ITUD20130110A1 - Unita' navale atta a mantenersi e muoversi in immersione ed in emersione - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"UNITÀ NAVALE ATTA A MANTENERSI E MUOVERSI IN IMMERSIONE ED IN EMERSIONE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un'unità navale, un natante, od assimilabile imbarcazione, atta a mantenersi e muoversi in immersione ed in emersione

In particolare, il presente trovato è relativo al perfezionamento delle relative geometrie dell'anzidetta unità navale, o natante, intese come forme e parametri dimensionali di funzionamento.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti, tra le unità navali, i natanti sommergibili, di seguito indicate con il solo termine "sommergibili", progettati per mantenersi e muoversi sia condizione emersa, sia in condizione immersa.

Sono altresì noti i "sottomarini", ovvero unità navali, generalmente a propulsione atomica od elettrica, appositamente progettati per una navigazione con elevata autonomia, sia in condizione immersa che emersa.

Sia i sommergibili che i sottomarini hanno generalmente una forma idrodinamica che è configurata anche per sopportare le possibili forti pressioni tipiche delle profondità subacquee. Tali unità navali, in condizioni di emersione, possono permanere di norma immerse per almeno il 50% del proprio volume totale.

È pure noto che nella navigazione da diporto sono normalmente utilizzate imbarcazioni plananti, ossia unità navali in grado di emergere dall'acqua per la maggior parte del proprio volume, minimizzando così la resistenza dell'acqua durante il proprio moto. Tali imbarcazioni generalmente sono leggere, poco immerse già in galleggiamento statico e dotate di forme dalle geometrie spigolose e fortemente portanti che ne determinano un ulteriore alleggerimento durante la marcia.

Un inconveniente dei sommergibili e dei sottomarini noti è quello di essere incompatibili con la planata nella condizione emersa, mentre un inconveniente delle imbarcazioni plananti è quello di essere incompatibili con l'immersione e quindi non in grado di procedere in condizione immersa.

Le incompatibilità di cui sopra sono essenzialmente legate alle specifiche conformazioni, concettualmente molto diverse, che un'unità navale deve avere a seconda delle diverse destinazioni d'impiego.

Sulla base di quanto sopra, risulta chiaro che le esigenze di stabilità geometrica in immersione, emersione, o planata, nonché le esigenze di resistenza all'avanzamento e di idrodinamicità, sono tanto diverse da rendere incompatibili le forme sopra indicate e non applicabili in un'unica unità navale. È in quest'ottica che il presente trovato si pone lo scopo di realizzare un'unità navale, quale un sommergibile, avente geometrie funzionali che ne garantiscano il corretto funzionamento idrostatico ed idrodinamico sia in emersione che in immersione, e che rendano nel contempo possibile la planata dell'unità navale sulla superficie dell'acqua nella condizione emersa.

In particolare, sono scopi del presente trovato quelli di realizzare un'unità navale in grado di:

- planare nella condizione emersa,

- avere sufficiente stabilità statica e dinamica sia in immersione che in emersione,

- avere sufficiente riserva di stabilità statica nella condizione emersa in caso di spostamento trasversale di carico, nonché di repentina variazione dello stesso,

- avere un corretto assetto di navigazione, sia in condizione immersa che in condizione emersa, e quindi sia nel caso di dislocamento, ossia di spostamento di masse d'acqua durante il moto, che di planata, ossia di moto pressoché in appoggio sulla superficie dell'acqua,

- evitare effetti rotazionali incontrollati in immersione dovuti al moto dell'elica oppure a manovre brusche,

- minimizzare la potenza necessaria a raggiungere le velocità desiderate sia durante la navigazione superficiale in planata, sia durante la navigazione immersa,

- avere una buona tenuta al mare quando in condizione emersa.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale .

In accordo con i suddetti scopi, un'unità navale secondo il presente trovato è configurata per assumere selettivamente sia una condizione emersa, sia una condizione immersa, e comprende un corpo principale fusiforme che presenta una carena che si sviluppa tra una prima zona, compresa tra un'estremità posteriore di poppa e la mezzeria, ed una seconda zona, compresa tra la mezzeria ed un'estremità anteriore di prua.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, almeno una porzione della carena, prevista nella prima zona, è provvista di una prima sezione trasversale concava arrotondata e avente un profilo definito da una curva continua. Almeno un'altra porzione della carena prevista nella suddetta seconda zona è configurata planante e presenta una seconda sezione trasversale delimitata da un profilo definito da due tratti convergenti verso un vertice comune.

