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La forma della linea d’acqua
La forma della linea d’acqua, a poppavia della sezione maestra, risulta definita da tre punti di intersezione già discussi nel video precedente. Abbiamo quindi in questa zona un basso margine di libertà per tracciarne la forma. Se non ci dovesse piacere il profilo che viene fuori dovremmo necessariamente andare a modificare le curve tracciate in precedenza, in particolare la sezione longitudinale primaria.
Nella zona di prua abbiamo invece solo due punti da dover rispettare: l’intersezione con la sezione maestra e l’intersezione in chiglia. Il margine di libertà che abbiamo nel tracciare la curva tra questi due punti è quindi maggiore.
La finezza a prua e la concavità del profilo
Il valore di venti gradi riportato nel disegno, per l’angolo di incidenza della linea d’accqua con il piano di simmetria longitudinale, è un valore consigliato massimo per imbarcazioni che debbano viaggiare a velocità relative elevate. In funzione delle prestazioni dell’imbarcazione è comunque buona norma tenere questo angolo il più basso possibile per non avere eccessiva resistenza all’avanzamento.
La concavità che osserviamo nel profilo della linea d’acqua, nella zona prodiera, risulta necessario proprio per affinare la zona di entrata in acqua di una imbarcazione (quella appunto disegnata) che risulta piena di forme in larghezza, che ha una limitata immersione ed una accentuata curvatura della ruota di prua, con un dritto quasi verticale.
La forma della linea d’acqua come risultato delle forme globali dell’imbarcazione
La forma della linea d’acqua è quindi fortemente dipendente dalle forme generali che abbiamo già assegnato alla zona poppiera ed alla zona prodiera dell’imbarcazione con la tracciatura delle curve che sono state disegnate prima di essa.
Se volessimo a poppa delle forme più piene, dovremmo necessariamente abbassare il profilo della sezione longitudinale primaria ed andare a modificare anche il profilo dello specchio di poppa.
Se a prua avessimo minore larghezza, maggiore immersione oppure un’accentuato slancio, potremmo rilassare la concavità della linea d’acqua, dandole un profilo maggiormente rettilineo se non convesso.
Linea d’acqua e velocità relativa della barca
Tutto ciò deve andare a braccetto con il tipo di imbarcazione che stiamo progettando, in particolare con la velocità relativa alla quale vogliamo che la nostra imbarcazione sia efficiente.
Le forme generali della linea d’acqua variano sensibilmente tra una canoa a remi ed una deriva planante. In particolare la pancia della linea d’acqua si deve spostare verso la poppa dell’imbarcazione trattando imbarcazioni via via più performanti.
Specchio di poppa, sezione longitudinale primaria e linea d’acqua
Disegnata la linea di chiglia, la linea di insellatura e la sezione maestra, si procede con la tracciatura del profilo dello specchio di poppa e di altre due curve fondamentali: la sezione longitudinale ad un quarto della larghezza massima della barca, e la linea d’acqua in corrispondenza del pelo dell’acqua ovvero della DWL (Designed WaterLine).
Per il disegno dello specchio di poppa dobbiamo tenere in considerazione due vincoli, rappresentati dai punti terminali della linea di chiglia e della linea di insellatura che sono state già tracciate. Tra questi due punti possiamo tracciare il profilo dello specchio in una maniera che per il momento possiamo definire arbitraria. In realtà come si vedrà nel seguito, la sua forma, oltre che rispondere a canoni estetici, sarà strettamente collegata alla forma delle linee successive ed in generale alle forme che vogliamo dare a tutta la poppa dell’imbarcazione.
Sezione longitudinale primaria
Disegnato il profilo dello specchio di poppa si prosegue con il tracciare il piano longitudinale ad un quarto della larghezza massima della barca, e la sezione corrispondente.
Tale profilo lo si disegna solo per la parte a poppa della sezione maestra, essendo questa la zona nella quale la sua forma influenza maggiormente le prestazioni dell’imbarcazione. Per tracciarlo dobbiamo tenere conto dell’intersezione del piano della sezione longitudinale con lo specchio di poppa e con la sezione maestra. La forma che gli diamo è importante per le prestazioni che vogliamo ottenere. In generale, sulle barche più grandi e che viaggiano a velocità relative sostenute, noteremo una forma della sezione la più possibile rettilinea, a partire dalla parte immersa a poppavia della sezione maestra, fino al suo concludersi sullo specchio di poppa. Su barche piccole, e che devono essere efficienti a velocità basse, tale fattore risulta meno importante e potremmo avere uscite del profilo più curve.
