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CARENA
[sec. XIV; lat. carina]
 La
parte immersa di un corpo galleggiante in acqua tranquilla
(in particolare, lo scafo di una nave), delimitata superiormente
dal piano di
galleggiamento. Negli idrovolanti a scafo centrale e
nei galleggianti di questi, la parte che rimane immersa
nell'acqua a velivolo fermo. Nel linguaggio marinaro:
abbattere in carena, piegare la nave su un fianco. Per
metonimia, nell'uso poetico, la nave stessa: "Già
i capaci / vadi del porto la c. attinge" (Foscolo).
La superficie esterna, il volume e il centro di volume
del solido costituente la parte immersa del corpo galleggiante
sono rispettivamente la superficie, il volume e il centro
di carena.
Il peso d'acqua spostata (volume pari al volume di carena)
fornisce il valore della spinta idrostatica, la cui
retta d'azione passa per il centro di carena ed è
perpendicolare al piano di galleggiamento. Con diversi
piani di galleggiamento si possono individuare sul corpo
galleggiante diverse carene, tra le quali, in particolare,
le isobate, le isocarene e
le isocline. Nel caso della nave ci si riferisce di
solito al piano di galleggiamento di progetto; nei calcoli
si prendono anche in considerazione le carene diritte,
cioè delimitate da un certo numero di piani di
galleggiamento paralleli a quello di progetto, e le
carene inclinate, cioè individuate da piani di
galleggiamento inclinati trasversalmente e longitudinalmente
rispetto a quelli diritti. Le carene delle
navi, anche dette "opera viva", in contrapposizione
alla parte emersa detta "opera morta",
vengono di solito provate alla vasca navale; qui, a
volte, si distingue tra carene con appendici e carena
nuda, cioè priva di propulsori, timone, alette
di rollio, bracci e ringrossi per la fuoruscita dallo
scafo, per il sostegno degli alberi portaelica, ecc.
Elementi caratteristici di una carena sono le sue
dimensioni principali (lunghezza tra le perpendicolari,
larghezza massima, immersione media, profondità),
alcune superfici (figura di galleggiamento, parte immersa
della sezione maestra, piano di deriva), il suo volume,
alcuni rapporti tra dimensioni lineari e i coefficienti
di finezza (rapporti tra superfici e rapporti tra volumi).
La forma dell'intero scafo, e quindi quella della carena,
è definibile analiticamente solo in casi particolari,
per cui nel progetto di una nave si ricorre di solito
alla sua rappresentazione geometrica mediante il piano
di costruzione. Le forme e gli
elementi caratteristici della carena hanno notevole
influenza su molte qualità della nave dal punto
di
vista sia statico sia dinamico; a tal proposito, nella
fase preliminare di progetto, vengono utilizzati anche
i cosiddetti "coefficienti dell'ammiragliato".
Sono questi valori che consentono di paragonare tra
loro curve delle resistenze d'onda per diverse carene,
già sperimentate in vasca
navale, e di prevedere la potenza cavalli effettiva
della carena in esame in base ai coefficienti medi di
carena simili; tutto ciò permette di mettere
in rapporto il dislocamento di una determinata carena
rispettivamente con la velocità e la potenza
di rimorchio. Per quanto riguarda il comportamento durante
il moto, le carene si possono dividere in due classi:
dislocanti e plananti. Nelle prime la spinta (che eguaglia
il peso) è dovuta per la massima parte alla pressione
statica dell'acqua sulla carena. Nelle seconde, all'aumentare
della velocità di avanzamento si sviluppa sul
fondo della carena un'azione idrodinamica la cui componente
verticale raggiunge un valore prossimo a quello del
peso del natante; questo, pertanto, anziché continuare
a fendere l'acqua, si solleva fino a scivolarvi sopra,
con una riduzione della resistenza all'avanzamento,
il che consente di ottenere forti velocità con
ragionevoli valori di potenza installata sulla nave.
Tale comportamento è possibile, naturalmente,
se il natante non è stato sovraccaricato e quindi
le sue condizioni sono nell'ambito di quelle per le
quali è stato progettato. Carene plananti, in
varie forme e con diversi nomi (ad ala di gabbiano,
a spigolo, a cattedrale, a catamarano, ecc.), sono largamente
impiegate nella motonautica da diporto .
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