In questo modo, l'unità navale secondo il presente trovato è idrodinamica sia nella condizione emersa che in quella immersa, potendo permanere e muoversi in entrambe tali condizioni, nonché è in grado di procedere, nella condizione emersa, con un moto di navigazione planata.

In forme di realizzazione, la suddetta porzione di carena della prima zona è adiacente alla seconda zona del corpo principale

Secondo il presente trovato, è previsto che il corpo principale comprenda una terza zona, intermedia tra le suddette prima zona e seconda zona, in cui la carena presenta una terza sezione trasversale, a profilo misto tra quello della prima e quello della seconda sezione trasversale, configurata per raccordare in modo continuo e progressivo la suddetta prima sezione trasversale rispetto alla seconda sezione trasversale.

Tale passaggio graduale, continuo e raccordato, in una zona di raccordo misto, conferisce vantaggiosamente ulteriore idrodinamicità all'unità navale di cui si discute, fornendo continuità geometrica nella zona di transizione tra le diverse tipologie di sezione.

Secondo il presente trovato, la suddetta carena comprende, lungo propri fianchi laterali, uno spallamento definito da una superficie planare affacciata verso il fondo della stessa carena.

Tale spallamento permette all'unità navale di planare con corretto assetto dinamico e con la volutà stabilità.

In forme di realizzazione, la carena del corpo principale dell'unità navale secondo il presente trovato comprende, in prossimità dell'estremità posteriore summenzionata, un'incavatura conformata a gradino, passante in una direzione trasversale rispetto al suddetto asse longitudinale e delimitata da una prima superficie piana e da una seconda superficie piana, reciprocamente inclinate e intersecantisi in un segmento orizzontale.

L'incavatura di cui sopra ha il vantaggio di troncare le geometrie della carena del corpo principale nella sua zona posteriore, permettendo di conseguenza all'unità navale oggetto del presente trovato di avere elevate prestazioni dinamiche in planata.

Secondo aspetti del presente trovato, è previsto che l'unità navale comprenda almeno due appendici laterali aventi profilo alare e sporgenti lateralmente dal corpo principale in modo simmetrico rispetto al suddetto asse longitudinale.

Le appendici laterali sono configurate per garantire all'unità navale stabilità statica nella condizione emersa, impedendo il rollio, conferirle idrodinamicità durante la navigazione in planata, nonché per impedire l'avvitamento dell'unità navale nella condizione immersa o nelle fasi di immersione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista assonometrica dall'alto e da prua di un'unità navale secondo il presente trovato; - la fig. 2 è una vista assonometrica dal basso e da poppa dell'unità navale di fig. 1;

- la fig. 3 è una vista laterale dell'unità navale di fig. 1;

le figg. da 4a a 4e illustrano gli andamenti perimetrali di porzioni poppiere dell'unità navale di fig. 1, corrispondenti alle sezioni trasversali secondo le linee da IVa-IVa a IVe-IVe di fig. 3;

- le figg. da 5a a 5d illustrano gli andamenti perimetrali di porzioni prodiere dell'unità navale di fig. 1, corrispondenti alle sezioni trasversali secondo le linee da Va-Va a Vd-Vd di fig. 3;

- la fig. 6 è una vista laterale dell'unità navale di fig. 1, in cui sono evidenziate grandezze progettuali;

- la fig. 7 è una vista dal basso, parzialmente sezionata, dell'unità navale di fig. 1;

- la fig. 8 è una vista frontale da prua dell'unità navale di fig. 1.

Nella descrizione che segue, numeri di riferimento uguali indicano parti uguali di un'unità navale secondo il presente trovato, anche in forme di realizzazione diverse fra loro. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE

Si farà ora riferimento nel dettaglio alle varie forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o più esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio è fornito a titolo di illustrazione del trovato e non è inteso come una limitazione dello stesso. Ad esempio, le caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre un'ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sarà comprensivo di tali modifiche e varianti.

Con riferimento alle figure allegate, si fornisce la descrizione di forme di realizzazione di un'unità navale secondo il presente trovato, quale, esemplificativamente, ma non limitativamente, un sommergibile 10.

Il sommergibile 10 è configurato per potersi mantenere e muovere sia in una condizione emersa, nella quale almeno la maggior parte del proprio volume è posto al di fuori della superficie dell'acqua, sia in una condizione immersa, nella quale l'intero volume del sommergibile 10 è posto al di sotto della superficie dell'acqua.

Secondo forme di realizzazione, il sommergibile 10 è in grado di raggiungere, nella summenzionata condizione immersa, anche profondità di alcune decine di metri, ad esempio venti.

In possibili soluzioni realizzative, il sommergibile 10 può essere costruito completamente, almeno nella propria parte strutturale, con uno o più materiali polimerici e/o compositi ad elevata resistenza e basso peso specifico, quale ad esempio la vetroresina.