La linea d’acqua
Tracciato questo secondo profilo, la terza ed ultima curva che andiamo a disegnare è quella relativa alla sezione della barca in corrispondeza del pelo libero dell’acqua. I vincoli che dobbiamo rispettare aumentano a quattro e sono costituiti dai punti di intersezione del piano dello pelo dell’acqua DWL rispettivamente con la linea di chiglia (due punti), con la sezione maestra e con la sezione longitudinale appena tracciata.
Se nella parte a poppavia della sezione maestra la forma di questa curva è pressocchè già determinata dalle curve tracciate in precedenza, ed in particolare dalla forma della sezione longitudinale ad un quarto della larghezza massima, la sua forma a pruavia della sezione maestra può essere tracciata con più libertà. La forma che gli diamo in questa zona dipende da alcuni fattori importanti che vedremo più nel dettaglio in un prossimo video.
Carolina
Carolina è il primo prototipo del progetto che ha dato origine a Baarca.
E’ nata da una lunga gestazione durante la quale, dopo una prova con un altro modello, ho cercato di trovare la configurazione migliore, quella che potesse meglio di altre beneficiare dell’utilizzo del taglio a controllo numerico.
E’ una piccola canoa di 2,7 metri di lunghezza per circa 65cm di larghezza massima. Il peso è di circa 15kg finita. Ha otto corsi di fasciame per lato, costruzione a clinker, ovvero a fasciame sovrapposto. La sovrapposizione tra un corso di fasciame e l’altro è di sedici millimetri incollabile con resina epossidica caricata ma anche con colle monocomponenti resistenti all’acqua.
Pensata per l’ingegnerizzazione
Carolina è stata disegnata con l’intento principale di verificare la facilità di assemblaggio dei componenti tagliati a controllo numerico.
Per fare ciò non ho curato l’aspetto del comportamento in acqua, focalizzato unicamente a creare forme che, al termine della costruzione del guscio, mi consentissero di affermare “sì, si può fare“.
Un assemblaggio perfetto
E il risultato in fase di costruzione è stato al di sopra di ogni aspettativa. Il taglio in chiglia è estremamente preciso ed i corsi di fasciame si adagiano perfettamente uno sull’altro richiedendo solo limitatissimi aggiustamenti con raspa e carta vetrata. I tagli sullo specchio di poppa ricevono il fasciame in maniera perfetta. Solo su alcuni corsi, un piccolo sollevamento del leggero multistrato in fase di taglio li ha scavati più del dovuto, rendendo necessario un pareggio con resina caricata. Un inconveniente limitato comunque a 5/6 centimetri di incastro, e solo all’estremità dei corsi, sui circa 40 metri di incastro ricavati dal taglio. Le foto complete della costruzione le trovi a questo link.
Clinker e taglio numerico
Il clinker si presta perfettamente per il controllo numerico. Esteticamente molto bello da vedere non è impossibile da realizzare tutto a mano, ma necessita di tempo e buona abilità manuale. I corsi già tagliati a controllo numerico, con le superfici di accosto tra un corso di fasciame e quello adiacente perfettamente modellate nelle tre dimensioni, necessitano di minimi aggiustamenti. Si dovrà solo stendere la colla e morsettare.
Come va in acqua.
Ottimizzata come detto, per la fattibilità costruttiva, Carolina è risultata nervosetta in acqua.
Le linee molto fini a prua e più piene a poppa, con sezioni più stellate del dovuto e l’assenza di uno skeg, la rendono molto instabile con una tendenza accentuata al rollio e all’imbardata. Un adulto, grazie al suo peso e con un bordo libero limitato a soli dieci/dodici centimetri dal pelo dell’acqua, risulta avere un assetto più stabile rispetto ad un bambino di dodici anni. Complice anche l’immersione dello specchio di poppa che frena sì l’imbarcazione ma ne rende più stabile il percorso limitandone imbardate improvvise.
L’uso di una pagaia doppia è sicuramente da consigliare su Carolina e l’aggiunta di un piccolo skeg aiuterebbe molto l’andatura.
E’ un barchino divertente e da domare, che allena l’equilibrio, da utilizzare quindi con i sensi ben attivi. Ma non ha riserva di galleggiamento: una scuffia in mezzo all’acqua costringerebbe ad una nuotata per tornare a riva. Da utilizzare quindi solo vicino alla riva, a meno di non aggiungere delle riserve gonfiabili all’interno opportunamente dimensionate.
I materiali
Carolina ha la chiglia in sei pezzi di mogano massello con la superficie di battuta per il fasciame già tagliata e pronta per il montaggio.
Lo specchio di poppa è in multistrato marino di Oukumè da 19mm di spessore, anch’esso già modellato per mandare in battuta il fasciame.
