ITPN20080063A1 - Regolo goniometrico delle andature di supporto alla navigazione a vela - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo Regolo goniometrico delle andature di supporto alla navigazione a vela.

DE S C R I Z IO N E

La presente invenzione ? relativa ad un regolo goniometrico delle andature di supporto alla navigazione a vela.

Si definiscono andature i diversi modi di avanzare che un'imbarcazione a vela assume rispetto alla direzione del vento (Fig. 1).

In base al principio di Bernoulli, la propulsione nelle barche a vela ? prodotta, in modo analogo alla portanza di un'ala, dalla differenza di pressione generata dal vento sulle due "facce" della vela. La diversa direzione del vento rispetto all'asse longitudinale dell'imbarcazione costringe i conduttori della barca a modificare la regolazione delle vele per meglio sfruttare la spinta del vento sulle vele. Per indicare la direzione del vento rispetto all'asse longitudinale della barca si ? sviluppato un sistema convenzionale che divide l'angolo tra prua e poppa dell'imbarcazione (corrispondente a 180?) in 16 quarte ciascuna corrispondente quindi a 11?15'. La direzione del vento viene indicata convenzionalmente in guarte, che forniscono un'indicazione immediatamente comprensibile al conduttore della barca e ai marinai delle regolazioni da effettuare sulle vele.

Andature contro il vento: bolina per vento che proviene tra le sei e le quattro quarte da prua. Si pu? inoltre distinguere tra: bolina stretta (40 - 45 gradi al vento); bolina larga (45 - 55 gradi) ma i limiti dell'andatura di bolina sono dipendenti dal tipo di imbarcazione.

Andatura al traverso: al traverso detto anche a mezza nave per il vento perpendicolare all'asse longitudinale dell'imbarcazione. (90 gradi)

Andature portanti: lasco quando il vento soffia di lato all'imbarcazione, con un angolo rispetto ad essa che pu? variare dal gran lasco, quattro quarte da poppa, al lasco, sei quarte da poppa, fino al vento a mezza nave allorch? il vento spira perpendicolarmente all'asse longitudinale dell'imbarcazione. (100 130 gradi) ; gran lar'O per il vento che proviene una quarta fino a due quarte a prua del traverso. (140 -170 gradi).

Andature in poppa: al giardinetto per il vento proveniente tra le due e le quattro quarte da poppa; in poppa detto anche in fil di ruota, per il vento parallelo al piano longitudinale dell'imbarcazione. In questa andatura l'imbarcazione procede nella stessa (o quasi) direzione del vento. Quest'andatura ? estremamente pericolosa in quanto un rapido cambio della direzione del vento pu? far abbattere le vele senza preavviso che in questo caso si definisce strambata .

Generiche: Le andature sono anche sommariamente divise in: Andature strette o bordeggio o andature ardenti, le andature di bolina in cui l'imbarcazione risale il vento; Andature portanti, le andature di poppa e lasco in cui l'imbarcazione viene spinta dal vento. Questa classificazione ? di norma utilizzata dal momento che le condizioni di navigazione, il tipo di vele e il comportamento dell'imbarcazione rispetto al vento e al moto ondoso variano in maniera determinante nelle due condizioni.

Eccezioni: prua al vento, in questo caso la barca non governa o governa male con l'abbrivio che va via via esaurendo, le vele non prendono vento e la barca non procede in avanti. Non ? un'andatura, ma una tecnica che si usa spesso in regata per prendere gli "stop al vento" o per guadagnare tempo nel caso in cui si sia in anticipo sulla linea di partenza.

La Velocity Made Good o (VMG) ? la reale velocit? di avvicinamento ad un punto quando si ? costretti a non seguire una rotta diretta da punto a punto. Tipicamente una barca a vela che risale il vento di bolina per raggiungere la sua meta allungher? la sua strada e la VMG indica la vera velocit? di avvicinamento a quel punto. Questo ? vero anche quando si ? diretti al lasco verso la boa di poppa; in questo caso la VMG rappresenta quanto velocemente la barca a vela guadagna la boa di poppa.

