Fissato il concept e la cinematica da sviluppare, l’attenzione viene rivolta ora alla scelta dei profili alari che materialmente generano la portanza e quindi movimentano la barca. Infatti pur non essendo esplicitamente richiesto,lo studio dei profili da utilizzare si è reso indispensabile per verificare la bontà del concept, e per sviluppare poi una cinematica realistica.

Vincoli dati dai boma:

I profili richiusi, dovendo esser contenuti nel boma chiuso, non possono superare in altezza 1-2 m, dovendo considerare anche gli ingombri dati dal sistema di movimentazione. Questo impone un limite sulla corda massima

I profili rinchiusi affiancati non possono superare la larghezza massima dei singoli boma pari a 0.8 m, considerando anche un gioco tra questi

Vincoli sulla performance:

Al fine di giustificare l’impiego di profili alari rigidi invece delle più classiche vele morbide, si è imposto un limite inferiore sulla spinta generata. Per questa ragione ci è stato comunicato che una vela morbida che sfrutta la medesima area di 75 m2 genera una forza di 30 kN, ridotta del 40% a 12 kN a causa della deformabilità del materiale.

Esprimendo la forza come portata d'aria per velocità è possibile ricavare la massima forza estraibile, valutata con diverse condizioni di vento.

Per l'interpretazione dei profili NACA si rimanda alla sottosezione Profili-Nomenclatura NACA del sito completo:

http://velaseagate.jimdo.com/sviluppo-concept-e-progettazione/profili/nomenclatura-naca/


In breve, per i profili confrontati basti sapere che la prima cifra indica in camber massimo, la seconda il punto in cui questo massimo si trova, e le ultime due lo spessore massimo, tutto espresso in percentuale della corda.

Data la particolarità del progetto in questione non si hanno esempi precedenti che possano indirizzare la ricerca del profilo. Si son quindi usati due strumenti quali il sito www.aerfoiltools.com e il software open source Xfoil per ricavare le informazioni necessarie a confrontare diversi profili. Linee guida della ricerca sono stati principalmente lo spessore massimo ed il camber, data la libertà nell'imporre un angolo di attacco che massimizzasse la portanza. Infatti non solo lo spessore ma soprattutto il camber determinano ingombri al momento di richiudere le vele nel boma. Lo spessore ha più influenza sul peso della vela che sull'ingombro, ma va comunque minimizzato, pur garantendo la resistenza del componente alle forze a cui deve esser soggetto. 

Riassumendo quindi i parametri che influiscono sulla scelta del profilo:

• Corda 1.0 metri, massimo 1.2
• Spessore massimo 0.08 metri
• Profilo ad alta portanza, ma considerando anche l'efficienza, definita comeE=C_portanza/C_resistenza,in modo da avere un profilo che generi molta portanza ma al tempo stesso bassa resistenza per non generare eccessivi sforzi sul resto della struttura.

Una prima indagine è stata fatta su airfoiltools imponendo i parametri sopra detti e ottenendo come prima risposta il profilo NACA 6409, che è stato usato come riferimento per affinare la ricerca.

Si sono analizzati inizialmente i NACA 6409, 6407 e 6405, ma sono inadatti in quanto, nonostante siano molto performanti, il camber porta ad ingombri eccessivi. Affinando il modello si è arrivati a due possibili scelte: la serie NACA 34xx oppure due profili non normati NACA, denominati Ag03 e Ag09. Tuttavia non è stato possibile reperire sufficienti informazioni su questi profili, e dato che non sono significativamente migliori in termini di prestazioni rispetto ai NACA, sono stati accantonati.

Si son scelti dunque i profili della serie 34xx.  

Ricavando gli andamenti delle grandezze significative tramite Xfoil si sono potuti tracciare i seguenti grafici, da cui si vede che il profilo 3406 è il meno performante. Questo nel caso di sviluppi futuri del progetto dovrà essere considerato, ma a livello esplorativo vedremo che è sufficiente per generare una forza traente maggiore rispetto ad una vela morbida. 

Il passo successivo è stato definire quanto fosse l'interasse tra i vari profili, e si è osservato che non necessariamente tutti i profili dovevano essere uguali. Infatti il concept sviluppato permette una relativa indipendenza nell'angolo di incidenza di ogni vela con il vento; più nel dettaglio, la trasmissione adottata permette di orientare i profili con due diversi angoli di incidenza.

Tenendo quindi il camber costante si è pensato di modificare lo spessore del profilo nelle vele più grandi, le ultime cinque, alla ricerca di miglioramenti nelle prestazioni.

Dunque per le prime vele si è adottato un NACA 3406, mentre per le ultime il 3405.

Dati i vincoli sulla larghezza del boma pari a 0.8 metri, e sulla lunghezza pari ad 13.5 metri, inizialmente si sono riusciti ad inserire 10 profili.

Tuttavia date la basse performance dei primi e i giochi molto stretti che tale configurazione portava, si è deciso di eliminare l'ultimo profilo.

Dunque la configurazione prevede 9 vele, che la scelta della trasmissione ha poi diviso: i primi quattro profili sono dunque NACA 3405, e gli ultimi cinque 3406.

Si riportano in seguito i calcoli utilizzati per stimare la forza traente. 

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