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Titolo: Dimensionamento timone

Devo rifare il timone del mio gozzo cabinato dislocante dell'80 perchè ormai 
il legno è svergolato e presenta punto di infiltrazione tra gli strati. C'è 
qualcuno che sa dove trovare (o direttamente come fare) le formule per il 
calcolo della superficie del timone e gli sforzi derivanti. So che potrei 
rifarlo gemello di quello vecchio, ma non è che andasse tanto bene.
Si accettano anche suggerimenti sul materiale da utilizzare.
Darkwyx 

Darkwyx ha scritto:
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Suppongo che il gozzo sia in legno e per la qual cosa un timone in
legno come l'originale è la cosa migliore. L'alternativa in ferro ti
assicuro dopo un anno diventa orribile a vedersi.
E poi oggi, rispetto al 1980, ci sono dei compensati fatti apposta per
restare immersi nell'acqua e quindi il tuo nuovo timone in legno
compensato durerà abbastanza da ... rottamare il gozzo ...
Veniamo al discorso riprogettazione. Un gozzo di solito ha un bel
timone appeso a poppa di tipo ordinario, cioè senza alcuna
compensazione.
Nel caso, occhio che ad aumentare la pala finisce che poi diventa
ingestibile in retromarcia.
Per un consiglio, serve sapere qualche dato in più:
- è un gozzo a motore?
- l'elica è diritta e proprio davanti alla pala del timone?
- il timone è ordinario o è compensato? (compensato: l'asse di
rotazione non passa per l'estremità prodiera della pala, quindi se la
pala va a destra c'e' una parte di essa che va a sinistra)
- il timone è troppo duro? oppure troppo "leggero" e la barca non va
dritta?
- in cosa consiste l'andar male del timone?

- in cosa consiste l'andar male del timone?
Non è che non va dritta... è che è quasi insensibile per piccoli angoli di 
accostata e poi diventa eccessiva per grandi angoli. Ha un raggio di 
accostata esageratamente grande per le dimensioni (7 m l.f.t.). Tieni conto 
che ho esperienza su barche di 12-14 m e faccio parte di un equipaggio di 
regata su un comet 9m.
Inoltre, pur reggendo bene il mare (quello grosso davvero, provato di 
persona) come scafo, il timone diventa inutilizzabile anche con onde da 1 m 
e la barca va dove gli pare: l'onda al giardinetto me la gira continuamente 
sulla cresta costringendomi ad una continua compensazione.
Non ti parlo della retromarcia: ha elica sinistrorsa e il timone è come se 
non esistesse!
~Darkwyx~
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Per la retromarcia non c'e' speranza alcuna, bisogna far le manovre
tenedo conto che la barca in retro se ne curva qualsiasi cosa si
faccia.
Cosa intendi per raggio di curvatura troppo grande? Non dicevi che il
timone è troppo efficace sui grandi angoli?
Innanzi tutto, mono elica gira sicuramente meglio da una parte
piuttosto che dall'altra e poi non dimenticare che è un gozzo,
rispetto ad una barca a vela che gira sulla deriva aspettati almeno il
doppio di raggio di curvatura e anche il triplo, se la carena ...
disloca bene!
Stesso discorso per l'onda: è normale dover compensare il passaggio
sull'onda, sono le barche a vela moderne che pescando poco di carena
non lo fanno se non impercettibilmente, ma se tu vai su una bella
carena stellata anni '60, alla faccia se devi compensare il passaggio
sull'onda! Se non lo fai ti trovi di traverso!
Una cosa che potresti provare a fare è mettere un timone parzialmente
compensato.
In pratica, applicando un opportuno spessore in leggo sul diritto di
poppa, potresti arretrare l'asse del timone di una decina di
centrimetri in maniera che la pala del timone stessa ne risulterà
semicompensata di altrettanto.
Usualmente una pala così aumenta la sensibilità, intercettando una
maggior quantità di flusso dell'elica.
Verifica poi il passo dell'elica, la teoria dice che tra massimi giri
in folle e massimo giri in marcia ci dovrebbe essere un 10% di
diminuzione, ma spesso si mettono eliche con passo lungo per far
velocità a bassi giri, introducendo però un grande effetto laterale
in retromarcia.
Al posto tuo, proverei a realizzare il timone compensato con una
soluzione provvisoria, dei semplici distanziali e farei delle prove in
navigazione, poi, se convinto, allora provvederei a fare una modifica
definitiva ed estetica, altrimenti, ripristinerei la soluzione
originale.
Anche provare fa parte del divertimento della barca!

