Strumenti della navigazione stimata nella storia delle scienze nautiche
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gli elementi che potrebbero far deviare dal percorso stabilito, in particolare
7
l‟influenza del vento, del mare e della corrente sul moto della nave.
2.3 SCARROCCIO E DERIVA
Vento e corrente marina agiscono sulla nave con una forza globale,
inclinata, in genere, rispetto all‟asse longitudinale. Solo in acqua calma e
tranquilla è possibile considerare la direzione della rotta coincidente con la
l‟asse
direzione della prora, nonché il vettore velocità propulsore, diretto lungo
longitudinale, coincidente con il vettore velocità effettiva della nave relativa
alla rotta seguita.
Nelle reali situazioni di navigazione, vi sarà una certa componente che
agirà lungo l‟asse longitudinale e potrà favorire o ostacolare il moto della nave.
Quest‟ultimo sarà favorito se la componente agirà nella direzione della prora
(in tal caso è considerata positiva), sarà ostacolato se agirà in direzione della
poppa (in tal caso è considerata negativa). Quando la componente agisce,
alla nave, vi sarà un movimento di traslazione dell‟unità di
invece, lateralmente
fianco, ovvero a dritta o sinistra. Nel caso in cui sia il vento a produrre tale
movimento parleremo di scarroccio, qualora invece il movimento sia
imputabile ad una corrente parleremo di deriva.
A causa dell‟ effetto del vento agente sull‟opera morta e sulle
sovrastrutture dell‟imbarcazione, quest‟ultima, oltre alla velocità propria legata
risulta dotata di un‟ ulteriore velocità W che la fa scarrocciare
alla propulsione,
lateralmente. Il vettore risultante Vs sarà il vettore velocità nave relativa alla
superficie del mare.
Consideriamo anche l‟azione della corrente, l‟unità subirà un‟ulteriore
traslazione dovuta al vettore velocità corrente Vc. In questo caso, il vettore
risultante sarà il vettore velocità effettiva della nave relativa al fondo del mare.
7 Istituto Idrografico Marina, Manuale dell’Ufficiale di Rotta, Genova, 1998.
19
La direzione seguita dal baricentro della nave, a causa dell‟effetto scarroccio,
sarà la rotta vera di superficie (Rv sup), al contrario la direzione seguita dal
baricentro della nave a causa dello scarroccio e della deriva sarà la rotta vera
riferita al fondo del mare (Rv).
La direzione opposta alla rotta vera superficiale indica la scia della nave,
senza il disturbo della corrente.
L‟angolo che la scia della nave forma con la direzione prora-poppa e
quindi con l‟asse longitudinale della nave definisce l’angolo di scarroccio (
, ovvero l‟angolo formato tra la prora e la rotta di superficie. Esso sarà
lsc)
positivo nel caso in cui il vento agisce sul fianco sinistro della nave (con
scarroccio a dritta), sarà negativo qualora il vento agirà sul fianco dritto della
nave (con scarroccio a sinistra).
Figura 5. Effetto Scarroccio
l‟angolo che l‟asse longitudinale
Si definisce angolo di deriva, (ldr),
della nave forma con la traiettoria effettiva (in assenza di vento), ovvero
quell‟angolo formato tra la direzione della rotta di superficie e la direzione
della rotta vera. Sarà positivo nel caso in cui la corrente agirà sul fianco sinistro
della nave (con deriva a dritta), negativo se la corrente agirà sul fianco dritto
8
della nave (con deriva a sinistra).
8 Elementi di Navigazione, op. cit. , P.16. 20
Figura 6. Effetto Deriva.
La formula finale per il calcolo della rotta seguita da un‟imbarcazione,
considerando lo scarroccio e la deriva sarà la seguente:
Rv = Pv + ( +/- lsc ) + ( +/- ldr )
VELOCITA’ E
2.4 CAMMINO DELLA NAVE
L‟unità di misura del cammino della nave e delle distanze nautiche
adottato da tutte le nazioni marittime è il miglio marino. Considerando la
forma ellissoidica del Geoide, il miglio geografico ad un dato luogo è pari alla
lunghezza di un arco di meridiano preso alla latitudine media di 45° della
superficie sferica terrestre, pari a 1852 metri ovvero circa 2000 yards.
