Peso e galleggiamento

Calcolo del peso della nave e del volume di galleggiamento

In una prima fase del progetto, il peso della nave è stimato come la somma dei pesi del carico, dello scafo, degli accessori, dell’equipaggiamento, delle macchine di propulsione e ausiliarie, dei sistemi di tubature, dell’attrezzatura elettrica ed elettronica, del carburante, dell’acqua, delle provviste di consumo, dei passeggeri e dell’equipaggio, più un margine di qualche punto percentuale per i pesi che sono sottostimati. In una fase successiva i pesi sono calcolati con maggiore precisione o sono presi dai pesi reali di oggetti simili. In molti casi, le stime del peso sono riviste costantemente mentre il progetto procede per evitare un sovrappeso finale che potrebbe danneggiare seriamente le prestazioni della nave.

Il volume subacqueo della nave in fase di progettazione deve essere adeguato non solo a spostare un peso d’acqua che sosterrà l’intera nave, ma deve essere così disposto in lunghezza, larghezza e altezza e così modellato in ogni parte che tutti gli altri requisiti operativi e di architettura navale siano soddisfatti. Quando la nave è costruita e a pieno carico, deve galleggiare a livello ed eretta alla linea di galleggiamento progettata (tipicamente indicata da una linea Plimsoll).

Come le porzioni subacquee e fuori dall’acqua dello scafo sono modellate, l’architetto navale mantiene un controllo continuo dei pesi stimati e dei volumi di galleggiamento calcolati, così come i prodotti di questi pesi e volumi per le distanze orizzontali a prua e a poppa o “bracci di momento” di ciascuno dal piano di riferimento verticale trasversale a metà lunghezza. Questi prodotti sono conosciuti come il peso longitudinale e i momenti di galleggiamento.

Per effettuare queste operazioni sistematicamente, lo scafo subacqueo è diviso in segmenti da piani trasversali immaginari chiamati stazioni. Ci possono essere 10 di questi segmenti per una barca, 40 o più per una grande nave. Il volume di ogni segmento è calcolato insieme alla posizione del centro di volume per ciascuno. I momenti di volume a prua e a poppa sono poi calcolati nello stesso modo dei momenti di peso a prua e a poppa. Una somma dei volumi dei singoli segmenti dà il volume totale dello scafo subacqueo. Vengono poi stimate le posizioni anteriori e posteriori dei centri di gravità dei singoli gruppi di peso. Somme separate sono tenute dei momenti di questi gruppi davanti e dietro la lunghezza media. Dividendo il volume totale dello scafo sottomarino per il volume per unità di peso dell’acqua dolce, salmastra o salata in cui la nave deve navigare si ottiene il peso dell’acqua spostata. Questo deve essere uguale al peso totale se la nave deve galleggiare alla linea di galleggiamento progettata. Il momento di peso netto, a prua o a poppa della lunghezza media, è diviso per il peso totale per dare la distanza alla quale il centro di gravità (G) si trova a prua o a poppa della lunghezza media. La stessa operazione per i momenti di volume dà la posizione a prua e a poppa del centro di galleggiamento (B).