I nostri winch, la vostra potenza

Le barche a vela funzionano grazie alla forza degli uomini di bordo che regolano le vele, le sartie e le manovre correnti in genere, timonano, cambiano le vele… Negli ultimi anni, un gran numero di dispositivi si sono evoluti moltissimo per permettere a persone relativamente “meno forti” di regolare dispositivi sottoposti ai carichi più elevati; bozzelli, paranchi, l’idraulica, e i winch sono i dispositivi che più hanno contribuito a “far esplodere” la forza dei velisti!

Le leve aumentano forza e coppia

I winch utilizzano il principio fisico della leva per aumentare forza e coppia. Due sono i tipi di leva utilizzati: interna ed esterna. Quella esterna è il braccio della leva (la maniglia).

Rapporto di potenza

Il rapporto di potenza è il termine che usiamo per descrivere la capacità di tiro/trazione di un winch. Harken utilizza il rapporto di potenza per dare il nome ai winch. Ad esempio, un 48 ha un rapporto di potenza di 48:1 nella velocità massima. Questo significa che esercitando una forza da 1 kg sulla maniglia, si generano 48 kg (106 libbre) di potenza.

Come si calcola il rapporto di potenza

Il rapporto di potenza si calcola come segue: (Lunghezza maniglia/diametro tamburo) x rapporto di velocità = rapporto di potenza.

Calcolate il rapporto di potenza con maniglia da 254 mm (10 pollici)
(Le maniglie più corte riducono la potenza perché hanno una leva più corta)
(I giri al minuto del tamburo aumentano il numero di giri della maniglia perché i giri della maniglia hanno un raggio più piccolo)
Misurate il diametro del tamburo o verificate le specifiche nella sezione winch del catalogo Harken. sezione winch.
Il rapporto di velocità può essere ricavato dalle tabelle delle specifiche Harken

Velocità e potenza inversamente proporzionali

Nei winch, come in tutte le macchine semplici, velocità e potenza sono inversamente proporzionali. Se volete la velocità, avrete meno potenza. Se volete una potenza maggiore, la velocità sarà necessariamente più bassa. Questo è la ragione per cui i winch di grandi e medie dimensioni sono progettati a 2 o 3 velocità. A basso carico, va bene andare in velocità – anche se con potenza inferiore – ma quando il carico aumenta, è necessario aumentare la potenza di tiro/trazione per poi fare le ultime regolazioni “di fino” a velocità inferiore.

Bassa potenza = alta velocità (in presenza di carichi non elevati)
Alta potenza = bassa velocità (in presenza di carichi più elevati)

Velocità

Per un winch, quando si parla di velocità si intende la lunghezza della scotta che viene tirata per ciascun giro della maniglia. Quando si tratta di definire la velocità di un winch, sono fondamentali il rapporto di velocità e la circonferenza del tamburo. Dal momento che la scotta è avvolta sul tamburo, ogni giro di winch recupera in una quantità di scotta pari alla circonferenza del tamburo (circonferenza = ∏ x diametro).

Se cercate un winch “veloce”, dovrà essere di grandi dimensioni, con un tamburo di diametro notevole. Ma sfortunatamente, dal momento che il diametro del tamburo in parte determina il rapporto di potenza, un winch di grandi dimensioni, a parità di velocità si caratterizzerà per una potenza inferiore. Le barche da regata che mediamente utilizzano winch di grandi dimensioni compensano la minore potenza semplicemente girando più forte sul winch! Anche se un gruppo di uomini muscolosi è un lusso che non tutti gli equipaggi si possono permettere…

Grande diametro del tamburo = grande velocità della scotta; bassa potenza
Maniglia corta = grande velocità della scotta; bassa potenza

Per fare velocità

I winch a 3 e 4 velocità sono in grado di garantire una grande velocità. Un winch standard a 3 velocità, come ad esempio il 60.3ST, è un winch di piccole dimensioni con prima diretta. Il tamburo compie un intero giro esattamente ad ogni giro di maniglia, quindi in presenza di bassi carichi, la scotta viene recuperata a velocità altissima. Ne risulta un piccolo vantaggio meccanico che deriva dalla relazione tra la leva (la maniglia) e il diametro del tamburo. I winch a 3 velocità di dimensioni maggiori, dal 56.3 e oltre, hanno sempre la prima velocità inserita perché, anche con bassi carichi, è necessario un certo vantaggio meccanico.

Winch a 4 velocità

I winch a 4 velocità di fatto sono dei winch a 3 velocità con l'aggiunta di una 1 "ridotta". L’equipaggio sceglie l’opzione velocità 1 più adatta e poi passa alle altre 3 velocità disponibili. Ad esempio, di bolina con aria leggera, o per regolare il gennaker, la scelta cade sulla velocità 1 diretta per la regolazione veloce, mentre per virare con aria più fresca, la scelta è quella della velocità 1 a “inserimento”.

Lunghezza della maniglia

Un altro modo per incrementare la velocità del winch è quella di utilizzare una maniglia più corta, di solito da 203 mm. Le maniglie da 203 mm sono più veloci perché devono percorrere una circonferenza minore e quindi l’equipaggio può “girare” più in fretta. Ma, dal momento che la lunghezza della maniglia in parte determina il rapporto di potenza, con una maniglia più corta del 20%, anche la potenza trasferita si riduce del 20%.

L’allineamento del winch è fondamentale

Altri fattori che influenzano la potenza finale di un winch sono: se due persone dell’equipaggio possono tirare la scotta per ultimare la cazzata utilizzando una maniglia a doppia impugnatura e la posizione del winch in coperta. Molti winch sono montati tra pozzetto e falchetta, costringendo l’equipaggio a posizioni decisamente scomode e “meno efficienti” dal punto di vista delle regolazioni delle manovre. I winch delle volanti spesso risultano piuttosto difficili da utilizzare e perché essendo sopravvento costringono i velisti a lavorare in piedi piuttosto che nella posizione più corretta.

L’angolo di ingresso della scotta è fondamentale

L’efficienza di un winch dipende anche dalla posizione in cui è montato in barca. È fondamentale che l’angolo di ingresso della scotta sia quello più corretto; infatti, la scotta deve essere diretta al winch con un’angolazione di circa 5-8 gradi in modo da evitare che si possa incattivare sul tamburo. Se i bozzelli di rinvio sono troppo alti, è necessario alzare di poco il winch, altrimenti il groppo è assicurato!

È importante anche montare il winch in modo che la scotta si allineata in maniera corretta. Un allineamento non corretto aumenta significativamente il carico sulla scatola degli ingranaggi con il risultato di un funzionamento non ottimale e, in casi più gravi, della rottura del winch stesso.

Allineamento

Entrata della scotta
Ls = carico della scotta
Lgh = carico della scatola degli ingranaggi
Ldp = carico pignone

Facciamo due esempi: uno con il carico allineato e l’altro no. Nel caso A, quindi con l’allineamento corretto, il carico sulla scatola degli ingranaggi è ridotto al minimo, dal momento che le forze Ls e Ldp sono opposte. Nel caso B, dove il carico non è allineato correttamente, il carico sugli ingranaggi della trasmissione è massimizzato - Lgh + L1 + Ldp - ma questa volta i carichi hanno forze che vanno nella medesima direzione e quindi si sommano.

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