Presentazione della barca-laboratorio del Lecco Innovation Hub
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Ricerca
Presentazione della
barca-laboratorio del Lecco
Innovation Hub Fabio Fossati – Dipartimento di Meccanica, Politecnico di Milano
Carlo Bertorello – Marineteam srl
Una barca strumentata per la rilievazione di dati inediti sui livelli di carico agenti sull’armo e
sulle vele, di dati di performance del piano velico e del comportamento dinamico dello yacht,
fondamentali per un approccio scientifico alla progettazione della componentistica nautica
I
l Lecco Innovation Hub, Muggiasca, Stefano Manzoni,
il nuovissimo centro di Fabio Orlandini, Alberto Pisanò
Vista complessiva ricerca per la nautica e Andrea Rava. L’imbarcazione è
della barca-
laboratorio
nato nel distretto lariano stata concepita in modo da poter
dall’impegno congiunto del procedere alla realizzazione di
Politecnico di Milano, della una sorta di “kit di montaggio”
Fondazione Cariplo e di che permettesse la realizzazione
Univerlecco, presenta al 51° dei suoi componenti
ottobre 2011
Salone Nautico Internazionale di fondamentali in parallelo
Genova uno dei suoi progetti più utilizzando simultaneamente
ambiziosi: una barca-laboratorio diversi fornitori per poi
attrezzata con tecnologie eseguire la fase di assemblaggio
110
per il rilevamento di dati di dell’imbarcazione vera e propria
fondamentale importanza per la utilizzando risorse molto
progettazione dello yacht a vela limitate sia dal punto di vista
e dei suoi diversi componenti logistico che dal punto di vista
con particolare riferimento al delle lavorazioni residue da
progetto dell’armo e delle vele. eseguire per completarne la
Esistono a livello mondiale costruzione.
appena tre precedenti casi di
imbarcazioni con funzioni Obiettivi
simili realizzate rispettivamente La progettazione nautica ha
presso il MIT di Boston, conosciuto grandi cambiamenti
l’Università Tecnica di Berlino negli ultimi cinquanta anni.
e il Kanazawa Institute of Caratterizzata originariamente
Technology giapponese. La da metodiche di progettazione
realizzazione dell’imbarcazione provenienti dal mondo
laboratorio del Lecco Innovation navale e per quanto riguarda
Hub ha rappresentato perciò le tecnologie di costruzione
una sfida per i ricercatori da approcci sostanzialmente
del Politecnico di Milano, e artigianali, si è infatti via via
rappresenta un’incredibile arricchita di approcci e metodi
opportunità di innovazione per provenienti dal settore della
i diversi fruitori dello Hub. Il fluidodinamica applicata e
progetto della barca laboratorio dell’utilizzo di materiali e di
è stato interamente sviluppato tecniche mutuati dal settore
da un team di ricercatori del aeronautico e automotive. Gran
Dipartimento di Meccanica parte dell’attività di ricerca
del Politecnico di Milano, svolta dalla comunità scientifica
coordinato dagli autori, e che coinvolta nel settore della
comprende Marco Belloli, Sara nautica è attualmente orientata
La coperta della barca-laboratorio è attrezzata con due postazioni per la Vista posteriore della barca-laboratorio
rilevazione dei dati
allo sviluppo di metodi che un telaio alloggiato all’interno adatti per un impiego in di Visione del Dipartimento
permettano di definire con dello scafo progettato per campo nautico, che possono di Meccanica – ha una forte
un grado di accuratezza ben permettere il collegamento funzionare in situazioni di esperienza, maturata nel corso
superiore a quello attualmente dell’intero armo e di tutta installazioni particolarmente di diverse campagne di misura
disponibile i livelli di carico l’attrezzatura velica a un difficili dal punto di vista svolte presso la Galleria del
agenti sulle diverse strutture sistema di celle di carico che ambientale e possono essere Vento del Campus di Milano
dell’imbarcazione, il che possa effettuare la misura inserite direttamente nella Bovisa in occasione delle
