Incidenza dello spessore del profilo della Pinna (I)

Il profilo delle pinne per le nostre tavole, cioè le (varie) sue sezioni nel senso longitudinale, risponde ai criteri aereonautici, ne più ne meno di quello di un'ala di aeroplano.

NOMENCLATURA PROFILO SIMMETRICO 

 Essi non sono ovviamente niente di nuovo, ma sono derivati da profili noti in campo aeronautico, nelle loro applicazioni legate alla forma delle ali e di altri superfici vive e possiamo rendercene conto anche semplicemente osservando le serie NACA di profili unificati, simmetrici. Il funzionamento di un profilo è quanto di più complicato si possa immaginare in quanto a misurazione delle azioni che il flusso (d'acqua nel nostro caso) compie localmente su di esso, tuttavia in linea di massima possiamo dire che naturalmente il nostro flusso di acqua tende a girarci attorno. Flusso attorno al profiloIl "trucco", se vogliamo, è far si che il flusso stesso rimanga accostato alla superficie della pinna senza discostarsene creando turbolenza e quindi resistenza. Questo è legato a numerosi fattori e cioè lo spessore del profilo, la presenza di uno spigolo iniziale ed altri fattori costruttivi, oltre naturalmente al suo andamento nell'acqua. Naturalmente sono molteplici i fattori che concorrono ad un "buon" risultato finale e in ogni caso dobbiamo tener conto del fatto che, come un'ala, una pinna è "finita" e quindi soggetta a moti spesso complicatissimi e difficilmente calcolabili in prossimità dei propri bordi. Il profilo è costituito, in linea di principio, da una figura geometrica affusolata, formata da archi di parabole raccordati nel punto di massimo spessore. La corda del profilo è il diametro della minima circonferenza circoscritta al profilo, che interseca il profilo stesso in due punti, detti punti (o bordo) di entrata (o attacco) e di uscita. La linea media invece è equidistante dai punti del ventre e del dorso, che sono le due facce della pinna nel nostro caso. Consideriamo dorso la parte rivolta verso la parete dell'onda e ventre quella rivolta a valle.
Il profilo di una pinna varia naturalmente dalla base fino al tip, sia in spessore e forma che in lunghezza naturalmente, questo è dovuto alla forma che ha esteriormente la nostra pinna e che quindi risulta molto diverso da caso a caso; tuttavia nel nostro ambito, si tratta comunque diprofili simmetrici, cioè profili in cui la linea mediana coincide sempre con la corda Distrubuzione di pressione attorno al profilodel profilo. Questo tipo di profilo, sebbene da molti anni abbandonato nella moderna aeronautica, rimane caratteristico delle nostre pinnone centrali, consente di per se di poter gestire alla stessa maniera un'onda destra ed una sinistra, cioè due configurazioni di pressione differenti. Per meglio comprendere come influisca la spinta dell'onda sulla nostra "single fin", dovremmo dare un'occhiata alle due forze che agiscono nel nostro caso: la portanza che, in parole povere ci spinge avanti, e la resistenza, che ci trattiene. La loro risultante, cioè la loro somma vettoriale, è quella forza che ci permette di spostarci sull'onda (vd. qui ) . Ci basti sapere che possiamo definire un parametro Efficenza_idrodinamica=(portanza)/(resistenza) e che la resistenza è dovuta essenzaialmente a due contributi: uno dovuto alle azioni tangenziali(attrito) ed uno alle azioni di pressione (forma). A questo punto appare evidente che lo spessore del nostro profilo e la sua conformazione debba influire necessariamente sull'andamento della pinna in acqua: infatti dando per scontata la sua forma costantemente simmetrica, il suo spessore minore o maggiore incide sullo spessore di quelloVariazione delle pressioni con l'incidenza che viene chiamato Strato Limite ed in particolare sulla sua separazione che (senza addentrarci nei particolari) porta la formazione di turbolenze nella scia della pinna stessa.
Questo è dovuto in parte alle velocità comunque relativamente basse a cui si muove la pinna nel fluido (acqua) che la circonda. Infatti la portanza stessa è funzione della velocità e conseguentemente una bassa velocità genera minore portanza. Al tempo stesso tuttavia la portanza è legata proporzionalmente anche all'angolo di incidenza che il profilo della pinna forma con il vettore velocità del fluido che la investe: considereremo quest'angolo mediamente elevato. All'aumentare dell'incidenza le aspirazioni sul dorso crescono di intensità ed il massimo (il picco di aspirazione) si sposta sempre più vicino al bordo d'attacco anteriore del profilo, conseguentemente si viene a creare un gradiente (variazione) di pressione fortemente avversa che ad un certo punto provoca il distacco di questo famigerato strato limite. Tralasciamo varia parte della teoria, ma fissiamo un punto fondamentale: tale distacco non è, per noi, positivo. Infatti determina la permanenza solo di deboli aspirazioni sul dorso e un notevole aumento della resistenza , con diminuzione drastica della portanza. Questo processo è maggiormente accentuato, quanto minore è la velocità di "crociera". Lo spessore del profilo determina il tipo di distacco dello strato limite e quindi la rapidità con cui si perde portanza e quindi si dice che il profilo "stalla".
Per giungere ad una prima conclusione possiamo quindi definire quando un profile sia più o meno sottile (e quindi più favorevole alle alte velocità ma sfavorevole alle basse e quindi nel caso, a mio parere, più generale). Misurando lo spessore a circa 1/4 della lunghezza della corda, rispetto al bordo d'attacco (anteriore): questo sarà considerato sottile se misura meno del 6 per cento della corda e medio tra il 6 ed il 12 per cento. Possiamo considerare che le pinne da single fin vanno dal 5 all'8 come spessore percentuale. Questo significa che ci troviamo comunque nei casi peggiori per rapidità di stallo. Per questa volta il detto "in medium stat virtus" non funziona affatto.

Flusso Attorno al profilo in camera del vento

[Testo di Marco Mazzini / SingleFin]

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