Progetto di massima di una nave da crociera di lusso da 600 passeggeri.

Le dimensioni e i coefficienti di carena, influenzano fortemente il comportamento dell’unità in mare mosso. Evidentemente in una nave concepita per crociera, il confort di bordo legato ai moti e alle accelerazioni subite dall’unità e quindi dai passeggeri, ha un peso fondamentale, e pertanto se ne tiene conto sin dalle prime fasi del progetto. Per circoscrivere il problema, in questa fase l’attenzione verrà dedicata ai soli moti nave nel piano verticale, con mare proveniente da prora. Come si riscontra comunemente nella pratica tecnica, questa direzione d’incontro, dà luogo alle peggiori condizioni per i moti verticali. Problemi di rollio possono essere risolti separatamente nelle fasi successive, mediante il progetto di opportuni mezzi di smorzamento o mediante modifiche locali alla carena.

Le grandezze più importanti da considerare in questo contesto, sono le accelerazioni verticali assolute lungo la nave, e il moto relativo alle estremità prodiera e poppiera. Le prime danno un’indicazione sulla severità dei moti nave subiti dai passeggeri e dall’equipaggio, mentre al secondo è associato il fenomeno indesiderato dello slamming, misurato dalla probabilità di emersione della chiglia durante i moti. Da studi condotti su una serie di carene geometricamente affini ad una carena madre, si sono valutati gli effetti delle dimensioni principali sul comportamento della nave in mare mosso. (Nabergoj, 2007). In particolare, si evince che variazioni del raggio di curvatura del ginocchio, della larghezza della poppa o del coefficiente di finezza totale CB, influiscono poco sui moti verticali della nave. Molto maggiore è invece l’influenza della variazione dei rapporti T/L, e B/L e del coefficiente di finezza della figura di galleggiamento prodiera CWAP.

Effetto della lunghezza nave sui moti nel piano verticale
Per una nave ideale infinitamente lunga, tutte le onde di qualsiasi stato di mare considerato sono più corte di una lunghezza critica ( pari circa a . della lunghezza nave) al di sotto della quale la nave non risponde alla sollecitazione delle onde. Quando la lunghezza della nave è finita, alcune delle onde eccedono la lunghezza critica e le funzioni di trasferimento che legano lo spettro di eccitazione delle onde, a quello della risposta nave, assumono valori apprezzabili, nell’intervallo delle frequenza più significative dello spettro di eccitazione. Una nave molto corta, incontra sempre onde più lunghe della lunghezza critica, e perciò le sue funzioni di trasferimento sono unitarie su tutto l’intervallo delle frequenze. Lo spettro di risposta del moto di sussulto coincide con lo spettro di energia delle onde, mentre lo spettro di risposta del moto di beccheggio, è lo stesso spettro di energia della pendenza delle onde. In altre parole, una nave molto corta segue tutte le onde incontrate, e per questo subisce moti di sussulto e beccheggio molto elevati. Per contro, analizzando il problema dell’emersione della chiglia, si può affermare che a parità di immersione, navi più corte soffrono di meno, essendo minori le ampiezze dei moti relativi. Tuttavia all’aumentare delle immersioni, vi è una minore probabilità di emersione, poiché per verificarsi il fenomeno son necessari moti relativi maggiori.

Effetto della variazione del rapporto T/L
Si ragiona a parità di CB, pertanto in questa sede ad un aumento di immersione, si associa un relativo aumento del dislocamento. Una riduzione dell’immersione ha in generale effetti benefici sul comportamento in mare, poiché aumentano le masse aggiunte e gli smorzamenti, pertanto a una diminuzione di immersione, compete una diminuzione sia dei moti che delle accelerazioni verticali. Di contro al diminuire dell’immersione, aumenta la probabilità di emersione della chiglia con relativi problemi di slamming sia per la zona prodiera che per quella poppiera.

Effetto della variazione del rapporto B/L
Anche in questo caso, ad aumenti di larghezza si associano i relativi aumenti di dislocamento, pertanto all’aumentare di B, aumentano la massa aggiunta e gli smorzamenti, con relativa diminuzione dei moti e delle accelerazioni verticali assolute; aumentano invece i moti relativi, poiché all’aumentare della larghezza aumenta l’eccitazione prodotta dalle onde, in luogo dell’aumento dell’area di galleggiamento.