Roll

Il rullo è un movimento di rotazione di un mobile attorno al suo asse longitudinale (asse di rollio). La velocità angolare di questa rotazione è anche chiamata velocità di rollio .

Aeronautica

In aviazione, questo movimento è controllato da un'azione laterale sull'impugnatura . Lo stick a sua volta controlla la deflessione delle superfici mobili situate sull'ala: gli alettoni.

Le deviazioni opposte di queste superfici generano forze aerodinamiche e momento di rollio. Se l'aereo ha un diedro sufficiente, il rollio può essere ottenuto azionando il timone.

Alcuni aerei non dotati di alettoni (i cosiddetti alianti "a due assi", aerei di tipo " Pou-du-ciel ") eseguono la virata in questo modo.

Marino

Definizione

Il rollio si riferisce al movimento rotatorio di una nave attorno ad un asse longitudinale, crea un'oscillazione laterale alternativamente a dritta ea babordo . Quando la pendenza è continua, si parla di sbandamento .

È principalmente correlato all'azione delle onde e del vento , è uno dei tre movimenti possibili di una nave con beccheggio e imbardata .

Cause

Lo stato del mare è all'origine di questo fenomeno. La nave rotola quando le onde o le onde la portano al traverso. Succede anche che alcune navi rotolano pesantemente in mare vicino a prua a causa di un accoppiamento tra beccheggio e rollio.

Quando i periodi d'onda si avvicinano al periodo di rollio naturale, l'ampiezza dei movimenti è accentuata da una risonanza . Quando la rigidità del sistema (la stabilità della nave) è sufficientemente bassa, ogni suo aumento porta quindi ad un'amplificazione del rollio.

Periodo pulito

Come in ogni sistema stabile, al rullo è fissato un periodo naturale di oscillazioni libere, che aumenta con l'inerzia e diminuisce con la rigidità. L'inerzia è quindi la somma del momento d'inerzia classico I e di un'inerzia aggiunta I a corrispondente all'accelerazione delle particelle fluide.

La rigidità rotazionale è uguale al prodotto dello spostamento P per l'altezza metacentrica, la distanza tra il baricentro G e il metacentro M. Il periodo si scrive:

T = 2 \ pi {\ sqrt {{I + I_ {a}} \ over {P \, \ overline {GM}}}}

Conseguenze

Il movimento di rollio, sia improvviso che lento, può causare problemi a bordo: spostamento del carico , sganciamento dei veicoli, disinnesco delle pompe, rottura delle attrezzature, incidenti umani. Questo movimento disturba l'equilibrio e provoca il mal di mare nelle persone che non ci sono abituate.

Controllo del rollio

Attualmente sono disponibili vari sistemi:

In generale, su uno scafo che si presta per la sua forma al rollio, vengono aggiunte piccole chiglie laterali chiamate “ roll keels ”. Questi sono stabilizzatori passivi , che rallentano solo i movimenti di rollio. Sulle barche a vela ferme o ancorate è possibile agganciare al boma una benna flessibile sommersa appena sotto la superficie, oppure un sistema meccanico che svolge allo stesso modo il ruolo di roll brake.
Alcune navi, traghetti , le fodere , le navi portacontainer , le navi di ricerca , militari ( portaerei , rifornitori di carburante , anti-aerei e anti-sottomarini, navi posacavi ) hanno stabilizzatori attivi sistemi (pinne antirollio pilotati da una stabilizzazione centrale elettrica) per contrastare questo movimento. Per il comfort dei passeggeri, un transatlantico come il Queen Mary 2 ha 4 stabilizzatori pieghevoli: ognuno pesa circa 70 tonnellate, misura 2,50 metri di corda e 6,25 metri di apertura alare, ha una superficie di 15,63 m 2 , fornisce sollevamento negativo di 1.070 kN (109 tonnellate) a velocità di crociera, si apre o si ritrae in circa 30 secondi. Questo sistema può ridurre il rollio del 90% ma richiede una velocità minima di circa dieci nodi e consuma energia.
Esistono navi con una superficie di galleggiamento molto bassa, meno sensibili alle eccitazioni di rotolamento: il tipo SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull). Questo tipo di nave con bassa stabilità passiva (stabilità della forma) richiede stabilizzatori attivi.
Esistono sistemi giroscopici come il seakeeper, che contrasta il rollio cambiando la posizione di un giroscopio.
Esistono anche stabilizzatori per navi che riducono il rollio del corpo recuperando energia e riducendo il consumo di carburante. Questo è uno stabilizzatore passivo dal movimento fluido.

Tabella riassuntiva

I movimenti e i movimenti di una nave nello spazio

Asse di rotazione o spostamento	Mutevole	Movimento rotatorio		Angolo
x: longitudinale	Ride (3): movimento orizzontale avanti e indietro	Rollio (6): Oscillazione laterale da babordo a tribordo (onde, vento, ecc.)	Asse di rotazione nella lunghezza più lunga della barca.	Angolo tacco / rollio
y: Croce	Yaw (2): spostamento orizzontale laterale	Pitch (5): Oscillazione avanti e indietro, la prua si alza e si abbassa (onde ...)	Asse di rotazione nella larghezza della barca	Piatto (non ha senso in marina)
z: verticale	Heave (1): spostamento verticale dell'altitudine della barca	Yaw (4): Oscillazione sul piano orizzontale, che modifica la rotta (movimento del timone, deriva legata alla corrente, al vento, alle onde ...)	Asse di rotazione coassiale all'albero	Cap

Ferrovia

Il rollio è il movimento del complesso treno attorno al proprio asse di progressione, spiacevole per i passeggeri, e conseguenza di guasti sui binari. È caratterizzato da movimenti modellabili sui tre assi di un sistema di riferimento ortonormale in cui il piano orizzontale rotante sull'asse "x" è detto tilting , il piano verticale sull'asse "x" . Z " yawing e il piano orizzontale sull'asse della “y” del beccheggio . Questi dati vengono raccolti dai treni di prova e controllano regolarmente l'odometria. È una variazione delle coordinate sferiche degli angoli di Eulero .

Settore automobilistico

Il rollio è il movimento del veicolo attorno al suo asse longitudinale, risultante dalle deformazioni della strada o dall'effetto della forza centrifuga in curva. La barra antirollio aiuta a mitigare questo fenomeno.

Note e riferimenti

Aviron club d'aiguebelette, " Fisica e canottaggio 1 " ,29 luglio 2016(accesso 7 gennaio 2020 )
" I 6 squilibri del nuotatore " (accesso 7 gennaio 2020 )
Frédéric Le Pivert, " Studio e sviluppo di metodi analitici per il calcolo delle probabilità di ribaltamento " , su https://www.researchgate.net ,aprile 2016(accesso 7 gennaio 2020 )
Sulle unità oltre i 24 m, si trovano spesso appendici a forma di ala sotto lo scafo, il cui scopo è ridurre i movimenti di rollio in mare agitato. Questi sono gli stabilizzatori. , sul sito web di Mécanique-Bateau
Presentazione dello stabilizzatore per barche "Rock 'n Roll"
Video di presentazione del Seakeeper
GSIRE
Video di presentazione degli stabilizzatori antirollio passivi Hoppe Marine Flume (Wenex)

Vedi anche

link esterno

Presentazione dei movimenti e dei movimenti di una barca (qui un remo)