Come mostrato nella Fig. 2, la velocit? reale della barca a vela (un windsurf in questo caso) ? la risultante di due componenti: la VMG e la velocit? persa, cio? la componente perpendicolare al vento. Quest'ultima aiuta la barca a vela a guadagnare il sopravento, ma non la avvicina alla boa.

Un buon metodo per capire cos'? la Velocity Made Good ? immaginare una barca a motore ed una barca a vela che percorrono il lato di bolina posto tra l'allineamento di partenza di una regata e la boa di bolina della stessa. La barca a motore percorre la linea retta tra la partenza e la boa mentre quella a vela deve effettuare pi? bordi per raggiungere la boa. Se la barca a motore regola la sua velocit? per essere sempre alla stessa altezza della barca a vela rispetto al campo di regata iin modo da poter arrivare in boa contemporaneamente alla barca a vela) , la velocit? della barca a motore corrisponderebbe alla VMG della barca a vela.

Ottimizzare la VMG ? molto pi? importante che andare semplicemente veloci. Di bolina, poggiando la barca tender? ad accelerare, orzando al limite la prua si avviciner? maggiormente alla boa ma perder? velocit?. Capire in quale condizione conta pi? "stringere il vento" o far "camminare la barca" ? fondamentale nella tattica di ogni regata. La VMG ? il fattore critico di ogni regata con percorso a bastone o triangolo, mentre la velocit? pura ? importante solo nel contesto in cui ha effetto sulla VMG.

Per esempio, al traverso la velocit? ? massima ma, poich? non ci si avviciner? alla boa di bolina, la VMG tender? allo zero; analogamente puntando la prua nel vento la barca non si muover? per niente, quindi la vostra VMG sar? di nuovo zero. Da qualche parte tra il traverso e la prua nel vento c'? un angolo ottimo che ottimizza la vostra velocit? di risalita del vento e scoprirlo ? uno dei compiti dell'equipaggio della barca. Non ? un compito semplice, perch? dipende fortemente dall'attrezzatura, dalle condizioni meteorologiche, dal peso della barca, e dallo stile di conduzione.

Le barche a vela, soprattutto quelle da regata hanno una vasta dotazione di vele con forme diverse ognuna delle quali ? ottimale per una specifica andatura.

A titolo di esempio, la vela chiamata genoa ? ottimale per le andature di bolina e bolina larga, la vela chiamata gennaker dal traverso al lasco e la vela chiamata spinnaker dal gran lasco alla poppa.

E' compito del conduttore dell'imbarcazione decidere quale ? la vela da issare atta a garantire la migliore VMG.

Nel caso di una navigazione sia essa per diporto o per competizione (recata) i cambiamenti di direzione dell'imbarcazione sono frequenti. In caso di cambiamento di direzione l'imbarcazione assume una diversa andatura rispetto al vento e il conduttore l'imbarcazione deve decidere prima di iniziare il cambio di direzione quale vela sar? ottimale per la migliore propulsione.

Questa decisione viene solitamente presa valutando con calcoli mentali direzione del vento, direzione della barca, efficienza delle vele. Questi calcoli sono semplici di per se stessi se eseguiti con tranquillit? e calma, ma possono essere complessi ed indurre in errore se eseguiti nel corso della navigazione che non sempre garantisce tranquillit?.

La valutazione della nuova andatura che l'imbarcazione avr? dopo aver cambiato direzione pu? essere agevolata da sofisticati e costosi sistemi elettronici che non tutti hanno a bordo.

Il trovato di cui la presente domanda di brevetto ? portatile, manuale, pratico e non costoso.