Il valore di un primo di meridiano varierà con il variare della latitudine e
sarà minore all‟equatore (1843 m circa) ove la curvatura dell‟
la sua lunghezza
ellisse meridiana è massima, maggiore ai poli (1862 m circa) ove la curvatura
9
dell‟ellisse è minima.
Un‟ unità che naviga da un luogo ad un altro seguendo la rotta
lossodromica od ortodromica che li congiunge, percorre in un dato tempo un
9 Istituto Idrografico Marina, Manuale dell’Ufficiale di Rotta, Genova, 1998.
21
certo cammino che è funzione della sua velocità. Per velocità si intende lo
spazio in miglia marine che la nave è in grado di percorrere ogni ora, mentre il
cammino sarà il percorso espresso in miglia che essa compirà in un dato tempo
spostandosi da un punto a un altro della rotta.
Velocità, spazio e tempo sono gli elementi fondamentali che permettono
di effettuare la navigazione stimata, tali valori sono legati da 3 importanti
formule: a) V = S/T
b) T = S/V
c) S = V*T
L‟unità di misura della velocità in mare è il nodo. Un nodo è pari a un
miglio marino in un‟ ora. Il termine nodo deriva dagli antichi metodi di
misurare la velocità della nave per mezzo di uno strumento chiamato
solcometro. 22
CAPITOLO III
SOLCOMETRO
GENERALITA’
3.1
I solcometri sono strumenti essenziali per la navigazione stimata, in
quanto forniscono il cammino percorso da una nave in un intervallo di tempo,
quindi la velocità della nave espressa in nodi.
Al fine di illustrare le capacità di questo strumento non possiamo non
partire dalla descrizione delle due prime tipologie di solcometro utilizzate nella
storia delle scienze nautiche: il solcometro a barchetta e il solcometro
meccanico.
3.2 SOLCOMETRO A BARCHETTA
Il solcometro a barchetta, vera pietra miliare della nautica, è stato
descritto e presentato per la prima volta nel 1574 da William Bourne.
Abitualmente usato dai velieri, aveva lo scopo di stabilire un punto fisso
sulle acque, verso la direzione poppiera, e di misurare mediante una sagola,
quanto percorso la nave impiegava per allontanarsene in un breve arco di
tempo.
Tale solcometro si componeva di una barchetta a forma di tavoletta, da
un‟ampollina.
una sagola con relativo mulinello e da
Barchetta: Settore circolare di legno il cui raggio misura circa 20 cm,
avente un angolo compreso tra i 60° e i 90°. Caratterizzata da un arco di base
zavorrato da un lato mediante una piccola striscia di piombo, con un peso pari
a 9/10 rispetto a quello del legno, affinché la barchetta possa rimanere in
posizione verticale e quasi del tutto sommersa, al fine di ottenere una totale
copertura dall‟ azione del vento. Sulla parte posteriore vi sono due fori che
permettono il collegamento con la sagola.
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Sagola: Lunga 200 o 300 metri in funzione della lunghezza e velocità
della nave. Su di essa sono effettuati dei nodi posti ad una distanza di circa 15
metri uno dall‟altro. In tal modo sono misurati intervalli di tempo pari a 30
secondi, facendo riferimento ai nodi, conoscendo la distanza percorsa nell‟
la velocità dell‟unità. La sagola è avvolta lungo
intervallo di tempo, si ricava
un apposito mulinello girevole attorno ad un asse di ferro terminante con due
manubri sporgenti. Figura 7. Solcometro a barchetta.
Ampollina- orologio a polvere, come una clessidra, costituita da due
riunite da un collo sottile e protette da un‟ armatura in legno.
boccette di vetro 24
All‟ interno troviamo sabbia fine che impiega 30 o 15 secondi per passare dall‟
10
una all‟altra.