Il fasciame è in multistrato marino di Oukumè da 6mm di spessore, già pretagliato e pronto per essere montato.
Il resto dei componenti è realizzato a mano con le seguenti essenze:
- Frassino per madieri, bottazzi, braccioli, bagli e supporti dei bagli
- Mogano e frassino per lo schienale
- Pino per il pagliolato
Lo scafo è stato primerizzato con due mani di primer Stoppani e quindi finito con fondo e finitura alchidica PPG.
I legni a vista sono stati impregnati con un preparato a base di olio e quindi finiti con una vernice classica sempre a base di olii tradizionali: Deks Olje D1 e D2 della Owatrol.
La costruzione di Carolina
Disponibili i file 3D
I file 3D relativi al solo guscio di Carolina sono disponibli per l’acquisto a 34 euro. Sono in formato IGES e disponibili su richiesta in STL o altro formato a richiesta.
Si tratta di 17 file che comprendono:
- Gli 8 corsi di fasciame del lato sinistro
- I 3 componenti del lato sinistro della chiglia
- Lo specchio di poppa
- I 5 componenti lo scalo di costruzione
Se hai la possibilità di tagliare i pezzi con una fresa a controllo numerico, con questi file puoi arrivare a costruire il guscio di Carolina e poi, volendo, proseguire con la realizzazione manuale degli altri componenti.
Potresti anche modificare i file al CAD per:
- Stampare in 3D i pezzi, una volta scalati al CAD e creare così un modellino
- Suddividere i corsi in due o tre componenti per tagliarli su frese più piccole
- Costruire un modello in legno più piccolo di Carolina, magari per una bella fioriera nel tuo giardino
Oppure potresti decidere di acquistare i file e realizzarne i pezzi a mano, una volta ricavate le quote al CAD, e comprendere così a fondo la costruzione a fasciame sovrapposto tradizionale. Quella realizzata nel passato e ancora oggi da pochi maestri d’ascia dei cantieri tradizionali del legno.
Le prime curve del piano di costruzione, linea di chiglia, di insellatura e sezione maestra
Dopo un video introduttivo alla progettazione nautica tradizionale, in questo secondo video mostro la tracciatura delle prime curve fondamentali sul piano di costruzione: la linea di insellatura, la linea di chiglia e la sezione maestra.
Le prime due vengono tracciate arbitrariamente, una volta definite le caratteristiche fondamentali dell’imbarcazione, come lunghezza fuori tutto e al galleggiamento, dislocamento , larghezza, immersione, tipo di utilizzo della barca…etc.
La sezione maestra è invece vincolata nei suoi estremi alle linee tracciate in precedenza.
E’ questa la caratteristica basilare del processo iterativo di definizione delle linee d’acqua secondo il metodo tradizionale. Ovvero il margine di scelta sulla forma delle varie curve è grande all’inizio del disegno e va via via riducendosi a zero sulle ultime curve.
Ciò significa anche che le prime curve disegnate caratterizzano già in maniera forte la forma finale dell’imbarcazione ed il suo comportamento in acqua e che una qualsiasi modifica dovessi effettuare, in seguito, alla loro forma, comporterà la necessità di modificare tutte le curve tracciate successivamente, dipendenti, nel loro andamento, dalle prime.
La progettazione nautica tradizionale con l’ausilio del CAD – Il piano di costruzione
Nella progettazione nautica il piano di costruzione è la rappresentazione delle forme tridimensionali di una imbarcazione eseguita su di un foglio di carta, ovvero un piano a due dimensioni.
Per disegnarlo si immagina di sezionare la barca in tante fettine lungo piani paralleli a tre piani dello spazio tra di loro perpendicolari. Tali piani principali sono il piano longitudinale (ovvero il verticale prua poppa), il piano dell’acqua (ovvero il piano orizzontale coincidente con il pelo dell’acqua) ed un piano trasversale perpendicolare ai primi due.
Immaginando di tagliare la barca utilizzando come coltelli dei piani paralleli a questi tre piani principali, si ottengono tante curve di sezione che ci permettono di vedere in due dimensioni la forma tridimensionale dell’imbarcazione.
Tali curve di sezione, riportate sul nostro foglio, daranno vita a:
– il piano delle sezioni longitudinali
– il piano delle linee d’acqua
– il piano delle sezioni trasversali
E’ un po’ come sezionare la nostra barca con un tagliauovo per tre volte, secondo tre direzioni perpendicolari, andando via via a disegnare su di un foglio il profilo delle singole fettine così ottenute.
Il piano di costruzione del Cutter Pilota rappresentato nel video è della barca Henriette Marie ed è tratto dal sito:
http://sailingtrivia.ravenyachts.fr
