Le barche a vela sono direttamente collegate, per essere manovrate, alla forza degli uomini presenti a bordo che regolano le vele, le sartie e le manovre correnti in genere, timonano, cambiano le vele.
Negli ultimi anni, un gran numero di parti dell’attrezzatura si sono notevolmente evoluti per consentire a persone relativamente “meno forti” di regolare manovre sottoposte ai carichi più elevati; bozzelli, paranchi, l’idraulica, e i winch sono gli elementi che più hanno contribuito a “ottimizzare” la forza dei velisti!
I winch utilizzano il principio fisico della leva per aumentare forza e coppia e due sono i tipi di leva utilizzati: interna ed esterna. Quella esterna è il braccio della leva, comunemente conosciuta come “la maniglia del winch”.
Rapporto di potenza
Il “rapporto di potenza” è il termine che si utilizza per descrivere la capacità di tiro/trazione di un winch.
Harken, ad esempio, utilizza il rapporto di potenza per dare il nome ai winch. Per capire meglio, un 48 ha un rapporto di potenza di 48:1 nella velocità massima e questo significa che esercitando una forza da 1 kg sulla maniglia, si generano 48 kg di potenza.
Il rapporto di potenza si calcola come segue:
(Lunghezza maniglia/diametro tamburo) x rapporto di velocità = rapporto di potenza.
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 anche 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.
I winch a 4 velocità di fatto sono dei winch a 3 velocità con l’aggiunta di una “prima ridotta”.
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
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.
Anche i winch delle volanti spesso risultano piuttosto difficili da utilizzare ed essendo sopravvento costringono i velisti a lavorare in piedi piuttosto che nella posizione più corretta.
L’angolo di ingresso della scotta
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 sia allineata in maniera corretta. Un allineamento non corretto aumenta significativamente il carico sugli 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 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.
