I bow thruster

Si sa, le navi sono oggetti abbastanza grandi e difficili da manovrare, specialmente in spazi d’acqua ristretti (costituiscono i mezzi di trasporto più grandi che l’uomo abbia mai inventato). Al fine di alleggerire le preoccupazioni del capitano e del timoniere, ancora una volta l’ingegneria ci tende una mano, attraverso sistemi installati nella zona prodiera, atti a sviluppare una spinta trasversale di grandezza e verso prefissati: essi prendono il nome di Bow Thruster o spintori laterali (od ancora eliche di manovra).

Alle basse velocità, sfortunatamente, l’effetto del timone non è molto efficacie (dal momento che, essendo un profilo alare, per sviluppare portanza necessità di un flusso d’acqua ad una certa velocità, vedi anche l’articolo sulle pinne stabilizzatrici) ed inoltre, risiedendo nella zona di poppa, lascia praticamente incontrollata la zona prodiera durante le manovre (lasciandola di conseguenza in balia di correnti marine e vento).

Gli spintori laterali, non sono altro che una o più eliche coassiali, a pale fisse o orientabili (manovrate attraverso sistemi oleodinamici), con l’asse di rotazione diretto perpendicolarmente al piano di simmetria della nave ed alloggiato in un apposito tunnel praticato che attraversa l’opera viva, da un fianco all’altro, nella zona prodiera.

Questi propulsori (di diametro considerevolmente minore rispetto alle eliche principali della nave), sono messi in rotazione da motori elettrici (nell’80% dei casi), ma anche da MCI, idraulici ed addirittura turbine a gas (casi rari). Essi, al pari delle eliche, sono talvolta alloggiati, nel tunnel, in un apposito bulbo che termina col mozzo dell’elica; altre volte invece sono collocati all’interno della nave, in un locale adiacente al tunnel, collegati al propulsore mediante ingranaggi conici.

Spesso, (soprattutto in caso di navi di elevate dimensioni), si preferisce adottare soluzioni che prevedono l’installazione di più eliche nella zona di prora e addirittura nella zona di poppa (stern thruster), permettendo così di migliorare le capacità evolutive della nave.

Ovviamente, al fine di rendere quanto più efficacie possibile l’azione di questi sistemi, si tende ad installare i suddetti propulsori quanto più possibile a prora (la presenza del bulbo agevola notevolmente la collocazione).

Le caratteristiche principali dei bow thruster, possono riassumersi in:

 

– variazione di spinta da valore nullo a valore massimo in poco tempo

– inversione di spinta attuata in brevissimo tempo (soprattutto se le eliche sono a pale orientabili)

– identiche prestazioni sui due lati della nave

Ma quali sono gli aggravi in termini di resistenza aggiunta? Stiamo parlando delle cosiddette resistenze “parassite“, causate dai tunnel creati sull’opera viva. Ebbene, numerosi studi condotti su differenti tipi di nave, restituirono come risultati una bassissima resistenza alle basse velocità, destinata in seguito ad aumentare a velocità maggiori.

Numerosi sono stati quindi gli accorgimenti adottati, come l’arrotondamento spigoli vivi tunnel, la modifica dei bordi e addirittura l’installazione di portelli di chiusura degli stessi tunnel (al fine di ristabilire la continuità del fasciame alle alte velocità).

Il progettista, quando dovrà installare il sistema bow thruster su una nave, dovrà tener conto delle aree proiettate sul piano di simmetria dell’opera viva e dell’opera morta, in dipendenza della tipologia di nave considerata, al fine di computare in modo preciso la resistenza della nave che si oppone al moto laterale (l’opera viva di una petroliera sarà certamente maggiore di quella di un traghetto, e quindi, nel primo caso, certamente si potrà trascurare la componente aerodinamica della resistenza, data l’assenza quasi totale di sovrastrutture).

Di seguito un video esemplificativo del sistema Ka.ME.Wa di Rolls Royce: