Nautech, settembre 2013

Formazione
Sebastiano Ercoli e Andrea Ratti, Dipartimento INDACO, Lecco Innovation
Hub, Politecnico di Milano – [email protected]
Propulsione azimutale,
quali sfide?
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SETTEMBRE 2013
”Frustra fit per plura
quod fieri potest
per pauciora”: è
inutile fare con più
ciò che si può fare
con meno, diceva
il frate francescano
Guglielmo Da Ockham
L’incontro “Sistemi
innovativi di propulsione
e trasmissione per
applicazioni nella nautica
da diporto” organizzato
nell’ambito del Master
in Yacht Design del
Politecnico di Milano
L
e parole del filosofo
medioevale sono
state citate dallo
yacht designer Sergio
Abrami durante il seminario
dal titolo “Sistemi innovativi
di propulsione e trasmissione
per applicazioni nella nautica
da diporto” organizzato
nell’ambito del Master in
Yacht Design del Politecnico
di Milano; l’evento, tenutosi
il 3 giugno 2013 presso
la Galleria del Vento del
Politecnico, è stato supportato
da ATENA, l’Associazione
Italiana di Tecnica Navale.
La citazione era riferita ai file
tridimensionali dei sistemi
di propulsione e trasmissione
che i produttori forniscono
ai designer; si tratta spesso
degli stessi modelli CAD
destinati alla produzione,
inadatti e difficili da
gestire per il progettista
cui invece basterebbe una
rappresentazione schematica
che indichi con chiarezza
l’ingombro generale, consenta
di evitare interferenze
e segnali chiaramente
le parti cui deve essere
garantita l’accessibilità per la
manutenzione.
Soluzioni pod-azimutali
Il problema della relazione tra
yacht designer e produttori
di impianti di propulsione e
trasmissione è destinato ad
acuirsi con i sistemi di podazimutali. Tali soluzioni sono
infatti più complesse delle
tradizionali trasmissioni
in linea d’asse e richiedono
uno sviluppo in stretta
collaborazione tra progettista
e produttore. È questo
uno dei molti temi emersi
nell’ambito del seminario,
che ha visto l’incontro delle
maggiori aziende produttrici
di sistemi pod, progettisti
affermati, professori e
studenti di ingegneria e di
design navale e nautico. I
sistemi pod costituiscono
una profonda innovazione
nel panorama motonautico,
grazie a rendimenti superiori
rispetto ai tradizionali sistemi
in linea d’asse, cui si sommano
un’elevata manovrabilità e la
semplicità di installazione;
tuttavia, in un mondo spesso
legato alle tradizioni come
quello nautico, i pod non
mancano di sollevare qualche
perplessità: dagli aspetti di
manutenzione alla necessità
di lavorare in modo nuovo,
collaborando tra progettisti
e aziende produttrici per la
corretta configurazione del
sistema. Il seminario è stato
aperto dal prof. Andrea Ratti,
organizzatore dell’evento, cui è
seguito un intervento del prof.
Fabio Fossati, coordinatore
scientifico delle attività di
ricerca della Galleria del Vento
del Politecnico, sulla valenza
della modellazione numerica
e degli studi sperimentali (in
galleria del vento e in vasca
navale) per la progettazione
di imbarcazioni plananti
e dislocanti. È seguita
quindi una presentazione
della galleria in cui si è
svolto l’evento, al termine
del quale è stato possibile
effettuare una visita guidata.
Il secondo intervento è stato
curato dall’ing. Alberto
Amici di RTN; l’azienda è
rappresentante italiana della
Reintjes, produttrice dei
sistemi pod Fortjes. Il primo
Fortjes è stato ideato alla fine
anni Novanta, quando nelle
vasche navali di Amburgo e
Potsdam furono analizzati
tre concept: push-push,
push-pull, pull-pull. Furono
valutati diversi posizionamenti
dell’installazione dei pod
sullo scafo, considerando non
solo l’idrodinamica ma anche
il comfort a bordo. Furono
poi studiate la geometria
della gondola e le migliori
divisioni di potenza tra le
due eliche; Tutti gli studi
(continua a pag. 74)
Formazione
l sistema IPS di Volvo Penta
integra infatti in un’unica
soluzione propulsione,
timoneria, controlli e autopilota
Il Fortjes si basa su una coppia di pod a piede fisso;
rispetto a un sistema rotante, questo garantisce migliori
risultati dal punto di vista delle tenute
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Gli ZF POD sono accomunati
da una struttura con due
eliche controrotanti spingenti
posteriori
sono quindi confluiti su un
modello telecomandato di
5 m che è stato testato in
acque aperte, conducendo
analisi di cavitazione, test di
manovra e ottimizzazione del
sistema nel suo complesso. Il
Fortjes si basa su una coppia
di pod a piede fisso; rispetto
a un sistema rotante, questo
garantisce migliori risultati
dal punto di vista delle tenute,
della velocità di installazione
e della manutenzione;
garantisce inoltre un’altissima
tenuta di rotta, un’alta
manovrabilità anche in porto
e una buona riduzione del
rumore a bordo.
