinta applicata - velocita'"
nel primo tratto la curva e' una retta.. raddoppia la spinta raddoppia la velocita'... poi cambia...
Si nota molto bene l'effetto "saturazione" dato dalla velocita' limite della carena del micropomo
[che a questo punto, forte della misurazione "stimo" in 6 nodi...]
La linea di tendenza e' un po' pessimistica... si ferma proprio a 6 nodi, nella realta' tale valore e' superabile ma solo in condizioni molto particolari.. in planata... [ ho visto personalmente il log segnare 6.7... ]

[modo saputello ON]
PS: la velocita' limite per una barca dislocante (che non plana) e' la velocita' alla quale l'onda generata dalla prua della barca e' lunga esattamente come la barca per cui la barca si trova a "salire" sulla propria onda.. le barche con poppa tronca come il micropomo hanno lunghezza effettiva un po' maggiore perche' l'acqua si richiude un po' dietro la poppa...
rappresenta la massima velocita' raggiungibile, oltre la quale ad un incremento della spinta non corrisponde piu' un aumento della velocita' ma l'energia fornita viene dissipata generando enormi onde... finche' non si riesce a uscire dall'acqua e si plana...
[modo saputello OFF]

Grafico 2: Rumore VS giri motore

Ok, questo e' quello meno interessante per chi va in barca... potete saltarlo a pie' pari se volete...
pero' fornisce anche lui qualche buono spunto..
sopratutto la linea di tendenza...
Visto che la pressione sonora generata dal singolo scoppio del motore e' piu' o meno la stessa sempre... (sara?)
mi aspetterei che se raddoppiano i giri... raddoppiano il numero di scoppi nel tempo e quindi il livello di rumore... in pratica una retta...
...pero' siccome misuriamo in decibel e non in unita' di pressione sonora...
[ cioe' 10log(P/P0) ] ecco che quella che era una retta diventa una curva logaritmica...
guardacaso.. la linea di tendenza logaritmica si adatta come un guanto alle misure...


Grafico 3: Rumore VS velocita'

qui si ha la conferma del grafico nr 1, si nota come quella che appare una retta che rappresenta il grafico R/V nella prima parte, arrivati a 5,2 nodi circa cambia pendenza diventando piu' ripida
(aumenta il rumore ma non aumenta altrettanto la velocita'..)
Anche da qui ne "stimo" un valore ottimale di velocita' massima di crociera tra 5 e 5,2 nodi...
che guardandosi bene il primo grafico... e' proprio dove "piega" la velocita'.....

E si potrebbe continuare con l'analisi armonica del rumore... dove si vede che la 3a armonica (sintomo di motore sotto sforzo) spunta fuori proprio oltre i 4000 giri....

Una ultima nota la faccio sul valore massimo della rumorosita'... 80dBA a 1m sono parecchi...
... e sono il risultato di una insonorizzazione della calandra fatta con materiale fonoimpedente.. prima ero a 86dBA.
Peccato che il nuovo mercury 6CV 4T non faccia di meglio... anzi... dalle mie misure (starate... ma il confronto vale)
era risultato arrivare a 86 dBA anche lui...
Alla faccia della silenziosita' dei nuovi magnifici 4 tempi...

Insomma mi fermo qui e faccio i complimenti a chi ha resistito fin qui in fondo...

e adesso ... spegnamo questo motore e buon vento...

rispondo qui al quesito di Tramp con un po' di ragionamenti per chi vuole i conti.....

Chi e' interessato al solo parere... vada sull'altro topic: Potenza esuberante del FB e velocità critica...



separiamo gli eventi della natura per chiarire un po'.....

- la corrente contraria: qui c'e' poco da fare... e' come correre sul tapis rulant... le curve e la velocita' critica restano identiche.. semplicemente sono riferite all'acqua in moto, quindi si sottae la velocita' della corrente e si ottiene la velocita' reale di spostamento rispetto al terreno..
E' chiaro che in questo caso avere + cavalli non porta giovamento...

- vento contrario: la forza prodotta dipende dalla sua velocita' ovviamente..
facciamo un esempio pratico:
- la densita' dell'aria e' 800 volte inferiore a quella dell'acqua
- la superficie su cui agisce e' diciamo 5-10 volte quella su cui agisce l'acqua ad occhio
- il Cx della superficie al vento e' molto maggiore di quello della sup. in acqua.. ( diciamo 2 volte? a spanne)
- la velocita' e' diciamo 30 nodi contro 6 ( 5 volte )

Ne scaturisce un rapporto di resistenza tra acqua e vento esterno di circa 0.3, quindi un + 30 % rispetto a senza vento : + 1,5CV
A questo punto la risposta e' fatta... per mantenere i miei 6 nodi contro un vento da 24 (30 di apparente) devo aumentare la potenza fornita alla barca [nota: FORNITA ALLA BARCA... non del motore] del 30 %...
Aumentiamo il vento? 40 nodi... ( credo che oltre... non ci sognamo neppure di andarci contro... avra' generato mostri non onde..) si ottiene + 50% ...

