R. B.

PRUA E POPPA DEI KAYAK E DELLE CANOE 


Nel 2013 mi fu chiesto: "Mi spieghi come fai a formare le filanti linee delle tue barchette?".
Non avevo mai sentito prima una simile domanda. Avevo semplicemente attinto dalle tradizionali linee delle imbarcazioni storiche. Visto che non ci sono segreti, la risposta che ha soddisfatto uno solo, se divulgata, può soddisfare tanti altri ed eccola. I kayak e le canoe hanno le loro estremità molto sottili, di solito con andamento concavo rispetto all’asse longitudinale. La concavità si trasforma poi in convessità nella zona centrale.

Gli Inuit, per costruire il telaio principale del kayak, legavano i due correnti principali alle estremità poi interponevano dei distanziatori, le travi trasversali del ponte di coperta (deck beams), secondo le loro esigenze d’uso.

Il posizionamento scalare di queste travi conferiva una certa asimmetria, di tipo fish form o reverse fish form, detta anche swede.

Osservato dall’alto il profilo anteriore alla sezione maestra è diverso dal posteriore, perché la loro asimmetria serve per conferire al kayak determinate caratteristiche.

Lo schizzo di cui sopra mostra però solo natanti con le forme solo convesse, in realtà le estremità legate dei due lati del telaio principale, distanziate, dalle travi trasversali, assumevano anche un andamento concavo alle estremità mentre nella zona centrale rimanevano ovviamente convesse.

Statisticamente si può affermare che i punti d’inversione, delle curve nei kayak, sono il 44,3% della distanza da prua alla sezione maestra ed il 34,5% della distanza da poppa alla sezione maestra. Nelle canoe che generalmente sono simmetriche, la distanza del punto d’inversione è inferiore, intorno al 25% + / – 5%.

Le curve possono essere paragonate ad archi d’ellissi, cioè la proiezione di archi di cerchi opposti, con i raggi perpendicolari ai fianchi esterni del telaio, murate, frisate, gunwales che dir si voglia.
Durante la progettazione si scopre che la concavità di prua o poppa non può terminare con un angolo pari a zero gradi perché oltre alla fragilità presenterebbe una linea forzata, tagliente e sgradevole, ben diversa da quella delle vere imbarcazioni.

Gli Inuit, che vivono in acque gelide lo sanno bene! Lo scrivente, che vive in zona temperata, ha dovuto riscoprire l'acqua calda!

Occorre fare in modo che le estremità abbiano un angolo d'attacco, un certo spessore e robustezza.

Così come il bravo distillatore sa come eliminare la testa e la coda della distillazione della grappa il progettista agisce "da Bastian contrario", aggiunge all’imbarcazione un’ulteriore lunghezza che poi non c'è in quella costruita.

Si allunga la lunghezza di progetto con aggiunte di prua e di poppa, per ottenere la corda massima di progetto. "Cx" è l’allungamento, "F" è il mezzo spessore del telaio centrale, considerato sul piano dei raggi, (vedere il profilo esterno del disegno preliminare del dimensionamento). F = 15 è il mezzo spessore sul piano orizzontale. 15° è invece l'angolo di inclinazione delle fiancate. L'angolo di circa è la metà dell'angolo teorico formato dalle due fiancate, con il quale la prua fende l'acqua e la poppa la riunisce.

L’allungamento è:     Cx = 2F/tan2°

Esempio;  F = 15/sen(90°-15°) ;   risultato F = 15,529 ;   Cx = 2 X 15, 529 / 0.0349 ;   risultato Cx = 889,39  che si arrotonda a 900.

Il semi allungamento Cx (450 mm. nell'esempio) si aggiunge alla lunghezza dell’imbarcazione da prua alla sezione maestra e dalla sezione maestra a poppa e si calcola/calcolano il raggio/i di curvatura e le rispettive corde.

I punti d’inversione delle curve (ascisse) si calcolano mediante le percentuali attribuite e arrotondate per ottenere un’ascissa di valore predeterminato.

