Ugello Kort e Voith Schneider

21 Gennaio 2020 Redazione

Articolo a cura di Federico Bianconi

L’ugello Kort e voith schneider sono tipologie di propulsione che troviamo spesso su unità da lavoro come rimorchiatori, pescherecci o chiatte (mezzi che richiedono spinta a bassa velocità). Il sistema molto usato è l’Ugello Kort (figura 1), inserito nella categoria di “eliche intubate” o propulsore “in condotto” e comunemente conosciuto come “mantello”. Questo impianto rende possibile l’aumento di prestazione canalizzando il flusso d’acqua verso l’elica. Sviluppato nel 1930 dall’ingegnere aeronautico italiano Luigi Stipa, venne successivamente perfezionato dall’architetto navale Ludwing Kort. La struttura del mantello consiste in un’elica (dal design modificato), avvolta da un condotto a forma anulare affusolato con profilo ad ala che può essere sia statico o ruotante (mantelli timone). Essa si trova ad operare all’interno di un “tubo” in cui il flusso dell’acqua può essere frenante o accelerante in base al tipo di profilo dell’involucro (figura 2).

Si nota che sia nella configurazione da ugello o da diffusore, il mantello è efficace a basse velocità e diminuisce con l’aumentare della velocità di avanzo dell

’unità navale, ottenendo dei valori negativi alla forza di spinta. Per questo motivo abbiamo un utilizzo ristretto su mezzi lenti o con esigenze particolari di spinta. I vantaggi di questo sistema consistono nel poter installare eliche con diametro minore e quindi anche un asse di diametro inferiore e questo richiede anche un astuccio più piccolo. Si ha, inoltre, una riduzione delle vibrazioni e della rumorosità, questo avviene poiché il mantello regolarizza il flusso dell’acqua.


Fig. 1 – Ugello Kort.
 


Fig. 2 – a) profilo accelerante; b) profilo frenante

Si è anche visto che in condizione di mare agitato le imbarcazioni che utilizzano questo sistema hanno una diminuzione del beccheggio. La potenza Si è anche visto che in condizione di mare agitato le imbarcazioni che utilizzano questo sistema hanno una diminuzione del beccheggio. La potenza

installata nei rimorchiatori non è sufficiente a capire quanto forte sia l’unità, visto l’impiego a basse velocità. A differenza dei veicoli terresti, dove il calcolo della potenza si ottiene dalla formula P = F x V (dove F rappresenta la forza e V la velocità), la forza di spinta di un’unità navale da rimorchio viene misurata con il test “bollard pull” (figura 3), che rappresenta una misura convenzionale della potenza di traino che consiste nella misurazione della forza (misurata in tonnellate “t” o kiloNewton “kN”) sviluppata da una nave a piena potenza su un dissuasore montato a terra su una linea di rimorchio. Un’alternativa all’ugello Kort è il sistema di propulsione Voith Schneider . Esso fu progettato dall’ingegnere austriaco Ernest Schneider, conosciuto anche come unità cicloidale ed è uno speciale propulsore navale. Il suo vantaggio consiste nell’essere altamente manovrabile e in grado di cambiare direzione di spinta quasi istantaneamente.


Fig. 3 – Test Bollard Pull

Questo impianto viene posizionato sul fondo del rimorchiatore dove è collocato un piatto ruotante sul suo asse verticale dal quale sporgono delle pale verticali di profilo adeguato. Queste a loro volta possono ruotare sul loro asse verticale. All’interno vi è un ingranaggio che cambia l’orientamento delle pale in sincronia con la rotazione del piatto, in maniera tale da fornire una spinta costante per ogni pala presente. L’angolo di attacco di ciascuna pala viene modificato in modo sincronizzato con le altre, in maniera tale da sommare la spinta di ciascuna pala con il resto, così facendo si garantisce una spinta precisa nella direzione voluta.


Fig. 4 – Sistema Voith Schneider

Con questo tipo di impianto si ha propulsione e controllo di direzione in una unica unità,  a differenza delle configurazioni classiche che prevedono l’apparato timone. Purtroppo la complessità del sistema e l’ingombro sotto carena ne hanno limitato la diffusione.

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