Da notare che questa potenza resta quasi indipendente dalla velocita' della barca.. solo per tenere ferma controvento la barca ci vogliono 1,5CV..
Quelli in + la fanno avanzare...


Onde: parliamo di onda lunga rispetto alla lunghezza della barca... ( quindi non onde di corte e ripide, che sono come muri su cui vai a sbattere e basta...)
- e' come andare in salita... diciamo che il massimo che ci aspettiamo x una classe C sono onde da 2m e poniamo una lunghezza d'onda di 30 m..
quindi devo "sollevare" la barca di 2m ogni 15m.. a 6 nodi la barca percorre 3m/s quindi ci sono a disposizione 5s per salire di 2m: 0,4 m/s.
Il tutto corrisponde ad una potenza che dipende molto dal peso della barca ( 1CV = 75Kg*m/s ):

- barca di 550 Kg : 3 CV
- barca di 1200 Kg : 6,4 CV

Certo, se ci accontentiamo di avanzare a 3 nodi ecco che i cavalli si dimezzano...


Finalmente tiriamo un po' di conclusioni:

- corrente contraria: non c'e' nulla da fare... non serve la "riserva di potenza"
- vento: qui l'aumento e' contenuto, diciamo volendo mantenere la stessa velocita' massima con venti forti contrari bisogna avere una riserva di potenza diciamo di 1-1,5 CV
- onda: qui poche storie... l'energia richiesta per risalire le onde e' tanta... e dipende fortemente dal peso della barca
altro che riserva di potenza.. per mantenere la velocita' ci vuole dai 3CV in piu' al doppio e oltre...
Certo, non abbiamo tenuto conto dell'inerzia della barca e della discesa che c'e' dopo la salita...
dubito che si voglia risalire un'onda da 2m a 6 nodi per poi scenderla vertiginosamente...
mi pare piu' ragionevole accontentarsi di avanzare a 3 nodi "in salita" invece di 6 ed ecco che la riserva di potenza diventa anche qui 1,5 CV..

sommiamo vento e onde... + 50 %.... ( si passa da 5 CV a 7CV )

Si puo' fare anche il discorso opposto, mantenendo la potenza inalterata la velocita' verra' ridotta a spanne nel peggior caso ( 3 CV in meno a disposizione.. ) a qualcosa intorno a 3,5 nodi invece che 6...
non mi pare cosi' male...

Certo se si partiva con il classico 1CV/tonnellata allora la mia barca ne avrebbe avuto 1/2CV ... e col cavolo che risaliva ne vento ne onda...
passando a 3-4 CV/ton il risultato e' un motore da 2CV ... e anche in questo caso... col ventone sul naso... si resta quasi fermi...




Ognuno adesso puo' dare la risposta che crede...

Grazie Guru per l'interessante disamina

Tutto molto interessante, e chiaro, grazie!
Su un punto non credo di aver capito bene, o non sono stato capito.
La corrente. In un certo senso sembri contraddirti...
Qui osservo:
- la corrente ha una sua velocità, che poniamo costante per un tratto "di osservazione";
- il tapis roulant, se non motorizzato, aumenta la velocità all'aumentare dello sforzo/velocità della corsa di chi ci è sopra. E questo non è il nostro caso.
Una corrente di due nodi richiede una potenza/velocità per far stare la barca ferma rispetto al fondo. La potenza esuberante che avremo disponibile servirà a sopravanzare la resistenza della corrente, e ci permetterà di superare - se sufficiente - anche questa "condizione avversa".
In sostanza, si tratta di uno "zoccolo"/"byass" come un altro, dove per muoversi avanti si aumenta potenza oltre lo zoccolo e "si ottiene la velocita' reale di spostamento rispetto al terreno.. " che è quella che cerchiamo!!!
Proprio come nel caso del vento (di prua), dove tu affermi:

Molto interessanti ho trovato le valutazioni delle differenti incidenze delle singole condizioni (corrente, vento, onda), e la loro quantificazione.
Grazie ancora!

Su 500 Kg me ne andavo felice con 6Hp, un paio per "esuberanza"... risposte alle crisi, motore mai o quasi mai tirato... (peso in più nel posto sbagliato sempre, consumi maggiori - forse - LO SO, LO SO!!! )

il nostro caso e' quello di un tapis rulant motorizzato... che gira fisso alla velocita' della corrente..



