PROGETTO DELLE IMBARCAZIONI A VELA

CODICE	56996
ANNO ACCADEMICO	2025/2026
CFU	6 cfu anno 3 INGEGNERIA NAUTICA 8721 (L-9) - LA SPEZIA 6 cfu anno 2 DESIGN DEL PRODOTTO NAUTICO 11431 (L-4) - LA SPEZIA 6 cfu anno 1 DESIGN NAVALE E NAUTICO 11905 (LM-12 R) - LA SPEZIA 6 cfu anno 2 DESIGN NAVALE E NAUTICO 9008 (LM-12) - LA SPEZIA 6 cfu anno 3 DESIGN DEL PRODOTTO NAUTICO 11431 (L-4) - LA SPEZIA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE	ING-IND/01
LINGUA	Italiano
SEDE	LA SPEZIA
PERIODO	2° Semestre
MATERIALE DIDATTICO	AULAWEB

PRESENTAZIONE

Il corso presenta le competenze fondamentali inerenti l'analisi aero-idrodinamica e strutturale, alla base della fisica e del comportamento in mare delle imbarcazioni a vela monoscafo a chiglia fissa, al fine di impostarne e portarne a termine il progetto.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso intende far acquisire le competenze di base necessarie per la progettazione delle imbarcazioni a vela con lo studio di argomenti multidisciplinari specificamente inerenti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

I principali obiettivi formativi tecnici includono:

l'apprendimento dei fenomeni fisici che governano il comportamento della barca a vela e la comprensione della loro conseguente modellazione ingegneristica;
la comprensione ed analisi della dinamica ed equilibrio delle andature;
l'assimilazione, in forma critica, delle metodologie di calcolo, sperimentazione ed acquisizione dati (modelli matematici, serie sistematiche, galleria del vento, misure a bordo, etc.);
la padronanza dei metodi di progettazione e previsione delle prestazioni dell'imbarcazione
l'acquisizione di una competenza progettuale analitica trasversale

Saranno inoltre acquisite le seguenti competenze trasversali (soft-skills) attraverso attività di progettazione di gruppo, tra cui competenza alfabetico-funzionale e competenza personale nelle applicazioni proposte, ed ovvero: capacità di utilizzare, elaborare e valutare informazioni, abilità argomentava, capacità di gestione delle proprie interazioni sociali, atteggiamento collaborativo, comunicazione costruttiva in ambienti differenti

PREREQUISITI

Vista la natura inderdisciplinare della materia, è fondamentale una buona conoscenza e padronanza di:

geometria dei galleggianti
statica della nave
architettura navale
costruzioni navali

MODALITA' DIDATTICHE

La modalità didattica è mista:

Lezioni teoriche frontali (50%)
Sviluppo del progetto di un'imbarcazione - attività laboratoriale in gruppi (50%).

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. I contatti del docente e referente di Scuola per la disabilità sono disponibili al seguente link Comitato di Ateneo per l’inclusione delle studentesse e degli studenti con disabilità o con DSA | UniGe | Università di Genova

PROGRAMMA/CONTENUTO

Gli argomenti principali trattati nel corso sono illustrati di seguito indicando anche le applicazioni proposte:

BASIC DESIGN: Nomenclatura. Andature e manovre. Tipi di vele e di armi. Criteri di progettazione. Cenni storici. Il certificato di stazza ORC: comprensione dei dati e loro utilizzo

Esercizio applicativo: raccolta dati ORC statistici e definizione delle caratteristiche principali di una imbarcazione sulla base delle esigenze operative e dei requisiti costruttivi, funzionali e progettuali (charter vs cruise vs racer vs cruser-racer vs explorer).

BASIC DESIGN: Criteri di progettazione. Il progetto della barca a vela. Definizione e caratteristiche principali dell’imbarcazione. Definizione delle dimensioni principali – Dati statistici e barche allotrope. Impostazione del disegno dello scafo. Principali software utilizzati nel progetto. I CAD navali. Ulteriori informazioni statistiche utili nelle fasi iniziali del progetto. Pesata e analisi dei costi di produzione. Normativa: lunghezza dello scafo Lh. La specifica tecnica.

