Modifica carena zona elica - Gozzo semiplanante 640

Buonasera,
spero sia la sezione giusta, visto che è un argomento strettamente collegato alle eliche e alle ottimizzazioni varie.
Ho un gozzo semiplanante (...non so se in questo caso sia meglio dire semidisclocante) Italmare 640 motorizzato entrobordo con un Nanni N4.40. Questa la carena:

Come si può vedere chiaramente, è la classica forma di un gozzo dislocante a cui hanno aggiunto i flap, da cui hanno poi ricavato uno stampo.
Ora, seppur la barca ha tanti difetti, molti dei quali, mi dispiace dirlo, dovuti ad una scarsa qualità di costruzione del cantiere, ha una bella navigazione in rapporto alla potenza installata: a carena pulita, raggiunge i 12 nodi e a quel punto la carena si distende tutta sull'acqua, orizzontale, facendo poca scia e alzando poca onda. Tutto bene direte voi, ma c'è un piccolo dettaglio: questo assetto lo raggiunge a manetta. In crociera, da manuale d'uso e manutenzione a 2600 rpm, sta sui 10 nodi, con una scia che si stacca molto prima e molta più onda, segno che la barca non è "uscita" come dovrebbe dall'acqua. A fine stagione con la carena sporca non ne parliamo neanche, fa più casino di un peschereccio a strascico.
In un mondo ideale la soluzione 100% sicura sarebbe mettere un motore più potente e spostare questo assetto ad un regime di crociera tranquillo. A quel punto se continuando a dare gas si aumenta ulteriormente la velocità bene, se invece iniziasse a cavitare e non riuscisse a raggiungere velocità maggiori...beh, amen, se volevo fare 30 nodi mi compravo un gommone
Ma siamo nel mondo reale e un motore entrobordo al nuovo costa una cifra a mio avviso senza senso, anche all'usato non si scherza, ma soprattutto al momento non voglio superare la cavalleria da patente in quanto non tutti in famiglia ne sono provvisti.
Ma veniamo alla domanda oggetto del topic: mi sono chiesto cosa poter affinare per rendere il più efficiente possibile questa propulsione. Fra le varie idee, più o meno fattibili, per migliorare i flussi idrodinamici a poppa, mi sono accorto di questa forma proprio prima dell'elica:

Non so se si capisce dalle foto, spero che il disegno chiarisca. Praticamente a ridosso dell'elica, longitudinalmente, c'è questo "avvallamento" piuttosto profondo (circa 2 cm su una lunghezza di 30/40). Vorrei poter dire che sia voluto, ma credo sia semplicemente un'"eredità" dell'attacco dei flap alla barca da cui hanno ricavato lo stampo, i quali non sono stati raccordati molto bene.
Area "a forma di sedere" in cui c'è questa deformazione:

Ora, non sono un esperto di fluidodinamica, ma a me pare che questa depressione crei un aumento della velocità dell'acqua (che scorre perpendicolarmente ad essa) e quindi una forza che "schiaccia" giù la poppa creando deportanza, invece di contribuire alla portanza (che dovrebbe essere lo scopo di questo tipo di flap), dato che l'acqua deve "riempire" quel "buco".

Quindi:
- l'osservazione è corretta o ho clamorosamente invertito il concetto dell'effetto venturi?
- riempire questa depressione (limitata all'area evidenziata in foto dal pennarello indelebile) può aiutare o vado a creare effetti collaterali, tipo ridurre la (già bassa) distanza fra l'elica e la carena?
Scusate la lunghezza del post ma ho cercato di dare più contesto possibile.

Sulla questione specifica non sono in grado di aiutarti ma ricordavo un interessantissimo topic su una modifica fatta ad un gozzo....

https://www.gommonauti.it/ptopic112578_modifica_dritto_di_poppa_gozzo_risoluzione_cavitazione_e_regresso.html

Guarda se ti può essere di aiuto....

