Concetto di propulsione navale
- La propulsione è l’insieme dei sistemi che consentono alla nave di muoversi nell’acqua.
- Scopo: vincere la resistenza al moto e garantire la velocità desiderata.
- Componenti principali:
- Motore principale (diesel, elettrico, turbine, ibrido)
- Linea d’asse
- Elica o propulsore
- Timone (per il governo della nave)
Tipologie di sistemi propulsivi
- Motore diesel con elica tradizionale (il più diffuso sulle navi mercantili)
- Propulsione elettrica (tipica di navi da crociera e traghetti moderni)
- Turbina a gas (in navi militari o ad alta velocità)
- Propulsione ibrida o dual-fuel (gas + diesel, riduzione emissioni)
- Propulsione azimutale (es. pod o thruster, orientabili a 360°)
Catena energetica della propulsione
Energia chimica (combustibile) → Energia termica → Energia meccanica → Energia idrodinamica (spinta sull’acqua)
Combustione → Lavoro motore → Rotazione asse → Spinta elica
Le potenze in un sistema propulsivo
- Potenza indicata (Pi): potenza sviluppata all’interno dei cilindri del motore.
- Potenza effettiva o all’albero (Pe): potenza trasmessa all’albero d’asse.
- Potenza disponibile all’elica (Pd): dopo le perdite meccaniche.
- Potenza utile o effettiva (Pu): quella realmente usata per vincere la resistenza dell’acqua.
Relazione tipica:
Pi > Pe > Pd > Pu
Perdite di potenza
Le perdite principali sono dovute a:
- Attriti meccanici (nei cuscinetti e nella trasmissione)
- Perdite idrodinamiche (scivolamento dell’elica nell’acqua)
- Perdite per resistenza dello scafo (forma, rugosità, appendici)
- Perdite energetiche del motore (calore, scarico gas, raffreddamento)
Rendimento globale del sistema propulsivo
Il rendimento globale ηg è il prodotto dei singoli rendimenti:
dove:
- (η_m) = rendimento meccanico
- (η_e) = rendimento dell’elica
- (η_h) = rendimento idrodinamico
Esempio pratico
Una nave dispone di un motore da 5000 kW indicati:
- perdite meccaniche: 10%
- perdite trasmissione: 5%
- perdite elica: 20%
Quindi solo il 68% circa della potenza iniziale si trasforma in spinta utile.
Il sistema propulsivo è un insieme complesso e integrato. La resa energetica dipende dal tipo di motore, dall’efficienza meccanica e dalla forma dello scafo. Lo studio delle perdite consente di migliorare il rendimento e ridurre i consumi.
Concetto di Propulsione Navale
Sistemi Propulsivi Tradizionali e Moderni
Sistemi Propulsivi Avanzati e Speciali
Catena Energetica della Propulsione
Le Potenze del Sistema Propulsivo
Perdite di Potenza
Rendimento Globale