E S P O S I Z IO N E DE L T R O V A T O

Il presente trovato (1) ? espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale. Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Scopo del presente trovato (1) ? quello di realizzare uno strumento manuale (1) di facilissimo uso anche in situazioni difficili, di facile portabilit? che dia indicazioni su quale sar? l'andatura dell'imbarcazione rispetto al vento in funzione della direzione che l'imbarcazione sta seguendo o seguir?; con una variante al trovato (1) (FIG. 5 e FIG. 6) potr? anche indicare visivamente quale sar? la miglior vela da usare per la migliore VMG; con una variante ulteriore (FIG. 9 e FIG. 10) potr? indicare il grafico polare delle vele per avere una immediata indicazione non solo della vela da usare come migliore, ma quale sar? la sua reale efficienza.

Il diagramma polare relativo ad una vela mostra quale sar? la miglior velocit? della barca in relazione al vento reale e l'angolo formato dalla barca con esso.

L'oggetto (1) che chiamiamo regolo goniometrico per le andature, in una sua prima forma di esempio, non esaustiva in quanto le forme possono essere molto diverse pur ottenendo lo stesso risultato, ? costituito da due elementi o dischi concentrici (2) (3) graduati fissati uno sull'altro, con quello superiore (3) di diametro pi? piccolo rispetto a quello sottostante (2).

Quello superiore (3) pu? essere ruotato rispetto a quello sottostante (2) ovvero quello sottostante (2) ruotato rispetto a quello superiore (3).

Il disco pi? grande sottostante (2), nella parte che sborda da quello superiore (3) pi? piccolo ? graduato, preferibilmente, ma non obbligatoriamente, in 360 gradi ma anche in settori.

Quello pi? piccolo superiore (3) ? graduato rispetto ad un suo asse longitudinale preferibilmente, ma non obbligatoriamente, in 180 gradi a destra e 180 gradi a sinistra. L'asse longitudinale del disco superiore (3) coincider? da una parte con i zero gradi destra e i zero gradi sinistra e dall'altra i 180 gradi destra e i 180 gradi sinistra. In una variante potranno essere indicati con dei colori o altri mezzi di indicazione i settori (5) di efficacia delle varie vele in dotazione, questi ultimi formati, nella forma di esempio, da una divisione di una corona circolare con diversi retini o colori o semplicemente delle linee colorate indicanti il settore di efficienza di ogni specifica vela; a destra e a sinistra dello zero sar? indicato un settore in cui l'imbarcazione non avr? propulsione a vela in quanto controvento; ovvero in una ulteriore variante pu? essere disegnato il diagramma polare delle vele in dotazione (6} ottenendo cos? una indicazione molto precisa sulle migliori vele da usare. Il trovato (1) avr?, inoltre, dei mezzi di segnalazione (uno, due o pi?) (7) sull'elemento di maggior diametro inferiore (2) che il conduttore l'imbarcazione pu? spostare, inserire o agganciare (in funzione del tipo e modalit? di inserimento dei mezzi di segnalazione (7) previsti del trovato (1)) nel punto dell'elemento inferiore (2) indicante i gradi della rotta che si segue o si seguir?. Sar? l'allineamento ideale (8) di questi mezzi di segnalazione (7) con il centro del disco (9) che indicher? nella scala graduata (20) dell'elemento superiore (3) quale sar? l'andatura che l'imbarcazione ha o assumer?. Il presente trovato (1) potr? essere costruito con qualsiasi materiale e con forme anche non tonde e con i mezzi di segnalazione (7) che potrebbero essere delle stecche (10) passanti per il centro (9), dei fili passanti per il centro, o con un ulteriore elemento superiore ai due (2) (3) previsti dotato di finestrelle.

Il trovato (1), nella forma di esempio, non esaustiva in quanto pu? essere costruito con varie forme, grandezze e materiali, funziona in questo modo: A) individuata la provenienza del vento in gradi si fa collimare il punto zero (11) della scala graduata (20) del'elemento piccolo (3) con i gradi (2C) della direzione di provenienza del vento sul disco (2);

B) si posiziona il mezzo di segnalazione (7) in corrispondenza dei gradi (2C) sull'elemento (2) relativi alla direzione da monitorare;