3.3 SOLCOMETRO MECCANICO
Un'altra tipologia di solcometro è rappresentata dal solcometro ad elica,
basato sulla rotazione di un‟elica a “pesce”
ovvero uno strumento meccanico,
fissata sotto lo scafo e collegata con un cavo a un contagiri che ne registra i giri
proporzionali alla velocità del fascio d‟acqua: da qui, l‟indicazione sia della
velocità che delle miglia percorse dalla nave.
Numerose sono le specie di solcometri meccanici, sicuramente il più
utilizzato, dagli antichi naviganti, è il Cherub log. Tale strumento è
caratterizzato da tre componenti: elica-pesce, sagola con volantino, contagiri.
L’elica-pesce è costituita da un mozzo cilindrico cavo in metallo, (rame),
su cui sono adattate tre alette elicoidali. mediante una noce di
La sagola è lunga circa 70 metri unita all‟elica
metallo, il collegamento è effettuato grazie ad un golfare a vite. Tale tipo di
attacco è fondamentale, in quanto evita l‟inconveniente di avere presso l‟elica
un grosso nodo, che per effetto della pressione dell‟acqua ne disturberebbe il
regolare funzionamento. L‟altra metà della sagola è dotata di un gancio che
s‟incoccia al volantino, la cui funzione è di rendere quasi uniformi le
trasmissioni del movimento rotatorio della sagola al contagiri.
Il contagiri ha una forma cilindrica, formato da un quadrante dotato di
indice, ove sono riportate le miglia percorse rispettivamente da 1 a 100, e, in
genere, un altro piccolo quadrante, simile alla struttura dei classici orologi, il
cui scopo è di segnare i quarti di miglio. Internamente vi è la presenza di un
campanello suonante un tocco ogni sesto di miglio.
La scatola del contagiri è in grado di oscillare verticalmente all‟interno di
una staffa e orizzontalmente attorno ad una colonna infissa nella scarpa,
10 F. IMPERATO, Navigazione Stimata, Milano, ED. Ulrico Hoepli, 1922.
25
(struttura metallica), avvitata sul coronamento di poppa della nave. Tale
disposizione permette al contatore di disporsi in linea con l‟asse, costantemente
nella direzione della sagola in tutti i movimenti della nave.
Il funzionamento dello strumento consiste nell‟impostare l‟indice del
l‟orario di riferimento, filare l‟elica in quota
contagiri a zero, nel segnare
evitando di far prendere volta alla sagola e incocciare il gancio del volantino
nell‟occhio del contagiri.
Per garantire il regolare funzionamento del meccanismo complessivo è
necessario lubrificare lo strumento ad intervalli eguali di circa 12 ore con buon
oli di macchina. L‟elica rimane in acqua durante l‟intero periodo in cui si
intende misurare il cammino della nave, sino a giornate intere.
Figura 8. Solcometro ad elica del tipo Cherub log
dall‟utilizzo di tale strumento sono rappresentati
I vantaggi derivanti
dalla comodità e facilità di lettura nonché dalla facile determinazione della
velocità della nave grazie al suolo cadenzato del campanello contenuto
all‟interno dello strumento. Questi tipi di solcometri hanno capacità,
indubbiamente, superiori rispetto al classico solcometro a barchetta, essi sono
in grado di registrare esattamente, entro determinati limiti, il cammino della
nave anche per piccole variazioni di velocità, senza dover ricorrere a continui
esperimenti come inizialmente si era costretti a procedere.
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Gli svantaggi del solcometro ad elica sono legati al possibile
logoramento del contagiri, particolarmente per le unità di rapido cammino,
qualora lo strumento non venisse lubrificato. Bisogna inoltre constatare che
tale strumento è poco adatto per i velieri, in quanto la velocità è estremamente
11
condizionata dalla presenza del vento.
3.4 SOLCOMETRI A PRESSIONE E DIGITALI
Altre tipologie di strumenti sono i solcometri a pressione idraulica e i
solcometri digitali.
