L’elica navale è l’organo propulsore più diffuso, che genera la spinta necessaria a far avanzare la nave. Funziona come una vite che “avvita” nell’acqua: ruotando, le sue pale accelerano una massa d’acqua verso poppa e, per reazione (terza legge di Newton), ricevono una spinta in avanti che si trasmette allo scafo.
Il principio è duplice e si può leggere in due modi complementari:
| Lettura | Descrizione |
|---|---|
| Quantità di moto | accelera l’acqua verso poppa, ne riceve la reazione |
| Portanza delle pale | ogni pala è un’ala che genera spinta |
Ogni pala è in effetti un profilo alare: muovendosi nell’acqua, genera una differenza di pressione tra le due facce, e quindi una forza (portanza) la cui componente assiale è la spinta. La somma dei contributi di tutte le pale dà la spinta totale.
Un parametro geometrico fondamentale è il passo: la distanza che l’elica avanzerebbe in un giro se “avvitasse” in un mezzo solido senza scorrimento. In acqua c’è sempre uno scorrimento (slip): l’avanzamento reale è minore del passo teorico, perché l’acqua cede. Lo scorrimento è ciò che permette all’elica di generare spinta — un’elica senza scorrimento non spingerebbe.
Un fenomeno critico è la cavitazione: se la pressione sul dorso delle pale scende sotto la tensione di vapore dell’acqua, si formano bolle di vapore che poi collassano violentemente. La cavitazione riduce la spinta, genera rumore e vibrazioni, ed erode le pale. Limitarla è un vincolo centrale nella progettazione dell’elica.
L’efficienza dell’elica (rapporto tra potenza utile alla spinta e potenza assorbita) dipende da diametro, numero e forma delle pale, passo e velocità di rotazione, e dall’interazione con la scia dello scafo. Esistono varianti: eliche a passo variabile (regolabile per adattarsi alle condizioni), eliche intubate, propulsori azimutali orientabili. L’elica è il punto di incontro tra la macchina motrice e l’acqua: convertire efficacemente la potenza del motore in spinta utile è una delle sfide centrali dell’ingegneria navale.