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Carene: dimmi quanti pattini hai e ti dirò come navigherai!

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Sui pattini di una carena si è detto e scritto moltissimo, ma come spesso accade quando si parla di un corpo in navigazione, poco di quello che è raccontato è stato provato e verificato.

Alcuni concetti sono stati empiricamente confermati negli anni, altri sono stati dimostrati con prove in vasca navale, sebbene siano poche quelle nel mondo che permettono di muovere i modelli a velocità relative sufficienti a verificare realmente gli effetti di variazioni di forme di carena ad andature sostenute.

Per quello che concerne le esperienze dirette non si sbaglia affermando che si sono viste negli anni più soluzioni riguardo al numero e alle forme dei pattini, che non barche prodotte.

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In linea di massima l’utilizzo del pattino si fonda su un paio di concetti fondamentali:
1) Separare l’acqua dallo scafo.
2) Creare portanza aggiuntiva integrando nella «V» profonda una serie di superfici piane che possono variare per forma e numero.

Appare abbastanza evidente come il pattino abbia particolare senso dove il flusso dell’acqua sia diretto verso l’esterno dello scafo (punto di ristagno e vicinanze), e perda invece valore quando questo dovesse diventare parallelo alla direzione del moto dell’imbarcazione (zone di poppa e vicinanze).

E’ per quanto spiegato in precedenza che sovente i pattini vengono accorciati e «tagliati» assai prima che arrivino allo specchio di poppa.

Tuttavia, per imbarcazioni ad altissime prestazioni, dove la figura bagnata si riduce a un piccolissimo triangolo, i pattini vengono prolungati fino allo specchio di poppa in quanto con l’incremento della velocità si ha un decremento di lunghezza bagnata e, in poche parole, una linea di ristagno molto arretrata.

E’ uso abbastanza comune realizzare i pattini con un leggero angolo negativo per facilitare il distacco dell’acqua dalla superficie dello scafo.

E’ importante ricordare come il pattino contribuisca a ridurre la resistenza allontanando dalla carena gli spruzzi che creerebbero attrito con lo stesso, al medesimo tempo, incrementando la portanza e quindi sollevando ulteriormente la carena sull’acqua, limitando così la superficie bagnata.

Non esiste una regola matematica che governi il posizionamento e il numero di pattini: come spesso accade la giusta soluzione si trova tenendo in considerazione i pro e i contro a cui potrebbe portare una soluzione piuttosto che un’altra.

Un numero maggiore di pattini potrebbe rendere la navigazione poco confortevole e non solo; se l’acqua dovesse incontrare troppe sporgenze che ne deviassero il flusso, il beneficio della portanza aggiunta potrebbe essere inficiato da una resistenza maggiore.

E’ pratica ormai diffusa utilizzare un paio di pattini per lato più quello allo spigolo: negli Anni ‘70/’80 era consuetudine adoperarne di più rispetto quelli utilizzati oggi.

E’ importante comprendere come con l’incremento di velocità lo scafo si sollevi dall’acqua e come mano a mano siano i pattini più interni a compiere il lavoro maggiore; la disposizione di queste appendici va perciò eseguita considerando – almeno in teoria – le diverse superfici bagnate che si verranno creare a seconda delle diverse velocità.

Ancora una volta non esiste una sola soluzione ottimale per le diverse condizioni, ma c’è una soluzione ottimale per una sola, o come accade nella maggior parte dei casi una soluzione-compromesso che riesca a soddisfare discretamente diversi scenari.

Per quello che concerne la larghezza di queste appendici si cerca di ragionare in termini di percentuale di larghezza allo spigolo dello scafo; un recente studio in vasca navale ha evidenziato come a seconda del tipo di carena, della sua velocità operativa (80 nodi per un offshore, 30 per un’imbarcazione da diporto) possano variare il numero di pattini e la loro dimensione, e come non sempre quelli più grandi restituiscano risultati migliori, soprattutto in termini di riduzione di resistenza.

In poche parole alle volte un pattino molto piccolo potrebbe essere meglio di due di medie o grandi dimensioni. Come sempre, un approfondito studio in vasca navale si rivela l’unica arma veramente efficiente a disposizione del progettista, anche se purtroppo raramente i budget permettono di seguire questa strada.

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