Navigazione realistica dei modelli RC

Per gli appassionati dei modelli naviganti, naturalmente il primo obiettivo è fare in modo che quello che vediamo si avvicini quanto più possibile alla navigazione dell’imbarcazione reale.
Uno dei parametri a cui prestare molta attenzione è la velocità.
Il nostro Marco su questo forum ha pubblicato questo post https://modellistinavali.forumattivo.com/t3143-la-velocita-in-scala-dei-modelli che spiega come calcolarla.
La velocità si calcola in questo modo:

v = V/√S

dove:

v = velocità del modello
V = velocità reale
S = scala del modello

Questa stessa formula l’ho trovata anche nei piani del museo di Parigi del 1960 del modello che sto costruendo, quindi universalmente accettata da moltissimo tempo.
Quello che non perdono a Marco è questa frase:
Non mi metto in questa sede ad esporre i parametri fisici coinvolti ma mi limito a rappresentare
il risultato…  

Ma oltre la velocità c’è un altro aspetto nella navigazione dei modelli che spesso ci sembra innaturale: ossia quei movimenti bruschi, a scatti, che non vedremo mai in una nave reale.
Premesso che non ho una soluzione, né credo questa esista, la mia è solo una curiosità scientifica.
L’unica soluzione che vedo è quella di riprendere il modello in navigazione e riprodurlo al rallentatore, cosa che credo facciano nei film quando utilizzano modellini reali e non 3D dove ormai fanno di tutto e di più.

Naturalmente la prima cosa che ho fatto è cercare in rete se qualcun altro si era posto lo stesso quesito, ma non ho trovato assolutamente nulla, cosa ben strana.
O non ho cercato bene, o non interessa quasi nessuno.
Allora ho pensato di scrivere questo post, magari qualcun altro conosce la spiegazione o dove andare a leggerla.
Nel frattempo ho fatto la mia ipotesi.

Poiché le leggi della fisica sono necessariamente le stesse, sia per una imbarcazione di 1 mt che per una di 100, è proprio da qui che bisogna partire per capire come il cambiamento di scala può intervenire.
Prendiamo un movimento semplice come il beccheggio. Ad un certo punto la prua si trova in alto rispetto alla condizione di equilibrio e per forza di gravità “cade giù”.

Perché nel modellino la prua sembra presa dal Parkinson e oscilla su e giù velocemente e una nave no?

La prima risposta che mi è venuta in mente è che la viscosità dell’acqua che dovrebbe frenare questo moto non subisce la variazione di scala, ma la risposta non mi ha convinto affatto.
Allora ho fatto un altro esperimento (teorico) sul mio (ipotetico) modellino da 1 mt scala 1:100
Ipotizziamo che lo abbia realizzato in modo così accurato che è indistinguibile dalla nave reale.
Se faccio una foto al modellino e una alla nave reale, che galleggiano su dell’acqua assolutamente piatta, piena bonaccia, e poi guardo le foto non ho modo di accorgermi quale sia il modello e quale no.
Poi prendo il modello e lo tengo sospeso a 1 mt dall’acqua con dei fili invisibili, accendo la telecamera e riprendo modello e superfice dell’acqua. Poi chiamo Superman e gli faccio fare la stessa cosa con la nave reale. Se la nave reale è sospesa a 100 mt sulla superfice dell’acqua le due riprese saranno ancora identiche, senza possibilità di distinguere il modello dalla nave.
Se mi avete seguito fin qui adesso viene il bello:

Faccio le due riprese quando lascio andare rispettivamente il modellino e la nave.
Galileo e Newton ci dicono che l’accelerazione di gravità è identica per tutti i corpi, in particolare per corpi della stessa forma non interviene neanche una variazione dovuta all’attrito dell’aria.
Sulla superfice terrestre l’accelerazione di gravità è pari a
g = 9,8 m/s2
Se chiamiamo s la distanza dalla superfice dell’acqua, il tempo si calcola in questo modo:
t = √ 2s/g
Vediamo quanto impiega il modellino a toccare l’acqua (a meno dell’attrito dell’aria)
t = √ 2/9,8 = 0,45 secondi
per la nave:
t = √ 200/9,8 = 20,4 secondi

Quindi se finora non riuscivo a distinguere la nave reale dal modello, nei due filmati quello che vediamo è totalmente diverso e tutti capirebbero subito qual è il modello e quale la nave.

