Le trasmissioni per i motori entrobordo
Il sistema motore-trasmissione è da considerarsi parte integrante del progetto di un’imbarcazione. L’apparato propulsivo, dal motore all’elica, è un insieme di organi meccanici le cui caratteristiche influenzano l’efficienza, il rendimento, le performance e la manovrabilità della barca in navigazione. Questo significa che, a seconda del tipo di trasmissione applicata al medesimo scafo, varia la quantità di energia dissipata per vincere le diverse resistenze di attrito all’avanzamento delle appendici immerse degli apparati della trasmissione, condizionando le prestazioni.Va comunque ricordato che il tipo di trasmissione da abbinare ad un entrobordo dipende ed è vincolata dai valori di potenza e di coppia motrice del propulsore. Questo poiché gli organi meccanici della trasmissione devono essere in grado di sopportare e di trasmettere all’elica la forza propulsiva generata dal motore.
La trasmissione in linea d’asse ad elica sommersa è il sistema classico per trasmettere le forze motrici di propulsori entrobordo che erogano coppie e potenze medio-alte.
L’elica è completamente immersa sotto lo scafo, ed è connessa al riduttore/invertitore dell’entrobordo attraverso un asse di trasmissione, sostenuto sotto la carena da un apposito cavalletto.
La direzionalità della barca è assicurata dalla pala immersa del timone che intercetta il flusso d’acqua mosso dall’elica.
LA SOLUZIONE PER GLI SCAFI PLANANTI
La trasmissione in linea d’asse risulta essere un sistema affidabile, in grado di sopportare anche carichi di coppia motrice di unità diesel di elevata potenza. Tuttavia questo sistema risulta essere poco efficiente per imbarcazioni plananti ad alta velocità.
Infatti, le appendici montate sotto la carena per sostenere la linea d’asse. La pala del timone e la stessa linea d’asse producono eccessive turbolenze con un’evidente resistenza d’attrito all’avanzamento, riducendo il rendimento di tutto l’apparato propulsivo.
Si è stimato che gli scafi plananti con trasmissione in linea d’asse, cominciano a perdere efficienza intorno ai 30 nodi.
Per migliorare i rendimenti di scafi plananti in una gamma di velocità superiore, negli ultimi anni si sta sempre più diffondendo la tecnologia della trasmissione azimutale con i pod drive.
POD DRIVE
Questo sistema propulsivo trasmette la forza motrice dall’entrobordo all’elica, attraverso un piede azimutale –pod drive– ad elevata efficienza idrodinamica, che si trova completamente sotto lo scafo, risultando, quindi, la sola appendice di carena.
Con questa trasmissione, infatti, non c’è la pala del timone: è lo stesso pod che, ruotando sul proprio asse verticale, definisce la direzione di spinta dell’elica.
Viene quindi ridotta al minimo la resistenza all’avanzamento degli organi di trasmissione sommersi. Inoltre, l’elica solidale al piede azimutale lavora parallelamente allo scafo, ottimizzando il rendimento della propulsione.
Gli organi meccanici di un pod drive di ultima generazione possono sopportare coppie motrici di propulsori con potenze massime di circa 900 cavalli.
L’installazione tipica è di una coppia di pod drive, ma sono possibili anche installazioni triple e quadruple, per soddisfare una gamma vasta di potenze. Gli innovativi sistemi di governo elettronico abbinati ai pod drive agevolano la manovrabilità della barca e, con l’ausilio di un joystick, vengono semplificate le operazioni di ormeggio.
STERNDRIVE
Per scafi di medie dimensioni con entrobordo, sono diffuse per la loro versatilità le trasmissioni con gruppi sterndrive.
La forza motrice viene trasmessa all’elica attraverso un piede poppiero –sterndrive– montato nello specchio di poppa della barca.
Anche in questo caso, il piede dalle sagome idrodinamiche è l’unica appendice di carena immersa, a favore dell’efficienza all’avanzamento. Comandato dalla timoneria idraulica di bordo, il piede con l’elica esegue il brandeggio per la direzione della spinta e può assumere diverse inclinazioni verticali (trim) per regolare l’assetto in navigazione.
La trasmissione con piede poppiero, chiamata anche entrofuoribordo, risulta pratica, efficace e versatile. Il suo solo limite è quello di sopportare meccanicamente coppie motrici di motori diesel con potenze massime intorno ai 350-400 cavalli.
SISTEMA DI TRASMISSIONE AD ELICHE DI SUPERFICIE
I potenti yacht sportivi ad elevate prestazioni velocistiche hanno ereditato dagli scafi da competizione il particolare e sofisticato sistema di trasmissione ad “eliche di superficie”.
Il principio di funzionamento consiste nel trasmettere la forza motrice all’elica per mezzo di un asse di trasmissione che attraversa lo specchio di poppa.
In questo modo il disco dell’elica risulta semisommerso. Non essendoci appendici e organi meccanici immersi completamente in acqua, si riduce sensibilmente la resistenza all’avanzamento, realizzando un sistema propulsivo supercavitante molto efficiente alle alte velocità.
WATER-JET
Questo è in grado di sopportare propulsori che erogano elevati valori di potenza e di coppia motrice. Diversi tender con l’entrobordo e specifiche tipologie d’imbarcazioni, utilizzano la trasmissione water-jet ovvero ad idrogetto.
Si tratta di un sistema costituito da una girante inserita in un condotto che, dopo aver aspirato l’acqua, l’accelera indirizzandola verso il diffusore dell‘idrogetto che passa attraverso lo specchio di poppa, realizzando la spinta propulsiva.
La trasmissione water-jet si è diffusa per i vantaggi legati al basso pescaggio, alla grande manovrabilità ed alla sicurezza di non avere l’elica esposta fuori bordo, rendendo questa propulsione adatta ai tender, agli scafi ricreazionali, oltre alle imbarcazioni che svolgono servizio di salvataggio e recupero di persone in acqua.