I primi basati sulla pressione esercitata dall‟ acqua su di un corpo
immerso in movimento. Esso è formato da un tubetto, noto con il nome di
Tubo di Pitot, fissato sotto lo scafo e collegato elettricamente ad un quadro
indicante il percorso e la velocità della nave. Più nel dettaglio, un tubo sarà
posizionato nelle vicinanze della paratia prodiera del locale macchine il cui
passare acqua dall‟apertura a proravia dello
scopo sarà quello di far stesso.
Un secondo tubo, non sporgente, situato circa un metro più avanti dal
primo, permetterà il passaggio dell‟acqua fino alla superficie superiore di un
diaframma ondulato e flessibile.
I solcometri digitali, invece, rappresentano le ultime versioni di
strumento imbarcati generalmente nelle plance delle odierne unità navali.
Basati sul meccanismo di due unità, emittenti e riceventi, sistemate sulla
Nello specifico si avrà un‟unità emittente
carena e sul bordo della chiglia.
e l‟unità ricevente sul bordo della chiglia.
posizionata sulla carena La velocità
del suono dei segnali delle due unità risulta modificata in relazione alla velocità
del flusso d‟acqua nel quale si muovono. Ciò determina l‟indicazione della
mostrata sull‟apposito
velocità della barca, indicatore digitale.
11 F. IMPERATO, op. cit. , P.25. 27
CAPITOLO IV
BUSSOLA MARINA
4.1 SCOPO DI UNA BUSSOLA
La bussola marina è lo strumento principe, nonché uno dei più antichi,
utilizzato nella navigazione stimata. La sua fondamentale presenza permette al
un‟unità di seguire una particolare direzione assicurando lo
comandante di
svolgimento della navigazione.
La bussola marina magnetica basa la sua costruzione sulla proprietà
direttiva dell‟ago magnetico, quest‟ultimo sarà libero di ruotare, eventualmente
d‟acqua,
posto in un contenitore e avrà lo scopo di indicare il nord magnetico.
Tale peculiarità, agli inizi del suo impiego, era sufficiente per i naviganti, in
quanto venivano sfruttati gli astri che permettevano l‟orientamento durante la
navigazione. Inseguito le bussole furono dotate della linea di fede e di altri
12
componenti di cui parleremo in questo capitolo.
Figura 9. Bussola marina. del magnetismo
Un aspetto fondamentale è rappresentato dall‟influenza
terrestre e del magnetismo navale dovuto alla presenza dei ferri di bordo.
12 F. IMPERATO, op. cit. , P. 25. 28
4.2 DEVIAZIONE E DECLINAZIONE MAGNETICA
A bordo delle navi molto spesso si verifica che gli aghi della bussola
magnetica tendono a discostarsi dalla direzione del nord magnetico (Nm),
andando ad assumere la direzione del nord bussola (Nb).
l‟angolo che la direzione del nord bussola forma
Si definisce deviazione “ ”(delta).
δ
con la direzione del nord magnetico e si indica con la lettera greca
La deviazione è dovuta alla presenza di campi perturbatori generati dai
materiali ferrosi presenti a bordo, scafo della nave in primis, nonché dai campi
elettromagnetici dovuti alle apparecchiature e circuiti elettrici.
Possiamo avere, nello specifico, due tipologie di materiali ferrosi, i ferri
duri e i ferri dolci.
I ferri duri determinano un magnetismo invariabile, essi costituiscono un
campo magnetico permanente simile a quello di una calamita.
I ferri dolci tendono a magnetizzarsi per induzione del campo magnetico
terrestre la cui misura varia a seconda del loro diverso orientamento rispetto al
campo inducente. Essi costituiscono il campo magnetico indotto o temporaneo.
La deviazione può assumere diversi valori in funzione della prora della
nave. Essa avrà segno positivo nel caso in cui il nord indicato dall‟ago si
troverà ad est rispetto al meridiano magnetico, sarà negativa se la polarità nord
dell‟ago risulterà deviata ad ovest del meridiano magnetico.
