Monocat: nuovo tipo di carena per imbarcazioni veloci.

Tipologia:	Brevetto internazionale	Nr.	[omissis]
Data di approvazione:	[omissis]	Breve descr.	Monocat

Sintesi del progetto

La presente invenzione ha lo scopo di fornire un tipo di carena, chiamata Monocat, che permetta di avere alte prestazioni con potenze contenute coniugando insieme i vantaggi delle monocarene con quelli delle carene a catamarano.
E' noto che le migliori performance velocistiche sono ottenute con l’impiego di carene a catamarano (vedi fig. 1). Queste carene però perdono il loro vantaggio in situazioni di mare mosso, poiché il moto ondoso provoca, nel tunnel tra i due scafi, periodici aumenti e diminuzioni di pressione delle masse d’acqua, con aumento della resistenza e sollecitazioni strutturali.
L'energia del moto ondoso si manifesta soprattutto sulla superficie liquida, mentre sotto di essa i movimenti sono più regolari e la pressione omogenea, percui la soluzione è quella di sagomare diversamente la parte immersa e quella emersa della carena . La parte sopra il galleggiamento è conformata in modo classico, mentre quella immersa può adottare una tipologia a catamarano con sezione trasversale, rappresentata in Figura 1. Per evitare che il moto ondoso si infili tra i due semiscafi è necessario che il fronte di onda venga diviso come nelle normali imbarcazioni e l’onda scorra lungo le fiancate esterne. Per ottenere questo scopo è previsto che le fiancate esterne del catamarano convergano a prua unendosi tra di loro con un angolo che non si discosti da quello della maggior parte delle imbarcazioni. Questo può essere raggiunto, senza perdere i vantaggi di queste carene, con la limitazione della distanza tra i due semiscafi (indicata con A nella fig. 2), conservando in questo i vantaggi idrodinamici e creando le condizioni costruttive che permettono di adottare una prua di tipo classico. Poiché la carena descritta è di tipo planante, avrà un certo angolo di assetto longitudinale. In relazione a questo assetto dinamico, con la prua in posizione più alta della poppa, va definita, nel punto di inizio del tunnel a prua, la distanza della parte superiore di questo rispetto alla superficie liquida, in condizione dinamiche, ma di acqua calma. Questa parte, che chiameremo tetto del tunnel, prosegue fino a poppa sfociando ad una altezza rispetto alla superficie dell’acqua che  permetta l’uscita dell’aria nella maggior parte delle condizioni operative, ma che a scafo fermo può anche essere sotto la linea di galleggiamento. In corrispondenza dello sfocio del tunnel, a poppa possono essere applicati dispositivi per regolare in fase dinamica la pressione dell’aria all’interno del tunnel in modo da disporre di un cuscinetto gassoso che attutisca le accelerazioni verticali ad alta velocità. Il tetto del tunnel ha un andamento longitudinale a salire verso poppa, con una inclinazione che può corrispondere ai gradi di assetto della barca od essere anche maggiore. Può essere costruito anche a gradini, ma non deve generare portanza aerodinamica, che in questo caso provocherebbe solo un aumento di resistenza, in quanto il sollevamento dell’imbarcazione è ottenuto con un mezzo molto più efficiente, descritto di seguito.
Sotto la carena viene applicata, in posizione trasversale rispetto all’asse poppa prua, e sotto la posizione longitudinale del baricentro, con una tolleranza variabile di qualche decina di centimetri in avanti o dietro, una superficie portante di opportuno profilo. La distanza dalla carena di questa superficie deve essere tale da non disturbare il flusso sul dorso di detto profilo, in modo da ottenere la massima portanza con direzione e verso contrario alla forza peso dell'imbarcazione, anch’essa applicata al baricentro, ed a tutti gli effetti alleggerirà l’imbarcazione, che nel suo moto, grazie a questa portanza, sposterà una minore quantità di acqua. La minore quantità di acqua spostata, corrisponde esattamente alla quota di peso sostenuto dalla portanza e provocherà una cospicua riduzione della resistenza. Le accelerazioni verticali verso il basso che sono le responsabili dei colpi che l’imbarcazione produce sull’acqua sono attutite dalla presenza della superficie portante.