Tale soluzione può consentire la riduzione del peso complessivo del sommergibile 10 ed i tempi e costi di realizzo dello stesso, essendo i materiali sopraccitati, in special modo la vetroresina, facilmente stampabili e sagomabili a seconda delle esigenze specifiche.

La riduzione di peso anzidetta ha il vantaggio di rendere più agevoli sia l'emersione che la navigazione in planata nella condizione emersa.

Le figure 1 e 2 sono utilizzate per descrivere forme di realizzazione nelle quali il sommergibile 10 può includere un corpo principale, o scafo 11, dotato di una forma essenzialmente fusiforme, od a goccia, la cui estensione longitudinale è delimitata da una prua 12, che ne definisce un'estremità frontale, ad una poppa 13, opposta alla prua 12 e definente un'estremità posteriore dello scafo 11.

La congiungente tra la prua 12 e la poppa 13 definisce un asse longitudinale X di sviluppo del sommergibile 10.

Lo scafo 11 può avere un a parte superiore 14, che rappresenta la parte posizionata al di fuori della superficie dell'acqua in una condizione emersa, ossia di galleggiamento statico o dinamico, del sommergibile 10, ed una parte inferiore, o carena 15, che rappresenta la parte dello scafo 11 posizionata pressoché interamente sotto la superficie dell'acqua nella condizione emersa anzidetta.

Lo scafo 11 può essere cavo internamente, a definire un vano interno 16 per l'alloggiamento di persone e/o cose.

La parte superiore 14 può essere provvista di uno o più boccaporti 17 di accesso al vano interno 16, i quali possono essere chiusi da portelli 18, od altra tipologia di dispositivi di chiusura ermetica.

La figura 2 è utilizzata per descrivere forme di realizzazione nelle quali la carena 15 può essere del tipo planante o semiplanante, ossia può avere un fondo almeno parzialmente a spigolo e pareti normalmente non bagnate o parzialmente bagnate durante la navigazione.

In forme di realizzazione, la carena 15 può essere sagomata in modo da includere, ad esempio, due fianchi laterali, o murate 19, che definiscono la parte di scafo 11 posta a cavallo della superficie dell'acqua nella condizione emersa durante il galleggiamento.

Le murate 19 possono essere provviste di uno spallamento continuo, o pattino 20, anche denominato "spray rail", che definisce sostanzialmente un'interruzione del profilo curvo della carena 15 in corrispondenza delle stesse murate 19 e che ne interessa pressoché l'intera estensione dalla prua 12 alla poppa 13.

Il pattino 20 può essere definito da una superficie planare affacciata verso il basso, ossia verso il fondo della carena 15.

In possibili implementazioni, l'ampiezza trasversale del pattino 20 può essere crescente lungo la propria estensione dalla prua 12 alla poppa 13. Ulteriori forme di realizzazione possono prevedere un'ampiezza trasversale essenzialmente costante o decrescente del pattino 20 lungo l'estensione di quest'ultimo dalla prua 12 alla poppa 13.

In forme di realizzazione, combinabili con tutte le forme di realizzazione qui descritte, nella zona di poppa 13 dello scafo 11, la carena 15 può includere un'incavatura 21, la quale può avere una forma a gradino, sostanzialmente ad "L" rovesciata la cui concavità è rivolta verso l'esterno della carena 15. L'incavatura 21 ha la funzione di interrompere, o troncare, la geometria curva della carena 15, per fornire, nella zona della poppa 13, una sagoma spigolosa idonea a garantire le corrette prestazioni del sommergibile 10 in planata.

L'incavatura 21 può essere, infatti, definita da una prima superficie piana di interruzione 2la e da una seconda superficie piana di interruzione 21b tra loro incidenti lungo un segmento orizzontale 21c. L'incavatura 21 può essere ricavata passante nella carena 15 in una direzione trasversale rispetto all'asse longitudinale X, risultando in un'estensione del segmento orizzontale 2le da una murata 19 all'altra.

In forme di realizzazione, la carena 15 può includere un solco longitudinale 22, o tunnel, avente la forma di un cono parziale, aperto verso il basso ed orientato lungo una retta parallela al suddetto asse longitudinale X, la cui base giace sulla seconda superficie di interruzione 21b ed il cui vertice giace in una zona mediana del fondo della carena 15. Il solco longitudinale 22 può aumentare il rendimento del propulsore, ad esempio un'elica (non mostrata nei disegni), racchiudendone una porzione in una superficie conica o conoidale.