C'e' una gran differenza rispetto al vento di prua... per stare fermi con il vento di prua usiamo tot potenza...
ma la barca e' effettivamente ferma rispetto all'acqua, quindi la curva di velocita'/potenza resta identica... si somma semplicemente la potenza che serve a vincere il vento..

Nel caso della sola corrente avversa...
anche qui usiamo della potenza per mantenerci fermi rispetto al terreno, ma rispetto all'acqua ( che e' quella che ci pone il vincolo della velocita' limite) ci stiamo muovendo... alla velocita' della corrente in senso opposto...
Quella componente di velocita' "persa" non si puó recuperare aumentando i cavalli ...
proprio perche' arrivati ad una velocita' rispetto all'acqua pari alla velocita' critica, ogni aumento di potenza non produce aumento di velocita'..

il massimo che possiamo fare quindi e' arrivare alla velocita' limite della barca rispetto all'acqua [e per far questo non occorre potenza aggiuntiva...], questa, ridotta dalla corrente avversa, fornira' la velocita' rispetto al terreno.. e non e' possibile andare piu' veloce con quella barca...

se ho una corrente avversa superiore alla velocita' limite della barca.. non c'e' potenza che possa far avanzare la barca rispetto al terreno... ( posto sempre che non planiamo eh... ), mentre nel caso del vento.. esiste sempre una potenza che mi permette di avanzare fino alla velocita critica..

in definitiva contro la corrente la riserva di potenza non serve a niente...



Prego..
Mi fa piacere che qualcuno apprezzi...

Guru, abbi pazzienza...

Lasciamo stare corrente pari a velocità critica; in questo caso meglio andare al cinema, a meno che il panorama fisso che osserviamo non sia davvero spettacolare... allora tutta potenza! (ma troppo rumore, e addio panorama... )
In più, se la corrente è costante (e inferiore a Vcritica), ribadisco che è come nel caso del vento di prua.

La questione vera: se vado in barca:
- mi piace talmente che come va va, allora il motore non lo accendo.
- voglio anche andare da qualche parte; in questo caso probabilmente sarà una parte terrestre, o almeno una secca per ancorarci su...
E allora lo spostamento che cerco è rispetto a terra/fondo.
Mi sono capito?
Arigrazie

stiamo sotto la velocita' critica con la corrente...

mettiamo che la mia barca abbia un motore da 5CV che le permette di arrivare a 6 nodi senza vento...
facciamo anche che il vento di prua si "mangi" 2 CV
se volessi poter mantenere la velocita' mi servirebbe una "riserva di potenza" di 2CV... cioe' con un motore da 7CV procedo anche controvento a 6 nodi.

mettiamo ora che la corrente contraria sia 3 nodi, si "mangia" anche lei 2 CV...
uso il motore da 5CV: procedo a 3 nodi rispetto al terreno ( 6 rispetto all'acqua )
uso il motore da 7CV: procedo a 3,5 nodi rispetto al terreno ( 6,5 rispetto all'acqua )

in questo caso la "riserva di potenza" non mi ha fatto guadagnare in velocita' quasi niente...
questa e' la differenza.



In realta' ho capito bene...
quello che intendi e' che se la velocita' alla quale desidero muovermi rispetto al terreno e' inferiore a quella critica, allora una moderata corrente contraria si tramuta in una semplice accelerata in + per compensare...

resta il fatto che la riserva di potenza (potenza in sovrabbondanza rispetto a quella necessaria a spingere la barca alla velocita' critica in condizioni di calma) contro la corrente non serve.
questo spero sia chiaro.

Complimenti per il lavoro anche se l'argomento mi fa solo inc....re. Come sempre quest'anno il motore è stato cagione di parolacce, berci e inc..ture. Ad un certo punto il direttore del porto mi ha anche detto di fare poco casino.
Come ti senti quando non vedi l'ora di partire per una bella veleggiata con vento giusto e giornata fantastica e ti accorgi che il motore ti ha piantato?
Ho provato anche a partire a vela ma senza remi e il rischio di infrangersi in qualche barca mi ha fatto rinunciare.
PS: una delle cose da aggiungere alla lista delle attrezzature da comprare: i remi.

Grazie ancora Guru, adesso è tutto chiaro.

Altro che !!...
Certo che... insomma .. il motore deve andare.. SEMPRE... magari puo' non partire al primo colpo... ma non posso accettare che non parta affatto...
il meccanico che te lo revisiona non dice nulla?? oppure il meccanico sei tu?




mmm.. con barche come il viko, con un'opera morta molto alta la presa del vento e' fenomenale... altro che remi servono... piuttosto un bel set di mezzi marinai con i marinai attaccati...