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Strumenti della navigazione stimata nella storia delle scienze nautiche

Tesi di laurea di Navigazione elaborata dall’autore nell’ambito del corso di {esmae} tenuto dal professore Giorgino dal titolo Strumenti della navigazione stimata nella storia delle scienze nautiche. Descrizione dettagliata degli strumenti che nel corso della storia hanno permesso l'evoluzione della navigazione, sino ad arrivare ai giorni nostri.

Votazione: 99/110

Materia di Navigazione dal corso del relatore Prof. M. Giorgino

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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.

23

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.

26

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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DETTAGLI
Esame: Navigazione
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e gestione delle attività marittime (II Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali, II Facoltà di Giurisprudenza)
SSD:
Università: Bari - Uniba
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher simone.fermo di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Navigazione e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Bari - Uniba o del prof Giorgino Mauro.

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