Inoltre, il solco longitudinale 22 può permettere di installare l'elica più in alto, diminuendo la sporgenza della stessa al di sotto della carena 15 e soprattutto con un minore angolo di inclinazione rispetto all'asse longitudinale X, aumentandone l'efficienza e riducendo la componente di spinta verticale che mal si adatta ad un oggetto che naviga in immersione.

Il sommergibile 10 può includere, inoltre, due appendici laterali 23, aventi profilo alare e sporgenti lateralmente dallo scafo 11.

Le appendici laterali 23 hanno geometria planare e trasversale configurata per conferire al sommergibile 10 stabilità statica in condizione emersa e stabilità dinamica in condizione immersa. In particolare, le appendici laterali 23, nella condizione emersa, impediscono il rollio e conferiscono idrodinamicità al sommergibile 10 durante la navigazione in planata. In condizione immersa, le appendici laterali 23 hanno la funzione di impedire l'avvitamento del sommergibile 10, ad esempio per effetto della spinta di eventuali propulsori ad elica o in seguito a determinate manovre .

Secondo possibili soluzioni realizzative , le appendici laterali 23 possono essere posizionate sostanzialmente a cavallo della zona di giunzione tra la parte superiore 14 dello scafo 11 e la carena 15, in prossimità delle murate 19.

Le figure 2 e 3 sono utilizzate per descrivere forme di realizzazione nelle quali possono essere identificate due zone principali dello scafo 11, ossia una prima zona, o zona poppiera 11a, compresa tra la poppa 13 e la mezzeria I dello scafo 11, una seconda zona, o zona prodiera llb, compresa tra la mezzeria I dello scafo 11 e la prua 12. A cavallo della mezzeria I dello scafo 11 può essere identificata una terza zona 11c, di transizione, o raccordo, tra la zona poppiera 11a e la zona prodiera llb

La figura 3 è anche utilizzata per mostrare il posizionamento di una linea di galleggiamento statico Gs, la quale definisce il collocamento della superficie dell'acqua nella condizione emersa del sommergibile 10 quando questo è fermo. La linea di galleggiamento statico Gs è posta in una zona inferiore al centro dell'ingombro verticale del sommergibile 10 che, pertanto, emerge dall'acqua più che per il 50% del proprio volume complessivo.

Si noti come la carena 15 sia progettata in modo che un'estremità del pattino 20 in corrispondenza della prua 12 e un'estremità d'imbocco dell'incavatura 21 in corrispondenza della poppa 13 siano allineati lungo l'anzidetta linea di galleggiamento statico Gs.

Le figure da 4a a 5d mostrano esemplificativamente, mediante una pluralità di sezioni trasversali susseguentisi lungo l'asse longitudinale X, un possibile andamento della geometria della carena 15 simmetrico rispetto ad un piano di simmetria Z, verticale e passante per l'asse longitudinale X del sommergibile 10.

Le figure da 4a a 4e sono utilizzate per mostrare un possibile profilo perimetrale di sezioni trasversali della zona poppiera Ila e della zona intermedia 11c dello scafo 11, ricavate su piani verticali ortogonali all'asse longitudinale X ed intersecanti quest'ultimo ad intervalli regolari dalla poppa 13 ad una zona mediana dello scafo 11. La figura 4a è utilizzata per descrivere un possibile andamento di una prima porzione, o quartiere, della zona poppiera 11a, in particolare la più vicina alla poppa 13, nel caso in cui sia presente l'incavatura 21. In corrispondenza dell'incavatura 21, la carena 15 ha sezione trasversale orizzontale, essendo la prima superficie di interruzione 21a inclinata frontalmente rispetto all'asse longitudinale X ed avente la normale giacente su un piano verticale passante per l'asse longitudinale X stesso.

Le figure 4b e 4c sono utilizzate per descrivere un possibile andamento di una seconda e di una terza porzione della zona poppiera 11a in cui la carena 15 include il solco longitudinale 22.

In tale seconda e terza porzione, la carena 15 ha sezione trasversale definita da due tratti arcuati 115 aventi concavità rivolta verso l'interno dello scafo 11. Entrambi i tratti arcuati 115 possono avere un'estremità collegata al pattino 20 ed un'estremità convergente verso un arco con concavità rivolta verso l'esterno dello scafo 11 e definente il profilo del solco longitudinale 22.