implica importanti ricadute delle forze e dei momenti matrice del materiale composito attività svolte per alcuni dei
sia dal punto di vista delle globalmente trasmessi su cui si vogliono eseguire le principali partecipanti alle
metodiche di progetto che all’imbarcazione stessa misurazioni. Le fibre di Bragg edizioni di Coppa America
dal punto di vista costruttivo, dal piano velico durante la hanno un ampio ventaglio dell’ultimo decennio. Un
per esempio nell’ambito di un navigazione a vela. In tal applicativo, consentendo ambiente completamente
ottobre 2011
più appropriato utilizzo dei modo si riesce a realizzare di effettuare misure di destrutturato come quello
materiali innovativi. su scala reale quanto viene spostamento, di temperatura, di lacustre comporta tuttavia
I dati scientifici attualmente normalmente effettuato nelle deformazione, di inclinazione e problematiche molto diverse
111
a disposizione dei progettisti prove sui modelli fisici in di accelerazione. di quelle che si riscontrano in
e dei costruttori derivano scala in galleria del vento, laboratorio. Il progetto prevede
principalmente da studi con il valore aggiunto di poter Il piano velico che, in condizioni stazionarie,
effettuati su modelli in scala, effettuare la misura delle Un’ulteriore tipologia di dati i dati di forma delle vele
su prototipi o su campioni medesime quantità nelle che la barca-laboratorio sarà saranno acquisiti tramite uno
di materiale, analizzati in reali condizioni di utilizzo in grado di produrre riguarda scanner laser a tempo di volo
ambienti artificiali quali le dell’imbarcazione e tenendo la forma geometrica assunta allo stato dell’arte della tecnica,
gallerie del vento, le vasche conto delle regolazioni dalle vele nelle reali condizioni dove – insieme alla precisione
navali o i banchi di prova. impartite dall’equipaggio. di utilizzo delle stesse in – una delle caratteristiche
L’ambizione della barca- È prevista anche la presenza navigazione (flying shape) più importanti è la velocità di
laboratorio è di consentire la di sistemi di misura diretta che, come noto, differisce in rilevazione dello strumento.
rilevazione di tali dati in scala dei carichi agenti nei diversi maniera considerevole dalla Uno scanner laser non è in
reale, non su di un modello in componenti dell’attrezzatura cosiddetta “design shape” ogni caso adatto a situazioni
scala, e nelle reali condizioni di velica, quali il sartiame, i ovvero dalla forma geometrica dinamiche, per le quali saranno
utilizzo dell’imbarcazione. verricelli e i bozzelli, che che viene ipotizzata dal impiegati un primo sistema
Due sono gli aspetti salienti permetteranno di ricavare velaio in fase di progetto e di basato su un approccio a
che caratterizzano il progetto informazioni preziose per realizzazione della vela. Anche luce strutturata e un secondo
della barca-laboratorio: il la progettazione dei diversi questo aspetto è innovativo, basato su sensori di distanza a
primo è costituito dal fatto componenti. In particolare, essendo i dati attualmente variazione di fase. Il progetto
che l’imbarcazione stessa all’interno dei componenti disponibili per la progettazione prevede lo sviluppo di algoritmi
è concepita per funzionare realizzati in materiale delle vele rilevati all’interno di elaborazione che consentano
come bilancia dinamometrica composito saranno installati di ambienti artificiali – le l’utilizzo dei dati in tempo
e consentirà pertanto sensori a fibra ottica per gallerie del vento – o derivati reale con il fine di controllare
l’acquisizione in scala reale la misura dei carichi e da modelli di simulazione i parametri di regolazione
di dati inediti relativi ai per il rilievo dello stato di numerica ancora oggi affetti da delle vele in relazione alla
carichi aerodinamici e sollecitazione nei componenti una serie di problemi dal punto prestazione dell’imbarcazione.