Esempio di punto d’inversione:

Semilunghezza anteriore = 2700;  2700 x 0,443 = 1196  arrotondato a 1200 = ascissa d’inversione tra la parte concava di prua e quella convessa fino alla sezione maestra.

(1200 +900/2) / (2700 + 900/2) = coefficiente per calcolare i raggi, le corde e le frecce da prua a sezione maestra. Il calcolo da sezione maestra a poppa è simile.

La verifica dell’angolo di entrata (o d’uscita), su un solo lato, è Cx / 2R = sen Z da cui deriva Z / 4 che deve essere prossimo a 2° (R, raggio è un valore noto).

La verifica sull’ordinata del piano dei raggi deve dare un risultato prossimo al mezzo spessore centrale. F = R- (radq(R^2 – (Cx/2)^2).

Se Ia verifica non soddisfa, modificare l’ascissa del punto d’inversione e /o i precedentemente introdotti, prima di procedere con i calcoli più complessi.

Il programma "Pompeius" esegue correttamente il dimensionamento di kayak e canoe, di conseguenza calcola le loro parti prodiere e poppiere che, in funzione delle linee curve stabilite, definiscono matematicamente il risultato estetico. Le estremità, di prua o poppa, assumono un andamento obliquo dal basso verso l’alto con linee rette, convesse o concave in funzione delle forme preventivamente definite per quella determinata imbarcazione.

Nel caso delle canoe i pellirossa costruivano dei telai di estremità, costituenti le cosiddette ruote di prua e poppa, in modo da soddisfare l’uso e le caratterizzazioni tribali delle canoe. Le estremità, costruite separatamente, erano inserite e collegate alla canoa. Le linee della stessa erano poi adeguatamente raccordate prima di sigillare il rivestimento in corteccia d’albero.

Quando si progetta con il compensato marino non è consigliabile agire nello stesso modo perciò conviene trovare un diversivo adeguato.

Le canoe richiedono di modellare le estremità con un’estetica secondo tradizione perciò il dimensionamento delle parti in compensato dipende dal risultato estetico che si vuole ottenere e non da quello matematico. Le sagome, in compensato marino, della fascia laterale e della carena devono armonizzare con la variazioni angolari che si manifestano anche nello scostamento della curvatura della carena lungo la linea di chiglia.

La problematica è complessa e si risolve con formule adeguate ed evidenziando la loro posizione nelle celle presenti delle tabelle. Il controllo grafico consente di scoprire certe distrazioni o errori concettuali.
Ciò e molto importante perché le variazioni e piccole dimenticanze o trascuratezze si rivelano come fregature in fase di assemblaggio. 

In alcuni progetti, per facilitare il controllo ed il corretto assemblaggio, sono state introdotte le ascisse sulle quali i lati della carena presentano, in senso trasversale un angolo di 45° riferito all'orizzontale. Ogni singolo progetto ha le sue ascisse di riferimento dei 45°. Piccole variazioni dimensionali alterano la posizione delle ascisse che devono essere definite per ogni singolo progetto. Le dime o sagome dei 45° valgono anche per altri progetti. L’angolo della carena pari a 45° si presenta quasi sempre in prossimità delle parti estreme.

E’ significativo notare che le forme delle estremità delle canoe influiscono positivamente sulle lunghezze al galleggiamento che risultano decisamente superiori a quelle di un kayak di uguale lunghezza. Facendo un raffronto con le caratteristiche del kayak 1_SFIZIO 5430 si scopre che le prestazioni della canoa "MICHELA QUARTA" sono di poco superiori, pur tenendo conto che quest’ultima è 25 centimetri più larga. Ovviamente la resistenza d’attrito è maggiore ma la canoa offre il vantaggio di essere propulsa anche da due o più persone.

 

Il disegno fa parte dello studio preliminare di dimensionamento della canoa "MICHELA QUARTA"

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