Il sistema di governo è l’insieme delle apparecchiature e dei comandi che, partendo dal ponte, si trasmettono alle unità di potenza e alla macchina del timone. Questo sistema è fondamentale per garantire la manovrabilità e la sicurezza di una nave.
Componenti del Sistema di Governo
Il sistema di governo è composto da diversi elementi essenziali:
- Sistema di Controllo del Timone: L'impianto mediante il quale i comandi sono trasmessi dalla plancia alle unità di potenza della macchina del timone.
- Macchina di Governo Principale: Composta da attuatori del timone (torchi o palmole), le unità di potenza e gli ausiliari, nonché i mezzi per applicare la coppia all'asse del timone.
- Macchina di Governo Ausiliaria: L'attrezzatura diversa da qualsiasi parte della macchina principale necessaria per governare la nave in caso di avaria della macchina principale.
Le navi devono essere dotate almeno di un sistema di governo principale ed uno ausiliario. Il sistema di governo ausiliario deve entrare in funzione a seguito di avaria del sistema principale. L’avaria di uno dei sistemi non deve compromettere l’altro.
Tipi di Macchine del Timone
- Macchina a palmole: Macchina del timone a palmole.
- Macchina a torchi: Macchina del timone a torchi idraulici.
Requisiti di Performance del Sistema Ausiliario
Il sistema ausiliario deve garantire che la nave, alla sua massima immersione, a metà velocità avanti o 7 nodi, a seconda di quale sia la maggiore, sarà in grado di portare il timone da 15° da un lato a 15° all'altro lato in non più di 60 secondi.
Se il sistema di governo è composto da una macchina di potenza ed una ulteriore di pari caratteristiche della principale non è richiesta la macchina ausiliaria. In questo caso le navi da passeggeri devono dare le massime prestazioni anche con una macchina di potenza fuori servizio, mentre per le navi da carico le piene prestazioni possono essere soddisfatte con due sistemi di potenza.
Se il sistema di tubazioni di una singola unità di potenza andasse in avaria, deve essere possibile ripristinare il funzionamento in modo rapido.
Aggiornamenti Normativi a Seguito di Incidenti
Questo paragrafo fu aggiornato a seguito dell'avaria dell'Amoco Cadiz. Durante un maltempo, si arenò nei pressi della costa della Bretagna francese il 16 marzo 1978. Il suo intero carico, di circa 300.000 t di crudoil si riversò in mare. Si inquinarono gravemente circa 200 miglia di coste della Bretagna. Il sinistro fu causato dell’avaria al sistema di potenza del timone. In particolare si danneggiò un tubo dell’oleodinamica di potenza. Nonostante successive azioni, il personale di bordo non riuscì a ripristinare il sistema.
L'impianto andato in avaria, era conforme alle norme allora vigenti. Gli armatori, di tutto il mondo, consci del pericolo latente decisero di adeguare il sistema idraulico senza attendere la nuova normativa, che fu poi redatta secondo le best practices di realizzazione.
Sistemi di Controllo delle Macchine
La ruota del timone (o sistema equivalente) sarà sia in plancia che in locale agghiaccio. Quando il telemotore che serve due sistemi indipendenti, è di tipo idraulico non è richiesto che vi sia un secondo sistema indipendente, a meno che non si tratti di tanker non inferiore a 10.000 TSL. I sistemi principale ed ausiliario devono essere predisposto per il riavvio automatico al ripristino dell'alimentazione dopo un'interruzione di energia elettrica ed in grado di essere messi in funzione da una posizione del ponte di comando.
Comunicazione tra Plancia di Navigazione e Spazio Macchine
La comunicazione degli ordini di velocità e direzione del moto della nave, dal ponte di comando alla direzione delle macchine, si effettuerà tramite almeno due mezzi indipendenti. Gli apparecchi ricevitori saranno sia in centrale di propulsione che in ogni posizione locale ove si possa intervenire sui parametri di velocità e direzione. Il sistema di comando avrà indicazione visiva della velocità e direzione con la risposta visiva a conferma al ponte dell’immediata esecuzione dell’ordine ricevuto.
Principi di Funzionamento del Timone
La necessità di governare un qualunque galleggiante in moto, cioè di mantenerlo nella rotta, o deviarlo o farlo evoluire, si è sentita fino dai tempi più antichi specialmente per le navi a più rematori, per le quali non era agevole per un verso assicurare sempre che l'azione dei remi sui due fianchi fosse simultanea e di pari intensità, e per l'altro ottenere determinati cambiamenti di rotta agendo sulle variazioni della voga sui due lati.
Di qui è sorto l'impiego del timone, che nelle varie rappresentazioni che ci sono giunte anche delle navi più antiche è costituito da un'asta con pala assai lunga e sporgente anche al disotto della chiglia, che si appoggia sul fianco della nave nella parte poppiera ed è collegata con un sistema a leva allo scafo in modo da renderne più agevole al timoniere la manovra: la pala era mantenuta a filo della direzione del moto quando non doveva agire ed era girata in modo da presentare una maggiore o minore superficie in quella direzione, così che, determinando una resistenza al moto sopra un lato della nave, creava una coppia di forze che faceva girare la nave dalla parte dove il timone era entrato in azione.