C) la linea ideale (8) congiungente il centro (9) del trovato (1) con il mezzo di segnalazione (7) indicher? sul disco (3) i gradi di provenienza del vento rispetto allo scafo con la prua dell'imbarcazione diretta verso la direzione monitorata; quindi se ne ricava l'andatura. In una variante (FIG. 5 e FIG. 9) del trovato (1) con le indicazioni dei settori di efficacia (5) delle vele ovvero con il diagramma polare (6) indicato sul disco (3) avremo anche un'indicazione immediata del tipo di vela che ? preferibile usare. Con la forma di esempio del trovato (1) con due dischi, cio? disco pi? piccolo (3) sopra e pi? grande (2) sotto, l'indicazione dell'andatura che avremo sar? corretta ma la direzione di provenienza del vento indicata sar? invertita: se la congiungente ideale (8) fra il mezzo di segnalazione (7) e il centro (9) sar? nel settore sinistro del disco (3) la reale provenienza del vento che avremo nell'andatura monitorata sar? a destra e viceversa. Questo pu? essere ovviato, eventualmente, invertendo da senso orario a senso antiorario l'andamento dei gradi (2C) dell'elemento (2), cio? con lo zero in corrispondenza del Nord, ad esempio, avremo i 90 gradi nella forma di esempio qui esposta a sinistra anzich? a destra. In questo modo l'indicazione dell'andatura che avremo sar? corretta con la direzione di provenienza del vento indicata giusta.

Una forma pi? complessa del trovato (1) (FIG. 8) con 3 elementi ruotanti, uno grande (2), uno piccolo superiore (3) e un altro inferiore (12), i dischi piccoli (3) e (12) sono solidali fra di loro e ruotandoli avremo che nel disco superiore (3) la lettura di provenienza del vento sar? invertita ma rovesciando il trovato (1), invece, potremo leggere nella faccia visibile del disco (12A) la provenienza del vento corretta.

Inoltre, tenendo fermi i mezzi di segnalazione (7) di indicazione della rotta sull'elemento pi? grande (2), in caso di variazione della direzione di provenienza del vento rispetto a quella fissata, ? sufficiente ruotare il disco (3) in modo da fissare il punto zero (11) dell'elemento piccolo (3) sui gradi (2C) indicati nel disco (2) della <?>'uova direzione di provenienza del vento per avere una immediata e precisa lettura della nuova andatura rispetto alla barca.

Il trovato in una forma pi? evoluta (14) (FIG. 13) pu? essere facilmente inserito in una cassa di un orologio dove l'elemento (3) pu? essere il quadrante (15) dell'orologio e l'elemento (2) pu? essere la ghiera (16) dell'orologio, il mezzo di segnalazione (10) pu? essere il segnalino (17) ovvero anche una delle lancette indicante sia ora o minuti o secondi (18); il quadrante (15) pu? riportare l'indicazione dei settori delle vele (5), oppure il diagramma polare (6) o anche senza il settore delle vele (5) e senza il diagramma polare (6). Per gestire il trovato (14) ? indifferente che si ruoti la ghiera esterna (16) o il quadrante interno (15). I meccanismi per far muovere la ghiera esterna (16) o il quadrante interno (15) o il mezzo di segnalazione (17) o le lancette (18) per avere la lettura dell'andatura sono meccanismi gi? noti. L'elemento (14) pu? avere qualsiasi forma e dimensione nonch? avere delle stringhe (19) per essere fissato al polso o non avere delle stringhe (19) se oggetto portatile.

D E S C R I Z IO N E DE I D IS E G N I

La Fig. 1 ? un disegno con le diverse posizioni di una imbarcazione a vela rispetto la provenienza del vento;

La Fig. 2 ? un grafico esplicativo della VMG(Velocity Made Good);

La Fig. 3 ? un'assonometria del trovato (1) nella sua forma pi? semplice di esempio;

La Fig. 4 ? un esploso del trovato (1) di cui la FIG. 3;

La Fig. 5 ? un'assonometria del trovato (1), ma con le indicazioni dei settori (5) di efficienza delle vele;