Le figure 4d e 4e sono utilizzate per descrivere possibili forme di realizzazione delle geometrie della carena 15, rispettivamente in una quarta porzione della zona poppiera 11a dello scafo 11 e in una quinta porzione, ricavata in corrispondenza della mezzeria I e quindi inclusa nella terza zona Ile. Tali geometrie possono essere utilizzate, in possibili implementazioni alternative delle soluzioni mostrate nelle figg. 4b e 4c, anche nelle summenzionate prima e/o seconda e/o terza porzione. Nelle forme di realizzazione descritte utilizzando le figure 4d e 4e, la carena 15 può avere un profilo concavo arrotondato definito da una curva continua, della quale gli anzidetti tratti arcuati 115 costituiscono due metà simmetriche rispetto al piano di simmetria Z.

La curva continua sopraccitata può identificare un profilo concavo essenzialmente ad "U", in cui con tale dicitura sono indicate, nel loro complesso, sia curve regolari, quali curve coniche, ad esempio parabole, archi di circonferenza o di ellisse, o curve quadratiche, sia altre sagome, interamente curvilinee o definite da una linea mista, simmetriche rispetto al piano di simmetria Z ed aventi, in corrispondenza di quest'ultimo, tangente orizzontale. Il profilo ad "U" sopra menzionato prevede che i segmenti arcuati 115 abbiano un'estensione, in una direzione trasversale, almeno uguale alla propria estensione in una direzione verticale.

Le figure da 5a a 5d sono utilizzate per mostrare l'andamento perimetrale di sezioni trasversali della zona prodiera 11b dello scafo 11 ricavate ad intervalli regolari lungo l'asse longitudinale X dal centro dello scafo 11 verso la prua 12.

Queste figure permettono di apprezzare, in particolare, l'andamento della geometria della carena 15, la quale, anche nelle porzioni, o quartieri, della zona prodiera llb ha un andamento simmetrico rispetto al piano di simmetria Z. Tale geometria, concava e spigolosa, può essere definita da due tratti convergenti 215 che convergono verso un vertice W comune.

Nelle forme di realizzazione descritte utilizzando le figure da 5a a 5d, il vertice W appartiene al piano di simmetria Z.

Tale tipologia di carena è anche nota come carena a "V", e definisce la zona planante della carena 15. Con la dicitura di carena a "V" nella presente descrizione ci si intende riferire ad una carena 15 la cui sezione trasversale è descritta da una qualsiasi tipologia di curva simmetrica definita da due tratti che convergono verso un punto comune. In una carena a "V", infatti, i due tratti convergenti 215 possono avere una qualsivoglia forma, ossia possono essere curvilinei regolari, a definire un profilo della carena 15 ad arco acuto, oppure ogivale, oppure ancora possono presentare punti di flesso, oppure possono essere rettilinei o definiti da una linea spezzata o da una linea mista.

In possibili implementazioni, il fondo della carena 15 può essere a spigolo vivo, oppure raccordato, ad esempio mediante un tratto di raccordo, rettilineo, curvilineo, o definito da una linea mista oppure spezzata, purché tale tratto di raccordo abbia un'estensione, in una direzione trasversale, ridotta in rapporto all'estensione, sia lungo tale direzione, sia in una direzione verticale, dei due tratti convergenti 215, conferendo al profilo della carena una sagoma comunque assimilabile ad una forma a "V".

Inoltre, la carena 15, per effetto della forma affusolata dello scafo 11, si restringe sia dal centro verso la prua 12 (figg. 4a-4e), sia dal centro verso la poppa 13 (figg. 5a-5d).

È previsto che nella zona poppiera 11a almeno un tratto della carena 15 contiguo alla zona prodiera 11b sia conformato ad "U".

Inoltre, sono possibili soluzioni nelle quali il cambio di sezione da una prima sezione ad "U", della zona poppiera 11a, ad una seconda sezione a "V", della zona prodiera 11b, sia graduale, progressivo e raccordato nella zona intermedia 11c, che costituisce una zona di raccordo misto. Tale zona intermedia 11c, di raccordo misto, con riferimento alle figure allegate, è posta essenzialmente a cavallo della mezzeria I e della sezione mostrata in figura 4e e può presentare una terza sezione ad andamento misto tra la prima sezione ad "U" e la seconda sezione a "V".

La differenziazione della curvatura della carena 15 tra zona poppiera 11a e zona prodiera 11b conferisce al sommergibile 10 una portanza idonea per planare con assetto dinamico corretto durante la navigazione in condizione emersa.

Inoltre, il fatto che la carena 15 abbia profili diversificati ossia concava arrotondata e convergente a spigolo, o ogivale, rende idrodinamico il sommergibile 10 sia in condizione emersa che in condizione immersa, permettendo in entrambi i casi di raggiungere elevate velocità di navigazione.

La curvatura ad "U", infatti, è tipica e vantaggiosa delle unità navali sottomarine, mentre la forma spigolosa è di norma utilizzata nelle unità navali plananti.