L‟angolo di deviazione varia da prora a prora e viene misurato
effettuando i giri di bussola, ovvero una particolare operazione effettuata
quando la nave è alla boa, finalizzata a determinare le deviazioni su di un certo
numero di prore, per l‟intero giro d‟orizzonte, tracciando in tal modo la “curva
delle deviazioni”. l‟angolo può essere ridotto effettuando la compensazione,
operazione che consiste nel posizionare dei magneti ai lati della bussola. In tal
modo le deviazioni sono ridotte a valori esigui e riportate su apposite tabelle
dette appunto tabelle di deviazione. 29
Si definisce declinazione magnetica la differenza tra la direzione
indicata dal meridiano geografico e quella indicata dal meridiano magnetico,
“d”.
essa è indicata con la lettera
Se il Nm è a dritta rispetto al Nord vero, la declinazione sarà positiva
(E); se invece è situato a sinistra, la declinazione sarà negativa (W). La
declinazione magnetica varia in relazione al luogo in cui si sta navigando oltre
che nel tempo. Tale valore è riportato al centro delle rose graduate stampate
13
sulle carte nautiche insieme alla variazione annua.
Una prima distinzione della bussola può essere fatta classificando
quest‟ultima a seconda che sia a secco o a liquido.
Le bussole a liquido sono particolarmente raccomandabili per i piccoli
bastimenti che, a causa del mare, sono soggetti a rapidi movimenti. La
presenza del liquido infatti, formato da acqua distillata e alcol, permette alla
stessa di resistere alle vibrazioni durante la navigazione, oltre che ridurre la
temperatura di congelamento.
Le bussole a secco, caratterizzate dalla sola presenza di aria, sono invece
preferite nelle situazioni in cui le vibrazioni non sono tali da compromettere il
posizionamento della rosa graduata interna.
4.3 BUSSOLA MAGNETICA DI ROTTA A SECCO
di un‟ ordinaria bussola di rotta a secco che consta delle seguenti
Trattasi
parti: Ago magnetico: rappresentato da una spranghetta NS a cui è avvitato, in
prossimità del centro, un cappelletto conico di rame o bronzo avente al vertice
una pietra durissima.( rubino, agata, onice, zaffiro). Tale ago è sospeso in
bilico al di sopra di un perno d‟ottone con punta d‟acciaio ben acuminata. Il
perno, generalmente, è avvitato al fondo di una scatola cilindrica di rame.
13 Istituto Idrografico Marina, Manuale dell’Ufficiale di Rotta, Genova, 1998.
30
Possono esserci anche più aghi posizionati al di sotto della rosa dei venti,
essi permettono alla bussola di orientarsi sempre verso il nord magnetico.
Rosa graduata: costituita da un galleggiante al quale sono fissati gli aghi
magnetici. È in genere disegnata su di un disco di mica al di sopra di una
lamina di talco di egual diametro ove è stampata la gradazione in senso orario
da 0 a 360°. Il tutto sarà sovrapposto all‟ago magnetico, mediante la linea N-S
coincidente con l‟asse.
Mortaio: scatola cilindrica di materiale amagnetico, il cui scopo è quello
di contenere la bussola, chiuso ermeticamente mediante un cristallo. Sul
mortaio è disegnata la linea di fede, una linea retta verticale alla quale si fa
corrispondere la prora della nave. Il suo scopo è, dunque, quello di
materializzare l‟asse longitudinale della nave, permettendo quindi la
determinazione della direzione del cammino della nave e quindi la rotta che la
nave sta seguendo. È importante che il timoniere osservi attentamente tale
linea, al fine di governare in rotta.
Sospensione cardanica: sistema di perni e anelli di rame che permette il
fissaggio del mortaio, tale da consentire alla bussola di rimanere sempre in
posizione orizzontale nonostante i movimenti di rollio e beccheggio della nave.
Chiesuola: è una coppa fatta di ottone o di rame sostenuta mediante una
colonna in legno o metallo dotata nella parte superiore di un ovale in cristallo
al fine di permettere la lettura, sulla rosa della bussola, della rotta che la nave
sta percorrendo. Si tratta, dunque, di un mobile vero e proprio che contiene la
quest‟ultima sarà sospesa all‟interno mediante la sospensione
bussola,
cardanica. La chiesuola è fissa stabilmente, in plancia, davanti la ruota del
timone permettendo quindi al timoniere e all‟ufficiale di guardia di poter
facilmente consultare la rotta seguita dalla nave. Sui due lati dell‟ovale sono
posizionati i due contenitori dei magneti utili alla compensazione della bussola.
