Libro, edito nel 1943 dalla Regia Accademia Navale, dai contenuti molto tecnici e quindi destinato ad una utenza qualificata, come erano appunto gli allievi ufficiali della Regia Marina.
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Il Comando di Grupsom Ringrazia il C.te Millelire per aver messo a disposizione questo prezioso Manuale.
Mezzi di Governo Timoni Orrizzontali e Verticali
Paragrafo 4 °
TIMONE VERTICALE
I timoni verticali dei sommergibili, non presentano nessuna caratteristica particolare e sono simili a quelli delle navi di superfìcie. La loro forma è quella usuale dei timoni compensati delle navi. La superficie non dev’essere minore di 1/40° della superfìcie di deriva. Il timone deve assicurare delle ottime qualità evolutive sia in emersione che in immersione. In immersione avere ottime qualità evolutive è molto importante inquantochè il sommergibile deve avere la possibilità di portarsi nel più breve tempo possibile nella posizione del lancio specialmente in quei tipi provvisti di soli tubi assiali. Vero è che questa condizione ha perso un pò della sua importanza, per il fatto che i siluri si possono lanciare angolati in qualsiasi posizione, ma fa sempre molto comodo però mettersi nelle posizioni più favorevoli. Mentre il sommergibile è in emersione la sua superficie di deriva ha un certo valore, che aumenta con l'immersione. Per mantenere costante il rapporto di 1/40° si è cercato tempo fa di mettere dei timoni calettati sullo stesso asse, in modo che in emersione funzionasse solo quello inferiore, mentre in immersione entrava in funzione il timone superiore. Questa soluzione però,non ha dato i risultati sperati e si è visto che la sua efficacia era poco sentita, perciò si è eliminata definitivamente. Si è fatto in modo, per- ciò, di proporzionare con largo margine il timone di direzione in modo che in immersione rispondesse efficacemente alle qualità richieste.Il calcolo del timone di direzione nei sommergibili, viene effettuato con la formula di Joessël ma le sue condizioni di funzionamento si discostano più che per le navi di superficie, da quelle esperimentate da Joessël.Difatti il timone oltre a non essere una lastra sottile, non è investito da una corrente di acqua uniforme,ma bensì perturbata oltre che dal moto delle eliche anche dalla forma stessa della poppa che disturba i filetti fluidi, e dalle numerose appendici che provocano vortici. Le formule adoperate per i calcoli sono quelle già accennate a proposito dei timoni orizzontali. Fucinato di pezzo con l’asta si ha la nervatura centrale del telaio da dove partono i bracci. Il contorno esterno del telaio è di riporto ed è abbracciato per mezzo di due lamiere inchiodate. Il timone ha forma di buona penetrazione. La potenza del servomotore si calcola in generale sufficiente per portare il timone alla banda in 30 secondi alla massima velocità, considerando costante il momento resistente a 35° di angolo di barra.
DISPOSITIVI ED AGGHIACCIO PER LA MANOVRA DEL TIMONE VERTICALE
Il timone verticale dei sommergibili è fissato per mezzo di una flangia di accoppiamento ad un'asta che serve per la manovra di esso.Esso è guidato dai supporti costituiti dal calcagnolo, dall’agugliotto e dalla losca, e nella parte superiore porta un disco che appoggia, su uno speciale cuscinetto a rulli. Un dado sulla testa dell'asta fa in modo che si possa registrare in senso verticale la posizione del timone in modo da regolare la pressione sui rulli, evitando così che esso venga a gravitare sull’agugliotto . Il moto di brandeggio al timone verticale, è trasmesso per mezzo dell'agghiaccio, da un motore elettrico o idrodinamico posto in camera di lancio addietro. La manovra del timone verticale e effettuata dalla plancia per la navigazione in superficie, ed in camera di comando per la navigazione in immersione, con comando a distanza asservito. Inoltre esiste a poppa estrema, nella camera di lancio addietro, la manovra a mano in caso di eventuale avaria. Oltre alla manovra a mano, può essere effettuata, sempre dalla camera di lancio addietro, la manovra di fortuna che consiste nel disaccoppiare l’agghiaccio dal motore di lavoro e sistemare due paranchi sulla traversa portata dall'asta collegata all'agghiaccio, in maniera da effettuare il brandeggio alando su l'uno o l'altro paranco. Oltre agli indici meccanici e controindici di ripetizione, esistono anche i trasmettitori e ripetitori elettrici degli angoli di barra, sistemati in plancia, in camera di comando e nel locale lancio addietro. L'agghiaccio del timone verticale è costituito da un parallelogramma articolato collegato all'asta del timone ed a quella che attraversa lo scafo resistente e che è collegata con il motore di lavoro. L'articolazione è ottenuta mediante spinotti che fissano le bielle del parallelogramma alle traverse inchiavettate sulle aste. Il tutto è posto nell'intercapedine di poppa e può essere facilmente mantenuto.