Le figure da 4b a 5d sono utilizzate per evidenziare anche il posizionamento del pattino 20 e del solco longitudinale 22. In particolare, il pattino 20 contribuisce, in condizioni dinamiche di planata, a conferire stabilità al sommergibile 10 e a mantenerne l'assetto voluto durante la navigazione.

La figura 6 è utilizzata per descrivere forme di realizzazione del sommergibile 10 nelle quali la prima superficie di interruzione 21a è inclinata di un primo angolo α rispetto ad una direzione orizzontale, in cui tale primo angolo a può avere un'ampiezza maggiore di 5°.

In forme di realizzazione ulteriori, combinabili con forme di realizzazione qui descritte, la seconda superficie di interruzione 21b può essere inclinata di un secondo angolo β rispetto ad una direzione verticale, in cui tale secondo angolo β può avere un'ampiezza minore di 15°.

In possibili implementazioni, il primo angolo a può essere maggiore del secondo angolo β.

Possono anche essere previste soluzioni realizzative in cui il primo angolo a ed il secondo angolo β hanno la stessa ampiezza.

Con riferimento alla figura 6, il sommergibile 10 può avere una dimensione dominante, lungo l'asse longitudinale X, che definisce una lunghezza di riferimento L misurata tra l'estremità della prua 12 e l'estremità della poppa 13.

La lunghezza di riferimento L può essere, ad esempio, compresa tra circa 2.000 mm e circa 25.000 mm. Si voglia considerare tuttavia che tale intervallo è solamente indicativo di possibili forme di realizzazione medie del sommergibile 10.

In possibili implementazioni, indicata con F una lunghezza massima di ciascuna appendice laterale 23, misurata parallelamente all'asse longitudinale X, essa può essere compresa tra 1/3 e 2/3 della lunghezza di riferimento L.

Il profilo alare delle appendici laterali 23 può essere posizionato in differenti posizioni dello scafo 11 lungo una direzione parallela all'asse longitudinale X, purché la parte anteriore di ciascuna appendice laterale 23 sia posizionata ad una distanza d'attacco S dall'estrema prua 12 del sommergibile 10 maggiore o uguale ad 1/16 della lunghezza di riferimento L e minore o uguale ad 1/4 di quest'ultima.

Risulta quindi che per la distanza d'attacco S della porzione più avanzata del bordo d'attacco di ciascuna appendice laterale 23 dall'estrema prua 12 vale la relazione L/16<=S<=L/4.

Le figure 6 e 7 sono utilizzate per descrivere forme di realizzazione, combinabili con tutte le forme di realizzazione qui descritte, nelle quali le appendici laterali 23 hanno sezioni longitudinali, ossia lungo piani verticali paralleli all'asse longitudinale X, simmetriche rispetto ad un piano parallelo a quello di galleggiamento statico comprendente la sopraccitata linea di galleggiamento statico Gs.

Nel caso specifico, esemplificativo e non limitativo del presente trovato, le appendici laterali 23 sono simmetriche rispetto ad un piano orizzontale passante per la congiungente tra la prua 12 e la poppa 13 lungo l'asse longitudinale X.

In possibili implementazioni, le appendici laterali 23 hanno, lungo tutta la propria estensione, una sezione ellissoidale retta e simmetrica rispetto ad un piano orizzontale, e sono definite da ellissi di dimensioni decrescenti verso l'esterno.

La figura 8 è utilizzata per descrivere forme di realizzazione nelle quali lo scafo 11 del sommergibile 10 presenta una larghezza massima B compresa tra 1/4 ed 1/3 della lunghezza di riferimento L.

Risulta quindi che per la larghezza massima B dello scafo 11 vale la relazione L/4<=B<=L/3.

Inoltre, definita Y la semilarghezza della singola appendice laterale 23, ossia l'estensione dell'appendice laterale 23 esternamente rispetto allo scafo 11 dal proprio punto d'attacco alla propria estremità, la figura 8 può essere utilizzata per descrivere forme di realizzazione nelle quali tale semilarghezza Y può essere compresa tra la metà e l'intero valore della larghezza massima B dello scafo 11.

Risulta quindi che per la summenzionata semilarghezza Y vale la relazione B/2<=Y<=B, da cui deriva, per quanto riportato sopra, un rapporto tra la semilarghezza Y stessa e la lunghezza di riferimento L esprimibile con la relazione L/8<=Y<=L/3, a seconda dei casi.

