Un progetto tutto made in Italy per sfidare l’oceano in solitario. Un giovane consorzio tra Promostudi La Spezia e YcI di Genova, ha messo assieme i giovani ingegneri di SkyronLab Design ed un giovane e promettente skipper, Alberto Bona, affiancati da esperti di livello in tutti i settori che permettono una adeguata gestione del progetto e alimentano il contatto con le realtà lavorative.
Il progetto comincia con l’incontro di due realtà, Promostudi La Spezia, fondazione che gestisce la sede distaccata Spezzina dell’Università di Genova con punta di diamante la facoltà di Ingegneria Nautica La Spezia, e lo Yacht club Italiano, che è da sempre primo promotore per imprese sportive di alto livello. La sfida che il sodalizio si trova ad affrontare è quella di rivisitare una barca già esistente, modificandone le parti sensibili, come la chiglia e le appendici di prua, e prendere parte alla prossima edizione della regata Mini Transat 2015. Il team è variegato e con i sui membri copre competenze che vanno dalla progettazione alla vela professionistica, dal managing, all’ingegneria, alla lavorazione dei materiali compositi. La conversione del Mini Proto 756 ha avuto inizio nel settembre del 2014 con l’acquisizione del progetto originale, il quale è stato verificato per mezzo di una perizia a bordo necessaria a rilevare discrepanze tra le dimensioni effettive e teoriche, ed alla definizione delle modifiche strutturali da eseguire.
Il Mini 756 è un Proto full carbon originariamente progettato da Sam Manuard nel 2008.
La barca è stata costruita nel medesimo anno da A. Caracci affiancato da un team con una vasta esperienza nel settore della costruzione con materiali compositi presso i cantieri ‘Maltese Spa’ di Caserta. La barca è stata poi completata a Monfalcone presso i cantieri Crack Boat di Claudio Gardossi. Scafo e coperta sono realizzanti in sandwich con anima in Nomex e pelli in fibre di carbonio unidirezionale preimpregnate in epossidica alternate a impregnazione manuale. Tutte le strutture interne originali sono realizzate in pre-preg. L’armo originale di tipo Millennium Rig, con albero in carbonio ad alto modulo e sartiame in Dyneema,è stato rimpiazzato da un albero di tipo tradizionale con un ordine di crocette a boomerang e sartiame in PBO; questa evoluzione è equivalente in termini di peso, ma garantisce una maggiore affidabilità.
Una nuova lama di deriva per il Manuard 756 , che si sta preparando per la nuova sfida del 2015.
Il team di progettazione si è trovato coinvolto nella progettazione idrodinamica e strutturale del centro nevralgico di questo Proto all’avanguardia, una deriva basculante che abbia la possibilità di scorrere lungo il suo asse al variare dell’angolo di canting, così da massimizzare il momento raddrizzante e aumentare le prestazioni della barca; si avrà quindi una barca che pesca sempre il massimo consentito dai limiti di stazza, garantendo che la posizione del bulbo sia sempre quella ottimale. La grande novità è quindi la traiettoria quasi orizzontale che percorre il bulbo al variare dell’angolo di bascula, traiettoria che, su una deriva basculante standard, descrive un arco di circonferenza. La barca era precedentemente attrezzata con una chiglia basculante di tipo tradizionale ed una coppia di water ballast, riserve di acqua che si riempiono per incrementare il raddrizzamento; dopo le modifiche 756 offrirà, in bolina, lo stesso momento raddrizzante con il beneficio di non avere 200 kg aggiuntivi di acqua a bordo, con un consistente guadagno in termini di prestazioni. Ancora maggiore è il vantaggio, in termini di momento raddrizzante, che la nuova 756 avrà nelle andature portanti rispetto alla versione originale.