Buongiorno Conat,
Presumo quello indicato riguardo l'elica sia il passo. Conosci anche il diametro e il rapporto di riduzione dell'invertitore? riesci a leggere la sigla stampigliata sul mozzo dell'elica?
Quel che si nota è che, come purtroppo troppo spesso accade, il dritto di poppa davanti all'elica ha un profilo non rastremato, e questo ha influenza sulla resistenza all'avanzamento e ancor di più sul funzionamento dell'elica.
Riguardo la domanda, sicuramente un profilo regolare sarebbe più indicato, ma guardando il resto dubito che sistemare quella parte possa comportare variazioni evidenti. Anche la distanza tra l'estrimità palare dell'elica e il fondo della carena deve soddisfare dei requisiti minimi in genere riferiti al diametro dell'elica.

Se avessi altre informazioni come il peso complessivo navigante e la lunghezza al galleggiamento, male non sarebbe.

Intanto grazie a tutti per le risposte.

Dada77 ha scritto:

ricordavo un interessantissimo topic su una modifica fatta ad un gozzo....

Grazie mille per avermi segnalato questo topic, davvero interessante! Avevo letto un topic dello stesso autore su questo problema, ma poi era morto lì, non sapevo ne avesse aperto un altro in cui risolveva effettivamente il problema. Gran bel lavoro! Tra l'altro io stavo pensando di fare una cosa analoga, ma andando a "colmare" e raccordare il vuoto invece di rastremare direttamente la chiglia. Non avevo idea che i risultati di una siffatta modifica potessero essere così evidente, anche se il gozzo in questione monta decisamente più potenza del mio...

sergetto ha scritto:

Presumo quello indicato riguardo l'elica sia il passo.

Errore mio nel riportare informazioni approssimativamente. Quello indicato è il diametro in pollici, quindi 400 mm. Comunque, dato che ho ripulito l'elica proprio in questi giorni, allego la stampigliatura del mozzo con tutte le indicazioni:

L'invertitore è un TMC 60, rapporto 2:1, letture confermate da un contagiri digitale sull'asse: a motore al massimo (2800rpm) l'asse ne fa 1400.
Esattamente, la distanza fra la pala e la carena è attualmente di 32 mm, andando a colmare quella depressione si ridurrebbe a circa 20.

sergetto ha scritto:

Se avessi altre informazioni come il peso complessivo navigante e la lunghezza al galleggiamento, male non sarebbe.

Il peso complessivo dello scafo è una bella domanda... Il primo anno, quando la presi, al ritorno dal mare a fine stagione feci passare il camion da una pesa edile e il risultato era di circa 1200/1300 kg, praticamente con tutto quello che serve a bordo, comprese le dotazioni, ma poco gasolio. In questi anni ho aggiunto parecchie cose, ma ne ho anche levate. Quindi secondo me siano realisticamente sui 1350kg scarica e asciutta + 3 persone di media. Capisco bene che con questa massa e queste geometrie di carena non si possono fare miracoli con 40 cv...
Per quanto riguarda la lunghezza al galleggiamento dovremmo essere a circa 5.90 m.

Questi piani di costruzione li ho disegnati io da Delftship sovrapponendo le foto della carena su cui avevo tracciato col marker le linee d'acqua. Garantiscono la precisione che il metodo rudimentale disponibile permetteva...ossia non la garantiscono affatto , ma danno un'idea abbastanza verosimile. In questi piani manca poi il residuo del calcagnolo sotto l'elica.

Stando a quanto affermato da Dave Gerr nel libro "Propeller Handbook", lo spazio "minimo" tra il tip della pala e lo scafo dovrebbe essere il 15% del diametro, in questo caso quindi 61 mm. Non mi pare il caso di ridurlo ulteriormente.
Quando fai 12 nodi a che regime sei?

Ottimo, io sapevo il 10%, e comunque non ci sarebbe neanche quello, quindi effettivamente è meglio lasciar stare almeno in quel punto.