Non posso che ringraziarti per i tuoi stimolanti suggerimenti. Proverò e vi 
farò sapere (giusto per la cronaca...).
~Darkwyx~ 

Sono certo che consideri che il tuo gozzo si manovri male perchè
hai esperienza della manovra di una barca a vela a deriva profonda.
Un gozzo, con una sola elica in posizione centrale, è un'altra cosa.
Innanzitutto è più che normale che tu noti una grande differenza
evolutiva tra il gozzo ed una barca a vela. La deriva fa da perno
e la barca gira quasi su se stessa, questo non avviene certo con
il gozzo.
A retromarcia, poi, il timone dovresti proprio dimenticarlo.
Devi sfruttare soprattutto il moto evolutivo dell'elica che ti fa
spostare la poppa da una parte, quando inserisci la retromarcia,
e dall'altra parte quando inserisci la marcia avanti. 
Sfruttando questo effetto, e con un po' di esperienza, vedrai che
poi non è impossibile, dando un colpo di marcia indietro fino a
far avere un po' di abbrivio alla barca e poi compensando con un
colpo di marcia avanti, fare andare abbastanza dritta la barca a
retromarcia.
Il rifacimento del timone di tipo e dimensioni diverse non è cosa
semplice.
Nel progetto del timone influiscono tali e tanti fattori che
elencarli tutti è impossibile.
Di solito il timone viene progettato in base alle caratteristiche
che deve avere per operare in crociera od in regata e si
tralascia quello che servirebbe per manovrare in porto: in porto
ci si arrangia sempre come si può.
Durante la navigazione il timone, a parte le manovre di virata,
serve prevalentemente a compensare i difetti di bilanciamento
laterale dell'insieme scafo-vela.
Questi difetti, dei quali l'unico accettabile è la tendenza ad
orzare, spesso non sono completamente compensati per ragioni di
sicurezza sotto raffica.
Il problema del timone in navigazione si presenta in questi termini:
quali devono essere la sua superficie, l'angolo di barra, la
forma della pala, la posizione della pala, per poter compensare
la tendenza a poggiare od a orzare?
Per rispondere bisognerebbe conoscere il comportamento
idrodinamico di tutto lo scafo con i relativi coefficienti di
portanza della appendici, per una barca a vela la posizione del
centro velico rispetto al centro di deriva, la velocità della
barca, la velocità del vento.
Conoscendo questi parametri potremmo progettare il timone ideale
per quelle condizioni, ma probabilmente andrebbe male per tutte
le altre condizioni che possiamo trovare.
Il timone, come d'altronde tutta la barca, è frutto del
compromesso basato su principi scientifici, buon senso ed esperienza.
Per quanto riguarda le quattro basilari caratteristiche di un
timone (superficie, angolo di barra, forma della pala e posizione
della pala) si può, semplicisticamente, dire che:
la superficie deve essere dal 7 al 15% della superficie laterale
oppure, mediamente, dal 15 al 30% della superficie della sola deriva;
per l'angolo di barra bisogna scegliere un profilo che vada in
stallo col più più alto valore dell'angolo di barra possibile,
che non sia perciò perfetto per piccoli angoli di barra ma che
lavori a grandi angoli;
per la forma la tendenza è orientata su timoni allungati, ad alto
coefficiente di apertura alare (il coefficiente di apertura alare
è rappresentato dal rapporto tra la lunghezza al quadrato del
timone e l'area del timone) tra 6 e 12 (6 per barche tranquille,
12 per barche da competizione);
La posizione dovrebbe essere più arretrata possibile perchè in
questo modo aumenta il braccio di leva con il quale il timone agisce.
Infine i timoni moderni di solito sono compensati, cioè una parte
della superficie sta davanti all'asse di rotazione. Il rapporto
di compensazione (il quoziente tra la superficie a proravia e
quella a poppavia dell'asse di rotazione) dovrebbe variare tra
0,10 e 0,30.
Per concludere: considera come va la barca in navigazione e con
diverse condizioni. Se è accettabile lascia il timone come è. Per
migliorare, forse, la manovrabilità, potresti peggiorare le
caratteristiche più importanti.
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 ha scritto nel messaggio 
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

 
Non mi è sfuggito che il tuo gozzo è a motore e non ha vela. La
mia ha voluto essere una risposta un po' più "generale" in modo
che possa essere utile anche a chi ha anche una vela.