Giulio,

... Poiché le leggi della fisica sono necessariamente le stesse, sia per una imbarcazione di 1 mt che per una di 100, è proprio da qui che bisogna partire per capire come il cambiamento di scala può intervenire...

Secondo il mio modesto parere direi che è una questione di massa;per l'acqua è sempre la stessa, ma per il modello e la nave vera la differenza è proprio tanta ...
Quì, guarda il caso, rimetto in ballo il mio giocattolo.
Ho scelto di fare una imbarcazione particolare che tra le varie manovre che gli vorrei far fare c'è anche quella di frangere le onde anche importanti;
ora se io facessi un modello piccolo e leggero l'onda nella migliore delle ipotesi la cavalcherà mentre nella peggiore verrà travolto,
al contrario un modello da un metro e mezzo di lunghezza ed un peso 17-18Kg l'onda la frangerà ed il risultato sarà molto più realistico.

... Ma oltre la velocità c’è un altro aspetto nella navigazione dei modelli che spesso ci sembra innaturale: ossia quei movimenti bruschi, a scatti, che non vedremo mai in una nave reale ...

questo problema è molto più semplice da risolvere, il problema stà nel pilota, si nota spesso (sempre) che qualunque modello si faccia naviga sempre come un motoscafo!!! E' una questione di pollici (dita) e di tarature, il minimo che si può fare per minimizzare il dito nervosetto è quello di tarare il regolatore in modo che al massimo di stik si abbia la velocità massima del modello cosicché anche se lo spingo tutto avanti il modello comunque va piano,
un limitatore in pratica. Limitare la velocità.
Lo stesso si può fare per il timone intervenendo sui tempi di reazione del servo.

p.s. il modello che ho scelto non è un rimorchiatore

Effettivamente il problema che hai sollevato esiste, sono pochi i filmati che mostrano modelli in scala RC che hanno una navigazione realistica ed è un vero peccato.
Tu e Marco avete detto tutto, posso aggiungere solo pareri da profano.
Della velocità non credo ci sia altro da aggiungere a quanto già detto. Le virate irrealistiche sono diretta conseguenza della velocità penso, e riconducibili in massima parte a questo problema ma anche ad un sovradimensionamento del timone, sebbene non sempre.
Un altro fattore molto evidente, credo siano le onde che sarà impossibile riprodurre come quelle del mare, nonchè il rapporto fra le dimensioni di queste ultime e la nave che le fende.
L'occhio e la mente fanno automaticamente un computo di tutti questi fattori, a cui vanno aggiunti elementi che non sono strettamente legati alla navigazione.
Spesso il diretto confronto con persone o altri oggetti inanimati, fanno subito capire al cervello che stiamo guardando un oggetto in scala.

Se uno fosse bravo nelle riprese (non è il mio caso) e nella post elaborazione, molti difetti si maschererebbero.

Marco ha scritto:...al contrario un modello da un metro e mezzo di lunghezza ed un peso 17-18Kg l'onda la frangerà ed il risultato sarà molto più realistico.

E allora se ne fai uno di due metri e 30 Kg di peso sarà ancora più realistico, perchè riduci la scala. Non può essere questa la soluzione.
Per quanto riguarda le altre considerazioni riguardo la velocità eccessiva e le virate brusche sono d'accodo che si può fare molto, ma non intaccano se non di striscio il problema delle microaccelerazioni repentine che ha un modello in fase di beccheggio e soprattutto di rollio. Se si eliminano del tutto con una guida molto dolce sarebbe comunque innaturale un natante che non cambia mai assetto.

Alessandro ha scritto:L'occhio e la mente fanno automaticamente un computo di tutti questi fattori, a cui vanno aggiunti elementi che non sono strettamente legati alla navigazione.
Spesso il diretto confronto con persone o altri oggetti inanimati, fanno subito capire al cervello che stiamo guardando un oggetto in scala.