In forme di realizzazione descritte utilizzando la figura 8, può essere definita una massima apertura alare M del sommergibile 10, definita come massima distanza tra le estremità delle appendici laterali 23. Tale massima apertura alare M è definita dalla somma tra la larghezza massima B dello scafo 11 e le due semilarghezze Y delle appendici laterali 23 (M = B 2Y).

Possono quindi essere possibili implementazioni nelle quali la massima apertura alare M del sommergibile 10 è compresa tra la metà della lunghezza di riferimento L e l'intero valore di quest'ultima, ossia possono essere previste forme di realizzazione nelle quali vale la relazione L/2<=M<=L.

La figura 8 è anche utilizzata per descrivere forme di realizzazione nelle quali le appendici laterali 23, in sezione trasversale lungo un piano verticale ortogonale rispetto all'asse longitudinale X, hanno la forma di un iperboloide rovesciato.

In possibili implementazioni, le appendici laterali 23 possono avere sezioni trasversali, ossia ricavate lungo piani verticali ortogonali all'asse longitudinale X, simmetriche rispetto ad un piano parallelo a quello di galleggiamento statico, comprendente la summenzionata linea di galleggiamento statico Gs.

Possono altresì essere previste soluzioni nelle quali la forma ad iperboloide rovesciato di ciascuna delle appendici laterali 23 presenta un angolo di riferimento γ, misurato come inclinazione rispetto alla direzione orizzontale di una retta passante per il punto di attacco della corrispondente appendice laterale 23 e intersecante quest'ultima a metà della sua semilarghezza Y, compreso tra 5° e 15°.

La simmetria delle appendici laterali 23 è configurata per garantire l'assenza di portanza delle stesse durante la navigazione in condizione immersa, rendendo il sommergibile 10 neutrale dal punto di vista delle forze dinamiche. Tale neutralità è garantita inoltre dal fatto che tutte le parti del sommergibile 10 che sono esterne all'acqua nella condizione emersa sono geometricamente configurate per generare, quando immerse, una forza di portanza uguale e contraria a quella della carena 15.

Inoltre, il punto di applicazione di tale forza di portanza è calibrato per dare portanza nulla e corretto angolo d'assetto in avanzamento nella condizione immersa.

Grazie alle geometrie funzionali sopra descritte è possibile garantire un galleggiamento statico effettivo in emersione nel quale il sommergibile 10 ha una posizione ed un'inclinazione almeno prossime a quelle di progetto ed indicate nelle figure dalla linea di galleggiamento statico Gs. Inoltre, il presente trovato permette al sommergibile 10 di navigare in planata sull'acqua secondo una configurazione identificata da un galleggiamento dinamico almeno prossimo a quello di progetto indicato nella figura 6 con una linea di galleggiamento dinamico Gd.

Si voglia notare, inoltre, che la presente descrizione è stata fornita prevalentemente in modo parametrico, il che deriva dal fatto che le presenti geometrie funzionali sono valide e funzionanti in qualsivoglia scala od affinità, a patto che vengano rispettati, ove richiesto, i vincoli sopra determinati.

