In Italia esistono molte aziende specializzate nella progettazione e lavorazione di eliche per yacht di tutti i tipi, dalle piccole, alle medie-grandi sino a quelle delle navi. Questa capacità è frutto dell’esperienza, tutta italica, in materia di sistemi propulsivi, lavorazione tecnica e di carpenteria nel ramo dei metalli.
Ho voluto affrontare l’argomento delle eliche, specificamente quelle per yacht, al fine di chiarire alcuni concetti importanti e dare indicazioni agli armatori sia dal punto di vista dei materiali utilizzati, sia per quello che riguarda la scelta giusta dell’elica, che molte volte riteniamo inadatta alla nostra barca.
In effetti scegliere l’elica corretta per la nostra barca, comporta sempre un lavoro abbastanza complesso e regolato da concetti difficili di natura matematico-fisica. Più che spiegare complessi calcoli e formule, inizialmente, è bene fare un distinguo tra materiali di costruzione, dimensioni e utilizzo, e per rendere più chiaro il concetto possiamo dividere le eliche in tre categorie:
- Piccole sino a 800 mm – realizzate in Bronzo, alluminio, acciaio;
- Medie tra 800 e 2400 mm – realizzate in Bronzo, acciaio e materiali compositi;
- Grandi oltre i 2400 mm – realizzare in Bronzo ed acciaio
Un capitolo a parte riguarda, invece, la progettazione che si sta evolvendo verso tecnologie sempre più perfezionate. Quelle per gli yacht, sono eliche che rientrano nella fascia delle eliche piccole, quelle cioè sino agli 800 mm di diametro. Per quanto riguarda i materiali il re, anche in questa fascia, è tutt’ora il bronzo, poi a seguire l’acciaio e i materiali compositi. Il bronzo, all’alluminio legato al nickel, questa è la definizione del miglior bronzo per fusioni di eliche, ha ottime caratteristiche meccaniche che, combinate con eccellenti doti di duttilità e di compatibilità con l’ambiente marino, ne fanno il materiale per eccellenza per questo tipo di utilizzo, senza limitazioni di dimensioni e applicazioni.
Ora a parliamo del diametro e del passo dell’elica. Questi parametri, che sulle imbarcazioni plananti solitamente passano in secondo piano rispetto alle altre caratteristiche, spesso sono decisi dal costruttore stesso del motore e/o dal cantiere, ma il più delle volte non si rivelano corretti.
Per diametro si intende quello del cerchio più grande descritto dalle pale durante la loro rotazione. In pratica, è correlato con la superficie delle pale. Diametri più grandi sono necessari sulle imbarcazioni più pesanti e su tutti gli scafi dislocanti o semidislocanti, per diminuire la pressione per centimetro quadrato ed ottenere quindi un migliore rendimento dell’elica a bassa velocità. Passo e diametro sono caratteristiche spesso in contrasto tra loro e comunque non sono legate da una relazione fissa. Per tutte quelle imbarcazioni che hanno difficoltà di planata, conviene utilizzare eliche di passo inferiore e di diametro leggermente più grande.
Al contrario, sulle barche molto veloci, si cercherà di ridurre il diametro e di allungare il passo. L’aumento del diametro viene solitamente utilizzato per ridurre il regresso, cioè la differenza tra la velocità teorica e quella reale. Tuttavia un diametro maggiore comporta anche una resistenza idrodinamica superiore che provoca un calo dell’efficienza a velocità medio-alta, perché l’elica è costretta a muovere una massa d’acqua più grande.
Per verificare l’efficienza della vostra elica potete provare a calcolarne il regresso; per farlo dovete conoscere la velocità teorica della barca ai diversi regimi utilizzando la seguente formula:
Velocità teorica in Km/h = (giri motore x passo elica x 2,54 x 60) : (rapporto di riduzione x 100.000).
Successivamente potete misurare con il Gps la velocità raggiunta dalla barca allo stesso numero di giri motore utilizzato per il calcolo. Conviene fare più di una misura a diversi regimi del motore, tra i 3500 a 5500 giri/minuto.
Quindi si può calcolare la differenza percentuale tra le velocità teoriche e quelle reali misurate. Si possono considerare efficienti le eliche che alla velocità prescelta mostrano uno scarto inferiore al 7-8% tra la velocità calcolata e quella misurata. Questo procedimento non è difficile da applicare e può fornire spiegazioni utili a tutti i proprietari di barche.