Approfitto per chiedere, restando in tema elica e distanze: quale dovrebbe essere la distanza massima dell'elica dalla fine dell'astuccio? Vale a dire, quanto asse può rimanere "scoperto"? Da qualche parte ho letto massimo 1 volta il diametro, da altre parti massimo 2 volte il diametro. Per quel che ne so io, più la avvicino meno vibrazioni e oscillazioni ho sulla boccola dell'asse, più la distanzio più acqua "pulita" riceve, soprattutto in un caso come il mio, con un dritto di poppa così largo, ma devo trovare un equilibrio. Fino adesso era montata a 52 mm dalla fine dell'astuccio (diametro asse 30 mm), ma effettivamente la boccola era completamente andata, ci locciava tantissimo, aveva quasi mezzo centimetro di lasco. La boccola l'ho sostituita quest'anno (che poi è il motivo per cui sono intorno a questa zona).

sergetto ha scritto:

Quando fai 12 nodi a che regime sei?

I 12 nodi li raggiungo a tutta manetta, 2800 rpm. Non è tanto una questione di velocità quanto di assetto. A quella velocità la navigazione è fantastica, barca fuori dall'acqua, dritta, stabile, asciutta, pochissima onda di scia. Per quello vorrei raggiungere questo assetto un pochino prima, non tanto per la velocità massima cui spero di arrivare "dopo". Non so se mi sono spiegato

Poi controllo se trovo qualcosa di più dettagliato riguardo lo sbalzo.
Anche da questo punto di vista, rastremare il dritto poppiero male non fa. Ridurrebbe infatti l'ampiezza di oscillazione della forzante.
Sai se l'elica è stata modificata?

Ancora riguardo la concavita, la devi osservare sul piano longitudinale, non è dovuta semplicemente al raccordo tra carena del gozzo e piattone poppiero?

conat ha scritto:

Ottimo, io sapevo il 10%, e comunque non ci sarebbe neanche quello, quindi effettivamente è meglio lasciar stare almeno in quel punto.

in realtà sei in una situazione intermedia. Per mezzi semiplnananti e velocità di rotazione dell'albero sotto i 1800 rpm suggerisce 10% minimo. Per mezzi plananti e velocità di rotazione sopra i 1000 rpm suggerisce minimo 15%. Tu sei in una posizione mista raggiungendo una velocità planante ma un un regime di rotazione di 1400 rpm. Ergo non dovresti scendere sotto il 10%, potendo devi stare sopra il 15%.

conat ha scritto:

Approfitto per chiedere, restando in tema elica e distanze: quale dovrebbe essere la distanza massima dell'elica dalla fine dell'astuccio? il motivo per cui sono intorno a questa zona).

Anche qui suggerisce una volta il diametro. Andare oltre i 2 diametri significa andare in cerca di problemi.

sergetto ha scritto:

Sai se l'elica è stata modificata?

Non credo proprio. Noi non l'abbiamo mai toccata e per quel poco che so dell'uso che ne faceva il proprietario precedente non mi pare il tipo da richiedere modifiche così particolari.

sergetto ha scritto:

Ancora riguardo la concavita, la devi osservare sul piano longitudinale, non è dovuta semplicemente al raccordo tra carena del gozzo e piattone poppiero?

Si, penso che quell'avvallamento sia proprio dovuto ad un pessimo raccordo dei flap con la carena originale dislocante. In generale, sulla sezione trasversale si forma un po' di "effetto tunnel", ma essendo perpendicolare al flusso d'acqua non penso incida particolarmente, mentre sul piano longitudinale dovrebbe creare quell'aumento di velocità del flusso che va a creare una pressione minore e quindi un carico verticale. E questo succede proprio prima dell'elica. Per avere "botte piena e moglie ubriaca" potrei cercare di colmarlo fino all'elica, dove si concentra il grosso della concavità, senza aggiungere materiale sopra la pala così da non ridurne lo spazio libero. In questo modo non dovrei avere conseguenze negative.

Praticamente, rispetto al disegno che avevo fatto (linea arancione), riempire solo la zona verde, fermandomi prima della pala.

Buongiorno Conat,
Hai altri dati a diverse velocità vs rpm?