È chiaro che al sommergibile 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di sommergibile, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità navale configurata per assumere selettivamente sia una condizione emersa, sia una condizione immersa, comprendente un corpo principale (11) fusiforme che presenta una carena (15) che si sviluppa tra una prima zona (11a), compresa tra un'estremità posteriore di poppa (13) e la mezzeria (I), e una seconda zona (11b), compresa tra la mezzeria (I) ed un'estremità anteriore di prua (12), caratterizzata dal fatto che almeno una porzione di detta carena (15) prevista nella prima zona (11a) è provvista di una prima sezione trasversale concava arrotondata e avente un profilo definito da una curva continua, e almeno un'altra porzione della carena (15) prevista nella seconda zona (11b) è configurata planante, presentando una seconda sezione trasversale con un profilo definito da due tratti convergenti (215) verso un vertice comune (W).
2. 2. Unità navale come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che, detta porzione di carena (15) in detta prima zona (11a) è adiacente alla seconda zona (11b).
3. 3. Unità navale come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che comprende una terza zona (11c), intermedia tra detta prima zona (11a) e detta seconda zona (11b), in cui la carena (15) presenta una terza sezione trasversale, a profilo misto tra la prima sezione trasversale e la seconda sezione trasversale, e configurata per raccordare in modo continuo e progressivo detta prima sezione trasversale rispetto a detta seconda sezione trasversale .
4. 4. Unità navale come in una o l'altra delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detta carena (15) comprende, lungo propri fianchi laterali (19), uno spallamento (20) definito da una superficie planare affacciata verso il fondo di detta carena (15).
5. 5. Unità navale come nella rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto spallamento (20) è continuo lungo i fianchi laterali (19) della carena (15) ed ha un'ampiezza trasversale decrescente lungo la propria estensione da detta prua (12) a detta poppa (13).
6. 6. Unità navale come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta carena (15) comprende, in prossimità di detta poppa (13), un'incavatura (21) conformata a gradino, passante in una direzione trasversale rispetto a detto asse longitudinale (X) e delimitata da una prima superficie piana (21a) e da una seconda superficie piana (21b), reciprocamente inclinate e intersecantisi in un segmento orizzontale (21c).
7. 7 Unità navale come nella rivendicazione 6 caratterizzata dal fatto che detta prima superficie piana (21a) è inclinata, rispetto ad una direzione orizzontale, essenzialmente parallela a detto asse longitudinale (X), di un primo angolo (a) avente ampiezza maggiore o uguale di 5°.
8. 8. Unità navale come nella rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che detta seconda superficie piana (21b) è inclinata, rispetto ad una direzione verticale, essenzialmente perpendicolare a detto asse longitudinale (X), di un secondo angolo (β) avente ampiezza minore o uguale a 15°.
9. 9. Unità navale come nelle rivendicazioni 4 e 6, caratterizzata dal fatto che, in detta condizione emersa ed in condizioni statiche, un'estremità di detto spallamento (20) posta in corrispondenza della prua (12) del corpo principale (11), e un'estremità d'imbocco di detta incavatura (21) posta in corrispondenza della poppa (13) di detto corpo principale (11) sono allineate lungo una linea di galleggiamento statico (Gs) essenzialmente parallela a detto asse longitudinale (X).
10. 10. Unità navale come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo principale (11) si estende lungo detto asse longitudinale (X) per una lunghezza di riferimento (L), caratterizzata dal fatto che detto corpo principale (11), in una direzione ortogonale a detto asse longitudinale (X), presenta una larghezza massima (B) compresa, in un intervallo di valori chiuso, tra 1/4 ed 1/3 di detta lunghezza di riferimento (L).
11. 11. Unità navale come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno due appendici laterali (23) aventi profilo alare e sporgenti lateralmente da detto corpo principale (11) in modo simmetrico rispetto a detto asse longitudinale (X).
12. 12. Unità navale come nella rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che dette almeno due appendici laterali (23), rispetto a piani verticali paralleli all'asse longitudinale (X), hanno una geometria definita da sezioni longitudinali ellissoidali e simmetriche rispetto ad un unico piano orizzontale parallelo a detto asse longitudinale (X).
13. 13. Unità navale come nella rivendicazione 11 o 12, caratterizzata dal fatto che dette almeno due appendici laterali (23), rispetto a piani verticali ortogonali all'asse longitudinale (X), hanno una geometria definita da un iperboloide rovesciato.
14. 14. Unità navale come nella rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette almeno due appendici laterali (23) sporge da detto corpo principale (11) per una semilarghezza (Y) compresa, in un intervallo di valori chiuso, tra la metà e l'intero valore di detta larghezza massima (B) del corpo principale (11).
15. 15. Unità navale come nelle rivendicazioni 13 e 14, caratterizzata dal fatto che la forma ad iperboloide rovesciato di ciascuna di dette appendici laterali (23) comprende un angolo di riferimento (γ), misurato come inclinazione, rispetto alla direzione orizzontale, di una retta passante per un punto di attacco della corrispondente appendice laterale (23) e intersecante detta appendice laterale (23) a metà della semilarghezza (Y), detto angolo di riferimento (γ) essendo compreso tra 5° e 15°.
16. 16. Unità navale come nella rivendicazione 14 o 15, caratterizzata dal fatto che è provvista di una massima apertura alare (M), definita dalla distanza tra le estremità di dette appendici laterali (23), ottenibile come somma di detta larghezza massima (B) e di due volte detta semilarghezza (Y), ed avente valori compresi, in un intervallo chiuso, tra la metà e l'intero valore di detta lunghezza di riferimento
17. 17. Unità navale come in una o l'altra delle rivendicazioni da 11 a 16, caratterizzata dal fatto che la parte anteriore di ciascuna di dette appendici laterali (23) è posizionata ad una distanza d'attacco (S) dalla prua (12) del corpo principale (11) compresa, in un intervallo di valori chiuso, tra 1/16 ed 1/4 del valore della lunghezza di riferimento (L).
18. 18. Unità navale come in una o l'altra delle rivendicazioni da 11 a 17, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette appendici laterali (23) ha una lunghezza massima (F), misurata parallelamente all'asse longitudinale (X), compresa, in un intervallo di valori chiuso, tra 1/3 e 2/3 del valore della lunghezza di riferimento (L).