Come si è detto in precedenza, una bussola può essere dotata di rose ad
un solo ago magnetico e di rose ad aghi multipli. Nel primo caso vi sarà un
limitato potere direttivo ed una insufficiente stabilità e sensibilità. Risulta
31
quindi conveniente utilizzare bussole moderne dotate di aghi multipli corti e
sottili, ciascuno ad una distanza di 30° dalla linea Nord- Sud della rosa al fine
di aumentare il potere direttivo e la sensibilità, in quanto in tal modo il
momento magnetico del sistema sarà dato dalla somma dei singoli momenti di
ogni singolo ago. Gli aghi magnetici saranno disposti sotto la rosa e paralleli
alla linea N-S, garantendo quindi una maggiore stabilità, inoltre saranno
disposti di taglio al fine di assicurare la permanenza dell‟asse magnetico del
14
sistema.
Affinché una bussola funzioni bene è necessario che essa soddisfi due
essenziali qualità, ovvero la sensibilità e la stabilità dinamica.
La sensibilità è quella proprietà mediante cui la rosa è in grado di
indicare con prontezza ed esattezza le più piccole accostate della prora,
considerando le variazioni dovute a cause esterne. Essa viene raggiunta
affidando agli aghi, presenti sotto la rosa, un forte potere magnetico.
La stabilità dinamica è quella proprietà per cui la rosa tende ad assumere
esattamente e stabilmente la direzione del meridiano deviato relativo alla prora
sotto l‟impulso dei forti modi di rollio e beccheggio a cui
seguita dalla nave,
l‟unità è sottoposta. Essa è ottenuta adottando un sistema di aghi multipli,
abbassando il centro di gravità del sistema e della rosa al di sotto del punto di
sospensione.
Una bussola particolare è quella fornita di un apparecchio speciale atto a
prendere i rilevamenti dei vari oggetti, tale congegno è detto apparecchio
azimutale. La bussola sarà formata da un cerchio su cui vi è montata un
alidada con due quadranti, rispettivamente la pinnula obiettiva e la pinnula
oculare che andranno a definire il piano verticale passante per l‟oggetto da
rilevare. Sarà, infatti, possibile leggere un rilevamento bussola ruotando
l‟alidada, sfruttando due nottolini solidali al cerchio e portando il filo del
traguardo della pinnula obiettiva sull‟oggetto. Al fine di facilitare la lettura, vi
14 F. IMPERATO, Navigazione Stimata, Milano, ED. Ulrico Hoepli, 1922.
32 la graduazione della rosa. L‟immagine
sarà un prisma in grado di ingrandire
della rosa fornita dal prisma sarà capovolta, ecco perché le rose hanno una
doppia graduazione.
4.4 BUSSOLE NORMALI E BUSSOLE DI ROTTA
La bussola situata in controplancia, ovvero in posizione elevata e quindi
lontana dalla massa ferrosa dello scafo, è definita bussola normale. Tale
nominazione è legata al fatto che la bussola in questione è in grado di dirigere
la navigazione, di regolare le rotte e di controllare le altre bussole considerate
sue ausiliarie. Vi saranno, infatti altre due bussole rispettivamente in plancia,
vicinanze del posto del timoniere ed a poppa, in timoneria d‟emergenza.
nelle
Tali bussole servono appunto al timoniere per poter seguire la rotta ordinata, si
15
definiscono, quindi, bussole di rotta.
La Normale, dunque, è in grado di fornire indicazioni più attendibili
rispetto alla bussola di rotta, essa funge da bussola regolatrice. Sappiamo bene
che la rotta che il comandante fornisce all‟ufficiale di guardia in plancia è
sempre riferita alla Normale.