La progettazione idrodinamica delle appendici si è basata su di un processo di ottimizzazione condotto su migliaia di geometrie. Sono stati inizialmente definiti i vincoli progettuali e di conseguenza i parametri su cui fare variare le geometrie. Attraverso simulazioni CFD si sono definite le prestazioni delle varie coppie di derive e daggerboards. Sulla base di queste informazioni si è valutata l’incidenza dei vari parametri geometrici sulle prestazioni globali e le interazioni tra queste ed i vari elementi dello scafo. Una volta giunti ad una conoscenza più ampia dei fenomeni coinvolti, e di come questi vengono influenzati, è stata estrapolata una ristretta famiglia di geometrie e studiata tenendo in considerazioni le componenti d’onda, di interazioni con la superficie del mare ed infine di assetto e comportamento in moto ondoso. Tutte queste considerazioni consentono di decidere con un alto livello di informazioni la forma definitiva per le appendici dell’imbarcazione.
Il sistema di movimentazione è basato su di un perno realizzato in lega 17-4 PH ed una struttura a portale che funge da leva, realizzata in composito di carbonio; quest’ultima, incernierata sulla testa di due madieri, è vincolata all’estremità superiore della lama, permettendone rotazione relativa per mezzo di una ganascia in carbonio monolitico accoppiata con inserti e boccole in polietilene; grazie alle geometrie eccentriche delle componenti viene permesso lo scorrimento della lama di deriva lungo il suo asse. Il meccanismo viene regolato tramite un sistema di paranchi fissati all’estremità superiore della leva.
La canting/sliding proposta è risultata incompatibile con il sistema strutturale della barca esistente che è stato quindi smantellato e ricostruito ex-novo nelle zone di interesse. I carichi derivanti dal nuovo sistema sono stati valutati con approcci analitici includendo opportuni margini di sicurezza, seguendo l’obbiettivo di creare un prodotto che sia affidabile e leggero. Le nuove componenti strutturali sono state realizzate in composito di fibra di carbonio ed epossidica per mezzo di alternanza di biassiali e unidirezionali a basse grammature, con consolidazione sottovuoto a temperatura controllata. Ogni componente è realizzata completamente sul banco e successivamente incollata allo scafo per mezzo di adesivi ad elevate prestazioni. Per andare incontro alle esigenze pratiche della realizzazione su banco e per esprimere al meglio i principi della Scienza delle Costruzioni, si è scelto di realizzare la totalità dei nuovi rinforzi in single-skin, con opportune piattabande di rinforzo che, oltre a garantire la robustezza necessaria, permettono anche un adeguato incollaggio allo scafo.
Importante la fase di assemblaggio delle componenti del meccanismo che richiede tolleranze millimetriche in quanto trattasi di un movimento di rotazione su assi eccentrici paralleli appartenenti a componenti diverse.
Adesso qualche dettaglio dell’appendice in sé: progettata all’interno del team e costruita presso l’azienda Avant Garde nel basso Garda, la deriva del nuovo 756 porta al suo interno una struttura innovativa ed ottimizzata.
Per ottenere una struttura leggera e sfruttare al meglio i vantaggi derivanti dall’uso dei compositi, si è deciso di realizzare, in alternativa ad una laminazione classica dei gusci con riempimento leggero nella zona centrale dell’appendice, un trave monolitico centrale racchiuso tra i due gusci. Questi ultimi assumono una funzione di carenatura oltre a partecipare alla resistenza torsionale. La totalità della struttura è realizzata con pre-impregnati di carbonio T700 consolidati in autoclave. Il trave è responsabile della resistenza flessionale necessaria per sopportare il peso del bulbo ed è infatti composto primariamente di unidirezionali, senza però trascurare un’adeguata percentuale di biassiali per garantire la resistenza torsionale necessaria. Il trave è realizzato in autoclave e successivamente fresato a controllo numerico per riprodurre la forma avviata del profilo scelto.
L’accoppiamento del trave ai due semigusci avviene per mezzo di fascettature di rinforzo intensificate nella zona di scorrimento della deriva per permettere una completa indeformabilità della lama in corrispondenza del punto di appoggio sul perno in prossimità dello scafo.
Infine il capitolo Polietilene HD-1000: fornito da un’azienda locale, è stato utilizzato per realizzare tutte le componenti in cui si ricerca il minor coefficiente di attrito necessario a garantire uno scorrimento o rotazione relativa tra le componenti a contatto diretto coinvolte nel meccanismo. Questo materiale viene lavorato con macchine a CNC da aziende liguri.
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