idrodinamici agenti sui stessi. Ciò è consentito di vista dell’affidabilità dei Un ulteriore aspetto
principali componenti dello dalla maturità tecnologica risultati prodotti. In tale ambito qualificante del progetto
yacht. Il cuore della bilancia conseguita dai sensori basati il Politecnico di Milano – dell’imbarcazione laboratorio
dinamometrica è costituito da sulle fibre di Bragg, molto specificatamente il Laboratorio riguarda la predisposizione di
Ricerca
Vista frontale della barca-laboratorio
Il telaio alloggiato all’interno dello scafo è progettato per la misura delle forze e già presenti a bordo. A questo potesse offrire una risposta
dei momenti globalmente trasmessi all’imbarcazione dal piano velico durante la scopo si utilizzeranno sensori in navigazione prevedibile e
navigazione a vela tradizionali e sensori MEMS, omogenea, così da produrre
eventualmente equipaggiati con dati di migliore qualità:
sistemi per il rilievo dei carichi e condizioni di operatività) trasmissione dei dati wireless, la scelta finale è ricaduta
agenti sulle vele. Le vele delle installati sulle vele seguendo aspetto fondamentale per le su uno scafo di 35 piedi
imbarcazioni da regata e da linee orizzontali, così da caratteristiche dell’ambiente di realizzato su un progetto dallo
crociera sono oggi realizzate identificare distribuzioni di lavoro. Studio Vallicelli sul quale
in materiali compositi pressione relative a diverse si è intervenuti con alcune
altamente sofisticati e dal sezioni del piano velico.Tutte le Tipologia e modifiche per ripristinare
comportamento anisotropo, diverse informazioni acquisite caratteristiche tecniche una lunghezza fuoritutto di
per ottimizzare i pesi e le direttamente in navigazione, dell’imbarcazione 10 metri (33 piedi). La coperta
ottobre 2011
caratteristiche strutturali. siano esse di carattere La barca-laboratorio è stata dell’imbarcazione laboratorio
La possibilità di conoscere meccanico-strutturale o appositamente progettata è stata invece progettata ex
l’effettiva distribuzione delle di natura aerodinamica o allo scopo di effettuare novo e costruita utilizzando
pressioni agenti sul piano idrodinamica, devono essere rilevazioni scientifiche e ciò ha uno stampo appositamente
112
velico è un argomento di correlate con la dinamica inevitabilmente condizionato realizzato allo scopo. Nel
grande interesse per il progetto dell’imbarcazione allo scopo una serie di criteri e di disegno della coperta, si è
aerodinamico e strutturale di valutare l’incidenza del parametri di progetto. Il primo fatto in modo di ospitare delle
delle vele, oltre che per la movimento dello yacht sulle criterio progettuale è stato di postazioni di acquisizione dati
scelta e l’impiego ottimale misurazioni effettuate. La carattere dimensionale: è stata esterne, così che chi esegue
dei materiali e delle tecniche caratteristica della dinamica scelta una lunghezza fuoritutto le misure possa avere anche
produttive. La conoscenza dell’imbarcazione rappresenta di 10 metri che rappresenta un completo controllo delle
della distribuzione delle di per sé un bagaglio un buon compromesso tra la diverse fasi della navigazione.
pressioni sulla vela permette d’informazioni estremamente possibilità di essere condotta Le postazioni di lavoro sono
di studiare a livello locale interessante nell’ambito dello da un equipaggio ridotto e inoltre replicate sottocoperta,
l’interazione fluido-struttura sviluppo e della validazione la possibilità di disporre di per poter operare in sicurezza
della stessa per identificare delle metodologie numeriche livelli di carico da misurare anche in caso di condizioni
i fenomeni fluidodinamici di previsione delle prestazioni non troppo esigui allo scopo meteorologiche severe.
da cui dipendono le forze dello yacht. È per questo di minimizzare gli errori di Infine, nel rispetto della
aerodinamiche complessive. che la barca-laboratorio misura. Per limitare i costi di filosofia del Lecco Innovation
Le sole grandezze integrali sarà equipaggiata con un realizzazione dell’imbarcazione Hub, si è scelto che la
possono infatti risultare sistema appositamente si è scelto di utilizzare propulsione ausiliaria della
insufficienti per comprendere progettato e ottimizzato per uno scafo di cui fosse già barca fosse a emissioni zero.
come utilizzare un piano il rilievo dei movimenti disponibile lo stampo e che Il progetto prevede pertanto
velico se non si riescono a dell’imbarcazione stessa, potesse comunque garantire l’installazione di un motore
determinare le complesse composto da accelerometri un’adeguata volumetria ausiliario elettrico brushless
interazioni da cui esse e giroscopi che permettano interna per poter ospitare da 10kW di potenza, con
scaturiscono. Nella barca- il rilievo dei movimenti al proprio interno il telaio trasmissione sail-drive e
laboratorio, la rilevazione fondamentali, integrato da precedentemente descritto, alimentato da batteria al
della mappa di pressione un sistema GPS e da un componente fondamentale litio-polimero. Il sistema di
agenti sul piano velico avverrà sistema di rilievo dell’assetto. del dinamometro. Oltre al ricarica delle batterie sarà
tramite sensori MEMS Il tutto sarà integrato con i criterio della lunghezza e inoltre integrato da moduli
(ottimo compromesso tra sistemi di misura delle altre della capienza, si è ricercata fotovoltaici. F
dimensioni, prestazioni, costi grandezze fisiche di interesse una geometria di carena che © RIPRODUZIONE RISERVATA
Puoi anche leggere