Ci occupiamo ora di analizzare i principali modelli di bussole che i
naviganti hanno utilizzato, in alcuni casi ancora oggi continuano ad utilizzare,
come ausilio indispensabile per la navigazione marittima.
4.5 PRINCIPALI TIPI DI BUSSOLE
La Bussola Thomson, ideata nel 1877 da Sir. W Thomson, è una delle
migliori bussole a secco che la marina abbia mai potuto sfruttare, essa è in
grado di adempiere al doppio ufficio di bussola di rotta e di rilevamento.
15 Istituto Idrografico Marina, op. cit. , P.30. 33
La rosa è, probabilmente, la parte più importante ed originale di tale
strumento, composta da un anello periferico di alluminio molto sottile sul quale
è riportata una corona circolare dotata di graduazione e di una serie di rombi.
Dall‟anello si diramano dei fili di seta, alcuni dei quali convergenti verso il
centro, altri invece aventi lo scopo di mantenere rigidamente sospesi ben otto
aghi magnetici lunghi dai 5 agli 8 cm.
La bussola Thomson presenta una serie di importanti caratteristiche,
quali un debole momento magnetico e allo stesso tempo un grande momento
d‟inerzia, un sufficiente potere direttivo ed un‟elasticità e leggerezza
rappresentate da un peso complessivo di appena 12 grammi.
La cassa della bussola è dotata di doppio fondo, all‟interno del quale è
libera di agire una certa quantità d‟olio viscoso al fine di ammortizzare le
oscillazioni dovute ai movimenti della nave.
La chiesuola è montata al di sopra di una colonna di legno dotata di uno
speciale dispositivo in grado si contenere i magneti compensatori. Un ruolo
cruciale riveste l‟apparecchio azimutale che presenta caratteristiche diverse
rispetto all‟apparecchio precedentemente descritto. Esso è composto da
un‟alidada fissata all‟estremità inferiore di un‟asticella posta al centro del
coperchio e di una piccola livella allo scopo di garantire la stabilità orizzontale.
La presenza di un tubo collegato ad un prisma girevole attorno ad un asse
orizzontale permetterà di far riflettere in esso i raggi luminosi provenienti
dall‟oggetto da rilevare, nonché da una lente biconvessa il cui scopo sarà di
16
ricostruire l‟immagine dell‟oggetto sulla graduazione della rosa.
16 F. IMPERATO, op. cit. , P.32. 34
Figura 10.Bussola Thomson.
Un discorso a parte merita, invece, la bussola Magnaghi modificata. Si
tratta di una bussola a liquido modificata dall‟Istituto Idrografico in seguito a
vari studi effettuati agli inizi del 1900. Distinguiamo, anche in questo caso,
una bussola normale e una bussola di rotta.
La bussola normale è composta da una cassa in bronzo fuso di forma
cilindrica verso l‟estremità, tronco-conica nella parte inferiore, dotata di larghi
orli sporgenti. Essa contiene al suo interno un liquido composto da acqua
distillata ed alcool rispettivamente al 15 e al 30 per cento, al fine di evitare il
congelamento quando la navigazione viene effettuata in climi particolarmente
freddi. Superiormente alla cassa troviamo un tappo serbatoio avente la
funzione di impedire la formazione di pressioni considerevoli che potrebbero
risultare nocive, come la dilatazione del liquido in seguito ad aumenti della
temperatura e la formazione di eventuali bolle d‟aria qualora il liquido si
contraesse in seguito ad una riduzione delle temperature.
Altro elemento fondamentale della bussola è la rosa dotata di
galleggiante, quest‟ultimo è composto da una parte periferica con eccesso di
spinta e una parte centrale dotata di un eccesso di peso.
35
Il sistema magnetico è composto di sei fasci di aghi, rispettivamente ogni
fascio è dotato di cinque aghi la cui lunghezza sarà sempre decrescente; ciò a
favorire un forte momento magnetico.
Il cerchio azimutale dotato di traguardo al fine di prendere i relativi
rilevamenti è costituito da un cerchio di bronzo sul quale ruoterà l‟orlo della
cassa, mediante due piccole maniglie, il tutto avverrà con un dolce fregamento.