La Fig. 6 ? un esploso del trovato (1) di cui la FIG. 5;

Le Fig. 7 ? un'assonometria del trovato (1), ma con l'aggiunta dell'elemento (12);

La Fig. 8 ? un esploso del trovato (1) di cui la FIG. 7;

La Fig. 9 ? un'assonometria del trovato (1), ma con l'indicazione del grafico polare (6);

La Fig. 10 ? un esploso del trovato (1) di cui la FIG. 9;

La Fig. 11 ? un'assonometria del trovato (1), ma con indicato il segnalino a lancetta (10) in luogo del mezzo di segnalazione (7);

La Fig. 12 ? un esploso del trovato (1) di cui la FIG. 11;

La FIG. 13 ? una schematizzazione del trovato inserito in un orologio (14);

Le FIGURE 14, 15, 16, 17, 18 e 19 sono varie forme ma non esaustive, solo d'esempio, che possono avere i vari elementi (2), (3) e (12).

Claims (2)

1. Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo Regolo goniometrico delle andature di supporto alla navigazione a vela. R IV E N D ICA Z IO N I 1) Trovato (1) costituito da un disco (2) avente nella sua faccia superiore (2B) una scala graduata (2C) indicante i gradi di riferimento, sormontato da un altro disco (3) fissato al disco (2) con opportuni mezzi che lo mantengono in sito ma che ne permettono la rotazione rispetto al disco (2). Il disco (3) avr? una divisione per settori o per gradi (20). La direzione di arrivo del vento rispetto alla longitudinale della barca, dopo aver mosso il punto zero (11) dell'elemento (3) sull'indicazione dei gradi di provenienza del vento nella scala graduata (2C) dell'elemento (2), si ottiene dall'indicazione sul disco (3) che d? la congiungente immaginaria fra i gradi (2C) indicanti la rotta da monitorare con il centro (9) del trovato (1).
2. 2) Trovato (1) come nella rivendicazione 1 ma con almeno un mezzo di segnalazione (7) fissabile all'elemento (2) nel punto indicante i gradi (2C) della rotta da monitorare in modo che a elemento (3) orientato con il suo punto zero (11) verso i gradi (2C) di provenienza del vento, la congiungente ideale (8) il mezzo di segnalazione (7) ed il centro (9) del trovato (1) indicano sulla scala graduata (20) dell'elemento (3) da che parte il vento raggiunger? l'imbarcazione con la direzione monitorata; 3) Trovato (1) come nelle precedenti rivendicazioni 1 e 2 ma con i mezzi di segnalazione (7) sostituiti con mezzi di segnalazione fissi (10) ruotabili con fulcro nel centro (9); detti mezzi possono essere rigidi o non rigidi; 4) Trovato (1) come nelle precedenti rivendicazioni 1, 2 e 3 avente nell'elemento (3) pi? piccolo l'indicazione dei settori (5) di efficienza delle vele; 5) Trovato (1) come nelle precedenti rivendicazioni 1, 2, 3 e 4 ma avente nella superficie a vista dell'elemento (3) l'indicazione dei diagrammi polari delle vele (6); 6) Trovato (1) come nelle precedenti rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5 con le varie parti eseguite con qualsiasi forma, qualsiasi materiale e qualsiasi misura; 7) Trovato (1) come nelle precedenti rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5 e 6 avente anche funzione di orologio (14) ma con dei mezzi di segnalazione (18) che fungono anche da lancette delle ore o dei minuti o dei secondi quando lavorer? come orologio; 8) Trovato (14) come nella precedente rivendicazione 7 ma con dei mezzi di segnalazione (17) che sono dipendenti ed in aggiunta alle lancette delle ore o dei minuti o dei secondi; 9) Trovato (14) come nelle precedenti rivendicazioni 7 e 8 con mezzi di segnalazione (7) fissati nella ghiera (16); 10) Trovato (14) come nelle precedenti rivendicazioni 7, 8 e 9 con ruotabile almeno uno dei due fra la ghiera esterna (16) e il quadrante (15) interno.