Esercizio applicativo: introduzione al disegno dei piani generali preliminari

STABILITY: Stabilità trasversale e longitudinale a piccoli angoli. Angolo di Dellenbaugh e periodo di rollio. Curva dei bracci di stabilità. Momento raddrizzante in presenza di onde Stabilità dinamica Verifiche di stabilità ISO 12217-2 Verifiche di stabilità LY3

Esercizio applicativo: verifiche di stabilità regolamentari e loro limiti (effetti dinamici)

RESISTANCE: Resistenza al moto della carena. Resistenza d'attrito. Resistenza viscosa. Resistenza d’onda. Le serie sistematiche di Delft. Resistenza residua. Resistenza di sbandamento. Resistenza aggiunta. Potenza del motore ausiliario Diametro dell’elica Resistenza dell’elica in navigazione a vela

Esercizio applicativo: stima della resistenza al moto con particolare riferimento alle appendici di carena

SAILING MECHANICS: Il vento. Il vento reale e il vento apparente. Andature e bordeggio. Polare delle velocità della barca. Superfici e profili atti a generare controllo e spinta. Forza fluidodinamica – Portanza e resistenza. Forze aerodinamiche e idrodinamiche. Equilibrio nei vari piani. Equazioni di equilibrio. Centri di spinta. Avanzo della vela. Bilanciamento del timone. La previsione delle prestazioni. I programmi di calcolo delle prestazioni. Metodologia di calcolo dei VPP

Esercizio applicativo: calcolo vento reale e apparente, triangoli di velocità - individuazione dei punti di progetto delle andature - utilizzo di curve di Lift e Drag vs Drive e Lateral force.; valutazione di un punto di equilibrio

AERODYNAMICS (sails): Le vele. Il flusso intorno alla vela. Forma delle vele. Freccia e svergolatura della vela. Interferenza dell’albero. Modello di Hazen per l’aerodinamica delle vele e dell’attrezzatura. Calcolo delle forze aerodinamiche con il modello del VPP ORC. Parametri statistici per il piano velico. Forma del sartiame (cenni)

Esercizio applicativo: stima della driving & lateral force aerodinamica, e della resistenza aerodinamica - definizione dell'armo velico

HYDRO: Flusso intorno ad un’ala. Teoria della linea portante. Scelta del profilo. Ottimizzazione di forma, rastremazione ed abbattimento. Portanza e resistenza indotta della barca. Chiglie con alette. Timone di prua. Doppia deriva. Deriva basculante.

Esercizio applicativo: stima del lift & drag, composizione e proiezione sulla direzione del moto - definizione del piano di appendici

HULL DESIGN: Categoria di progettazione (Direttiva 2013/53/EU). Significato delle categorie e limiti di navigazione per natanti e imbarcazioni battenti bandiera Italiana. L’”omologazione CE” – Direttive e norme armonizzate. Regolamenti per la costruzione e la classificazione di unità da diporto di lunghezza Lh<=24 m.

Esercizio applicativo: impostazione dello schema strutturale dello scafo di una unità a vela

SAIL DESIGN & CONSTRUCTION: progettazione e costruzione delle vele, studio dei flussi aerodinamici, materiali e loro caratteristiche, tipologie di vele e metodi di fabbricazione, velerie e loro organizzazione

Esercizio applicativo: definizione ed integrazione dell'allestimento e del sistema velico nelle strutture dello scafo

MAST & RIGGING: Componenti di albero e sartiame. Dimensionamento dell’albero e del sartiame: calcolo diretto, pretensionamento, esempi applicativi e approssimazioni. Metodo di Skene. Metodi dei regolamenti delle società di classificazione (DNV, Bureau Veritas). Metodo Nordic Boat Standard e sue varianti.

Esercizio applicativo: dimensionamento di un sistema velico con metodo regolamentare (NBS o altri)

KEEL & APPENDAGES: Esempi di calcolo Dimensionamento della deriva zavorrata Barca sbandata a 90° Incaglio longitudinale Dimensionamento secondo la norma ISO 12215-9 Casi di calcolo Sollecitazioni combinate Robustezza delle strutture per derive con accoppiamenti piani allo scafo Robustezza delle strutture per accoppiamenti particolari. Dimensionamento delle pinne di deriva Dimensionamento dei perni Compressione nel punto di contatto fra deriva e scafo.

