4.1.1.1.14 I timoni

Meno conosciuti sono invece gli idrogetti costituiti da una pompa centrifuga che, posta in prossimità del fondo della nave e con l’asse del rotore leggermente inclinato rispetto al fondo stesso, preleva l’acqua dal fondo dell’imbarcazione e la convoglia tramite una voluta opportunamente sagomata, di nuovo verso il fondo ma in direzione quasi parallela allo stesso.  In alternativa, se non sono richieste spinte elevate, la pompa può essere del tipo assiale con un condotto di uscita a gomito. In ogni caso il corpo della pompa e la sua voluta (o la condotta di scarico) sono contenuti in un telaio che può ruotare rispetto ad un asse verticale, rendendo possibile l’orientazione trasversale della spinta. Questo tipo di idrogetto viene usato su imbarcazioni a fondo piatto che manovrano in bassi fondali. La terza tipologia elencata è quella dei timoni–propulsori cicloidali. Si tratta di un sistema brevettato dall'azienda tedesca Voith–Schneider e per questo motivo viene usualmente indicato proprio come propulsore Voith–Schneider. È costituito da una serie di pale verticali sporgenti dal fondo dell’imbarcazione che sono in grado di generare una spinta netta nella direzione desiderata. Questo sistema è quello che garantisce in assoluto le migliori doti di manovrabilità (consente infatti all’imbarcazione di ruotare su se stessa), benché a scapito di un ridotto rendimento propulsivo e di un alto costo di installazione. Esso trova applicazione su rimorchiatori e su navi che si muovono costantemente in acque ristrette. 

IL TIMONE–PROPULSORE AZIMUTALE

Il sistema di propulsione azimutale classico è un sistema delicato perché la trasmissione della potenza dal motore all’elica viene fatta in maniera meccanica tramite due rinvii realizzati con ruote dentate, prima dall’asse orizzontale del motore a quello verticale, poi da questo a quello orizzontale dell’elica. A causa delle elevate perdite correlate al sistema meccanico di trasmissione non si presta a trasmettere elevate potenze: è infatti molto usato sui rimorchiatori e su altre navi fino a potenze di circa 5 MW, ma non è adatto a navi di grandi dimensioni dove ciascun pod può essere progettato per potenze fino a 20 MW. La più grande nave su cui è stato installato questo sistema propulsivo è la Queen Mary 2, sulla quale sono presenti 4 pod per una potenza complessiva di 80 MW. 

L’analisi delle forze che si scaricano sul cuscinetto va fatta per le diverse condizioni di lavoro. Fra queste si può individuare come più gravosa quella in cui oltre alla spinta dell’elica è presente anche la forza di portanza generata sulla vela dall’angolo di attacco del flusso. Si può ritenere anche in questo caso che le forze massime sulla struttura si manifestino al massimo angolo di barra: ciò significa che la condizione più pericolosa è quella che si realizza nella manovra di collaudo della timoneria (hard–rudder test), a meno che non sia prevista la possibilità di eseguire la manovra di arresto ruotando di 180° il pod. 

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