La chiesuola, infine, costituita da una colonna in legno e materiale
amagnetico, sarà dotata di una cuffia girevole di ottone che permetterà il
maneggio del circolo azimutale e quindi l‟orientamento nella direzione del
rilevamento necessario.
La bussola di rotta presenta le stesse caratteristiche della normale per
quanto concerne le componenti sopra descritte. La differenza sostanziale è
rappresentata dall‟assenza del circolo azimutale. Vi sarà, allo stesso tempo, una
lente d‟ingrandimento poggiante su di un perno al di sopra del tappo-serbatoio,
in alcuni casi è possibile, altresì, trovare un prisma ad ingrandimento in
corrispondenza della linea di fede, il cui scopo sarà quello di ingrandire la
17
graduazione della sottostante rosa facilitando, quindi, la lettura al timoniere.
Figura 11. Bussola Magnaghi.
17 F. IMPERATO, op. cit. , P. 34. 36
Figura 12.Bussola Ritchie.
La Marina Militare e Mercantile degli Stati Uniti d‟America ha adottato,
quale primo strumento fondamentale per seguire la rotta in navigazione, la
bussola Ritchie. Trattasi di una bussola a liquido o a secco a seconda dei vari
adattamenti della rosa, dotata di requisiti davvero pregevoli.
La rosa è costituita di un galleggiante emisferico centrale di alluminio al
cui interno trova alloggio un cappelletto conico; la base è caratterizzata dalla
presenza di due astucci, sempre in alluminio, disposti tra loro paralleli e
della rosa. Quest‟ultimi contengono due
simmetrici rispetto alla linea N-S
fascetti di aghi magnetici e una corona circolare in talco su cui sono tracciati i
rombi e la rispettiva graduazione.
La bussola è in grado di funzionare da Normale semplicemente adattando
sul coperchio un apposito apparecchio azimutale.
Caratteristica fondamentale della bussola è la leggerezza che permette a
tutto il sistema di galleggiare quasi interamente in seno al liquido di cui è
riempito il mortaio; ciò permette di evitare lo sfregamento della pietra del
cappelletto sulla punta di sospensione del perno.
37
CAPITOLO V
LA GIROBUSSOLA
5.1 INTRODUZIONE ALLO STRUMENTO
La girobussola è un sistema di navigazione, (simile per principio di
utilizzo alla bussola), per la determinazione della direzione di marcia che
sfrutta il principio di un giroscopio in rotazione. Il primo modello pratico di
girobussola fu ideato in Germania nel 1908 dal fisico tedesco Anschutz. Le
prime unità che decisero di impiegare tale strumento furono le navi militari, al
fine di effettuare le risoluzioni cinematiche nelle centrali di tiro, per una più
precisa navigazione stimata e allo stesso tempo come ausilio alle bussole
magnetiche specie nei sommergibili e nei torrioni corazzati delle grandi navi.
In seguito alla prima guerra mondiale le girobussole furono adottate
anche dalle navi mercantili, installate generalmente in luogo isolato ove gli
effetti delle vibrazioni risultano minimi.
Una girobussola è composta da quattro parti tecniche fondamentali:
Elemento sensibile: contiene il giroscopio e rappresenta il complesso
giroscopico a tre gradi di libertà, può essere costituito da uno o più giroscopi.
Elemento fantasma o asservito: contenente la rosa dei venti è in grado
di inseguire l‟elemento sensibile nei rispettivi movimenti d‟azimut.
Sostegno: parte strutturale connessa alla nave fissata sulla chiesuola.
Dispositivo di smorzamento: parte di elemento sensibile che concorre
allo smorzamento delle oscillazioni.
La girobussola basa il suo funzionamento sul principio del giroscopio,
ovvero una ruota che per effetto della rotazione tende a mantenere il suo asse
sempre con la stessa orientazione. La ruota è mantenuta ininterrottamente in
rotazione da un motore elettrico o da un motore ad aria compressa. Lo scopo è
quello di far coincidere l‟asse di rotazione dello strumento con il Nv, in tal
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