Le navi antiche erano tutte con due timoni, uno per lato; più tardi, essendosi realizzata la possibilità costruttiva di applicare al centro un timone girevole da ciascuna banda (timone medievale "alla navarresca"), il doppio timone è stato abbandonato. Fanno eccezione a questa regola solo alcune navi militari le quali hanno due timoni, o messi uno a fianco all'altro verso poppa, o uno a proravia dell'altro nella zona poppiera, o anche uno a poppa e uno verso prora, solo allo scopo di migliorare le qualità evolutive delle navi.
La superficie della pala del timone è compresa generalmente fra un trentesimo e un quarantesimo della superficie del piano di deriva della nave; le navi da guerra hanno superficie di timone maggiore di quelle mercantili di pari dislocamento e lunghezza. L'angolo massimo di spostamento del timone su ciascun lato è quello che è ritenuto ottimo per raggiungere senza eccessivo sforzo il massimo effetto di rotazione sulla nave; in genere anche sulle navi militari non supera i 35°, ma vi sono diversi casi in cui raggiunge i 40°.
Oltre ai timoni di direzione, di cui si è ora parlato, si devono ricordare per particolari applicazioni (navigazione aerea e sottomarina) i timoni di profondità, che ruotano attorno a un asse orizzontale.
I mezzi di manovra del timone variano dalla semplice barra, applicata direttamente sull'asta del timone nelle imbarcazioni a remi e comandata a mano sul posto, ai più complicati macchinari delle navi militari, per le quali sono richiesti, oltre a sforzi rilevanti dovuti ai forti dislocamenti ed alle alte velocità delle navi, anche notevoli complicazioni per assicurare il funzionamento del timone con più di un macchinario e da diverse stazioni di governo nel caso di offese avversarie che paralizzino gli uni o le altre.
La manovra a mano del timone è fatta dal timoniere situato sul ponte di comando o sul cassero di poppa mediante una ruota a caviglie comandante, mediante un tamburo o una ruota a impronte, il frenello (cavo di acciaio o catena) che, con opportuni rinvii, agisce sopra un collare applicato sopra l'estremità della barra, alla quale trasmette il moto spostandosi in un piano trasversale mentre la barra fissa alla testa del timone ruota dell'angolo voluto.
Con l'aumentare della velocità e delle dimensioni delle navi, e con la necessità di assicurare maggiore rapidità di manovra, si sono presentati sforzi maggiori e quindi si è ricorso all'impiego di meccanismi più potenti. Si è così sviluppato l'impiego di macchine a vapore prima e di macchine elettriche o elettroidrauliche successivamente. Questi macchinari prendono generalmente il nome dì servomotori, in quanto che non sono macchinari a funzionamento continuo, bensì a funzionamento asservito allo stesso movimento del timone che essi comandano: questo per mezzo di un'opportuna trasmissione governa la valvola della macchina a vapore (valvola differenziale) o quel qualunque altro organo che regola il movimento del motore, manovrandolo in senso inverso a quello che è provocato dall'azione del timoniere. Così il timoniere è obbligato a insistere nel comando della ruota fino a che vuole continuare ad aumentare l'angolo di barra.
Così sono stati diversi nei tempi i meccanismi adottati per trasmettere al timone il movimento dalla macchina relativa, meccanismi che vanno generalmente sotto il nome di agghiaccio. L'originale barra del timone si trasforma spesso per ricevere il moto in una traversa, alle estremità della quale sono fissate due bielle che agiscono a guisa di due braccia comandate simultaneamente in senso contrario da un meccanismo a vite e a madrevite, oppure in un settore, a ingranaggi se mosso da ruota dentata o a gola se azionato da una catena.
Nel movimento giratorio di una nave si distinguono la fase di manovra, durante la quale il timone è portato dalla posizione normale ad assumere un determinato angolo di banda, e quindi la fase del moto variabile e quella del moto uniforme. In questa fase, sotto l'azione combinata della spinta delle eliche, della pressione sopra la faccia del timone, della forza centrifuga determinata dal movimento circolare, delle varie resistenze che la nave incontra nel suo movimento progressivo e del momento derivante dall'azione asimmetrica delle eliche che nell'evoluzione vengono a variare il numero dei giri anche l'una rispetto all'altra, la nave percorre la curva di evoluzione.
Tabella Riassuntiva dei Requisiti del Sistema Ausiliario
| Parametro | Requisito |
|---|---|
| Velocità della nave | Metà velocità avanti o 7 nodi (a seconda di quale sia la maggiore) |
| Angolo di spostamento del timone | Da 15° da un lato a 15° dall'altro |
| Tempo massimo per lo spostamento | 60 secondi |
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