Definizione di Carena
- Carena: parte dello scafo che rimane sotto il piano di galleggiamento (cioè immersa in acqua quando la nave galleggia).
- Viene anche detta opera viva, in contrapposizione all’opera morta (parte sopra il galleggiamento).
Dalla forma della carena dipendono:
- Le qualità nautiche della nave
- La stabilità trasversale e longitudinale
- La resistenza al moto
Tipologie di Carene
Le carene si dividono in tre grandi categorie:
- Carene dislocanti
- Il sostentamento deriva quasi esclusivamente dalla spinta idrostatica di Archimede.
- Hanno fondo tondo (minore resistenza all’avanzamento).
- I fianchi restano sempre bagnati.
- Adatte a velocità moderate → navi mercantili.
- Carene plananti
- Il sostentamento deriva per la maggior parte dalla spinta dinamica (effetto del fondo inclinato rispetto all’acqua).
- Hanno fondo a spigolo.
- I fianchi non restano bagnati, perché l’acqua scorre velocemente sotto lo scafo.
- Adatte ad alte velocità → motoscafi, scafi veloci.
- Carene semidislocanti (o semiplananti)
- Forma ibrida tra fondo tondo e fondo a spigolo.
- Compromesso tra stabilità e velocità.
Numero di Froude (NF)
Per le carene dislocanti si utilizza un parametro fondamentale:
- ( V ) = velocità della nave (nodi o m/s)
- Lwl= lunghezza al galleggiamento
Quando NF = 1,34, la nave raggiunge la velocità critica:
- L’onda generata ha la stessa lunghezza della nave.
- Oltre questa velocità la nave “sale sull’onda” → fatica a procedere.
- Forze su una Carena Planante
A nave ferma:
- La forza verticale che sostiene la nave è la spinta idrostatica (S).
- Il dislocamento (D) agisce sulla stessa verticale (passante per il centro di carena B e il centro di gravità G).
A nave in moto:
- La spinta idrostatica diventa minore (S0 < S).
- Compare la portanza L (Lift), cioè la componente verticale della forza idrodinamica F.
- La resistenza totale è composta da:
- R = attrito dei filetti fluidi sullo scafo bagnato
- D (drag) = componente orizzontale della forza F
Sintesi e Applicazioni
- Le carene dislocanti → ideali per navi da trasporto e crociera (stabilità, efficienza a basse velocità).
- Le carene plananti → ideali per unità veloci (motovedette, motoscafi).
- Le carene semidislocanti → soluzioni miste, usate in traghetti veloci e imbarcazioni da diporto moderne.
Scafo
Carene Dislocanti
Carene Semidislocanti
Numero di Froude NF
Forza su carena planante