Esercizio applicativo: dimensionamento delle strutture principali dello scafo con particolare riferimento a quelle sollecitate dal sistema velico, eventualmente con calcoli diretti

RUDDER & KEEL: Dimensionamento del timone. Dimensionamento del timone secondo la norma ISO 12215-8. Momento flettente del timone, reazioni sulla losca e momento torcente. Dimensionamento dell’asse del timone. Flessione dell’asse fra le boccole. Diametro equivalente alla sommità dell’asse. Boccole dell’asse, agugliotti e perni. Pala del timone. Disegno pratico delle derive e dei timoni.

Esercizio applicativo: dimensionamento regolamentare del timone e di altri componenti di una unità a vela

DECK PLAN: Dimensionamento dell’attrezzatura di coperta. Carichi su scotte e drizze Il sistema di manovra della vela di prua Il sistema di manovra della randa. Piano di coperta e manovre correnti

Esercizio applicativo: disegno del piano di coperta e selezione dei principali componenti per le manovre (verricelli, bozzelli, passacavo, ecc.)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Principali:

L.Larsson, R.Eliasson, M.Orych “Principles of Yacht Design”, 4a ed., International Marine / McGraw-Hill Education, 2014.

B. Piaggio, C.M. Rizzo, "Slides e appunti Lezioni del corso"

Offshore Racing Congress, “ORC VPP Documentation”, ORC 2023

Regolamenti delle Società di Classificazione e Normative ISO illustrate a lezione

Aggiuntive:

C.A.Marchaj, “Aero-Idrodinamica della Vela”, Mursia, 1987

J.W. Sloof, "The Aero- and Hydromechanics of Keel Yachts"

P. E. Liguori, “Le vele”, Hoepli, 2006

R. Garret, “Fisica della vela”, Zanichelli, 1994

I. H. Abbot, A. E. von Doehnoff, L. S. Stivers jr, “Summary of airfoil data”, NACA

DOCENTI E COMMISSIONI

CESARE MARIO RIZZO

Ricevimento: In generale nei giorni di lezione presso la sede del corso (Genova o La Spezia), preferibilmente previo appuntamento via e-mail.

BENEDETTO PIAGGIO

Ricevimento: Ricevumento su appuntamento attraverso Teams o e-mail.

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Come da calendario ufficiale della Scuola Politecnica (vedere portale easyacademy.unige.it)

Orari delle lezioni

PROGETTO DELLE IMBARCAZIONI A VELA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame finale è orale e richiede l'ultimazione e presentazione del progetto di gruppo svolto durante le lezioni.

Il voto finale è basato su:

Padronanza teorico-pratica della materia e comprensione delle implicazioni progettuali (50%)
Competenza pratico professionale acquisita all'interno del progetto (50%)

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La realizzazione del progetto e la responsabilità di ciascun candidato di una determinata area di competenza all'interno del progetto fanno parte della prima parte dell'esame finale. La seconda parte di esame consta di domande teoriche relative agli argomenti di aero- idrodinamica e dimensionamento strutturale trattati ed alle relazioni tra essi.

Ciascun candidato, pur lavorando all'interno del gruppo, è valutato individualmente partendo dalla sua principale area di competenza sviluppata all'interno del progetto, nella comprensione della visione d'insieme del progetto, delle scelte progettuali di maggiore rilievo, e della teoria di fondo alla base ciascuna fase del lavoro. Vengono valutate le capacità espostive, organizzative, e la proprietà di linguaggio.

ALTRE INFORMAZIONI

Per coloro che non hanno seguito il corso in presenza, vale la stessa procedura e consegna del lavoro, ovvero la presentazione del progetto in tutte le sue parti con responsabilità di almeno un'area di competenza per la quale i calcoli sono stati eseguiti in dettaglio dal candidato (disegno di scafo e stabilità, resistenza, armo velico, dimensionamento e posizionamento delle appendici, dimensionamento strutturale albero e appendici), quale punto di partenza per l'esame.