AZIONE DEL TIMONE VERTICALE
Sulle navi di superfìcie il timone messo alla banda provoca una deriva della nave stessa verso l'esterno della curva di evoluzione ed in più una inclinazione verso l'interno di detta curva (saluto). Il saluto diminuisce a mano a mano che il bastimento si avvicina alla 3ª fase (fase di girazione) durante la quale il movimento di rotazione della nave è uniforme e la traiettoria del centro di gravità (curva di evoluzione) è sensibilmente un cerchio, mentre l'angolo di deriva si mantiene costante. Durante detta fase lo sbandamento della nave è dalla parte esterna della curva di evoluzione.Infatti consideriamo le forze applicate.
Esse sono:una pressione Q, dovuta al timone, la cui componente trasversale sarà Q cos a . Se si applicano al centro di gravità due forze uguali e contrarie il sistema è trasformato in una forza di deriva Q‘ ed in una coppia QQ “ che genera il saluto ;una resistenza R risultante dalle pressioni laterali sulle varie parti della carena,applicata all’incirca a metà altezza dell’opera viva, a poppavia del centro di gravità ;una forza centrifuga F applicata al centro di gravità, della nave.
Trovandosi il centro di gravità della nave quasi all'altezza della figura di galleggiamento, ne risulta che la coppia generata dalla R e dalla F, durante la fase di girazione annulla e supera la coppia dovuta all'azione della forza Q e quindi la nave sbanda dalla parte opposta della curva di evoluzione. Nei sommergibili in immersione invece il centro di gravità è molto basso, ed inoltre il punto di applicazione della R viene ad essere quasi al centro di figura e quindi superiore al centro di gra-
vità. La coppia generata ha tendenza a sbandare il sommergibile dalla parte interna della curva di evoluzione, in concordanza con la coppia dovuta al timone. Questo sbandamento verso l'interno della curva di evoluzione genera una componente verso l'alto della pressione del timone, componente che tende a sollevare la poppa del sommergibile. Questa componente è tanto più forte quanto maggiore è lo sbandamento e quindi quando maggiore è la coppia inclinante. Perciò conviene mettere il timone molto in basso sì da aumentare il braccio della coppia e quindi il valore di essa, in modo da avere una componente verso l'alto della pressione del timone molto sentita, al fine di equilibrare l'appoppamento che di solito si provoca mettendo il timone alla banda. L'appoppamento dei sommergibili in immersione per l'azione del timone, è stato studiato sperimentalmente e sembra sia dovuto all'azione di una coppia, di appoppamento, che con il sommergibile in equilibrio e navigante con timone verticale a zero, è probabilmente equilibrata con altre coppie dinamiche, mentre con l'azione del timone e la conseguente variazione della resistenza totale e della spinta dovuta alla diminuzione di velocità (circa il 20/30 %) , prevale provocando l’appoppamento. Si è visto altresì che i timoni verticali messi in alto aumentano notevolmente l’appoppamento durante l’accostata ed inoltre la correzione che si fa di esso con i timoni orizzontali dev’essere effettuata con angoli di timoni molto piccoli, per non aver peggioramento delle condizioni con una nuova riduzione di velocità causata da un aumento di resistenza al moto.