Migliori performance
È intervenuto quindi Paolo
di Muro di ZF AG. L’azienda
produce pod destinati alla
nautica da diporto in tre
taglie diverse. La gamma
copre potenze da 240 a 930
kW e tutti i motori possono
essere accoppiati. Gli ZF
POD sono accomunati da
una struttura con due eliche
controrotanti spingenti
posteriori; tale soluzione
garantisce che le eliche siano
protette dalla gamba stessa.
Per ZF il principale vantaggio
competitivo si ha dal punto di
vista delle performance, con
un guadagno medio del 7-10%.
Ulteriori vantaggi si hanno dal
punto di vista dell’incremento
della velocità di punta, della
sicurezza e del comfort; oltre
alla riduzione della
sala macchine.
L’azienda tedesca propone
un’attività di co-design con
progettisti e cantieri per
assistere la configurazione
del sistema pod; ZF può
collaborare dagli studi iniziali
dell’architettura navale allo
studio della propulsione, dallo
sviluppo dei disegni tecnici
tridimensionali e al setup dei
pod stessi. Andrea Cerutti,
responsabile commerciale
settore Marine di Rolls Royce,
ha esposto brevemente le
tappe fondamentali della
storia della propria divisione,
nata nel 1999. Il primo Azipull
nasce nel 2002; è un pod a
elica traente studiato per
soluzioni dislocanti. Il pod
aumenta l’efficienza del 20%
rispetto a rotori precedenti
della stessa Rolls Royce,
generando una forte richiesta
di refit. Nel 2009 inizia
invece lo sviluppo, tuttora in
corso, di sistema Azipull in
materiali differenti, come per
esempio Carbon Azipull, che
ha una particolare attenzione
alla riduzione del peso,
all’efficienza idrodinamica e
di carburante.Al momento,
il sistema Carbon Azipull è
stato installato come test sul
traghetto in fibra di carbonio
Rygertroll operante in
Norvegia e su uno yacht
da diporto, un Azimut
Grande 125F.
Andrea Piccione, account
manger di Volvo Penta
Italia, ha riassunto
l’Interpretazione del
concetto di pod secondo
la propria azienda con
la parola ”integrazione”.
Il sistema IPS di
Volvo Penta integra
infatti in un’unica soluzione
propulsione, timoneria,
controlli e autopilota.
Questo garantisce una buona
efficienza: rispettou a na
linea d’asse, l’azienda stima
un aumento di autonomia
del 35%. Inoltre, lo scarico
immerso dà buoni risultati
per quanto riguarda il rumore.
I pod Volvo Penta sono
caratterizzati da una doppia
elica traente posizionata
anteriormente. Come rischi in
caso d’urto, si ritiene che non
ci siano differenze di danni
rispetto a sistema conlinea
d’asse tradizionale. Anche il
sistema IPS è proposto in 3
dimensioni, per installazioni
doppie, triple o quadruple.
Efficienza e rendimento
Il sistema IPS è di rapida
installazione, semplificando
il lavoro del cantiere;
ulteriore vantaggio è avere
un unico fornitore per
funzioni altrimenti separate
(propulsione, timoneria
ecc.). Altro aspetto positivo
della timoneria è che l’elica
diventa un componente
standard, con i vantaggi che
ne conseguono in caso di
necessità di sostituzione.
Come sottolineato dall’Ing.
Carlo Belloni di Volvo Penta,
tutti gli interventi hanno
mostrato un percorso di studio
e ottimizzazione comune,
segno che ”la linea d’asse ha
i minuti contati”. I sistemi
pod rappresentano una delle
più radicali innovazioni
trasferite nella nautica da
diporto, con forti contenuti
tecnici per quanto riguarda
efficienza, rendimenti e
sicurezza; dal punto di vista
progettuale, costruttivo,
e di manutenzione, sono
interessanti anche gli
aspetti di liberazione di
volumi nella sala macchine,
rapidità di installazione
e standardizzazione dei
componenti; infine, dal
punto di vista del fruitore, la
semplicità con cui i pod sono
governabili rende l’uso molto
intuitivo. Insomma, sebbene
qualche diffidenza vada
ancora superata, l’impegno e
la velocità con cui le aziende
stanno sviluppando i sistemi
azimutali suggeriscono di
osservare con attenzione il
settore.
F
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