Questo è verissimo, quante volte abbiamo guardato ammirati un bel modello in navigazione, e poi di colpo ti spunta un bambino sulla riva e ti sembra un pugno nello stomaco.
Nel fare i video, o a tagliarli questo è un aspetto essenziale.

In ogni caso, quando questo periodaccio sarà finito e farò il varo del mio modello, voglio fare un po' di esperimenti:
Un video con tutte le accortezze segnalate da Marco, e un altro ad andatura motoscafo da rivedere al rallentatore, se la mia videocamera lo permette.

Sono sempre più convinto che il cambiamento di scala che accelera tutti i movimenti del modello e dell'acqua sia il maggiore responsabile di una visione innaturale. Ma ci vorrà del tempo.

non ho formule,
mi baso solo su un semplice ragionamento:
mi chiedo se comunque rispetto alla forza cinetica di onde anche piccole che vengono generate dal mare un oggetto di anche una ventina di kg non possa non frangiflutterle ma essere inevitabilmente in balia di esse,
tutto questo basandomi sull'esperienza di bagnante al mare
in fondo basta osservare una persona che galleggia nei pressi della riva per le ferie di ferragosto
penso che come dice Marco la massa sia fondamentale (sicuramente, in seconda battuta, anche la spinta propulsiva dell'elica e la sua grandezza, che comunque va dimensionata) e che quindi sia necessaria una massa decisamente consistente per padroneggiare la navigazione:
non so se si ha presente la massa che ha un'onda anche lieve ma soprattutto l'energia che produce,
sono sicuro che in qualunque modello (a parte condizioni di mare/lago piatto) sia pressoché impossibile farlo,
è proprio il dislocamento ed anche il fattore di forma la soluzione, come si può vedere anche nel naviglio reale,
un parere modesto il mio,
ma cos'è un forum se non si partecipa alla discussione con i propri mezzi,
a presto

Sì, ma questi modelli naviganti generalmente non navigano nell'oceano in tempesta con mare forza 9, vengono fatti navigare in laghetti o in vasche con acqua profonda non più di un metro al massimo, dove l'acqua è ferma e le uniche onde sono generate proprio dal modello, ma sono di così lieve entità da dissolversi subito.

Guarda il video del modello fluviale di Giulio Meo Colombo "Il King of Mississipi" che naviga con motore a vapore, e vedi un po' se produce cavalloni:

Walkyrja ha scritto:Sì, ma questi modelli naviganti generalmente non navigano nell'oceano in tempesta con mare forza 9, vengono fatti navigare in laghetti o in vasche con acqua profonda non più di un metro al massimo, dove l'acqua è ferma e le uniche onde sono generate proprio dal modello, ma sono di così lieve entità da dissolversi subito. Guarda il video del modello fluviale di Giulio Meo Colombo "Il King of Mississipi" che naviga con motore a vapore, e vedi un po' se produce cavalloni

scusa Giulia ma mi pare di ricordare di aver visto qualche anno fa, in un grande lago del Nord Italia, una competizione di modelli a vela e modelli off-shore a motore.
da qui, probabilmente, il malinteso.
tuttavia se le cose stanno così, per le uniche onde che ci sono, che sono quelle generate dal modello, non vedo però quale sia il problema, non credo che possano inficiare negativamente sulla navigazione, mentre adesso mi è chiaro quale ruolo importante possa avere la reattività di un timone sulla navigazione di un modello.
comunque secondo me i discorsi dei ragazzi si rifacevano a condizioni accettabili di navigazione in mare/lago, comunque una lieve brezza, altrimenti certi calcoli non avrebbero avuto senso,
ovviamente da inesperto posso sbagliarmi eccome,
un saluto,

Giulio,
direi proprio di si, più ti avvicini allo 1:1 e più ottieni realismo, il problema è la molecola dell'acqua che sempre quella è sia in 1:1 che ad 1:100 e così via,
una goccia su un 1:1 è una goccia naturale, la stessa goccia (poiché non modificabile) su un 1:100 è un semisferoide trasparente poggiato sul ponte come ad essere quasi un blob.

Ciao a tutti, direi che la navigazione di un qualunque modello, non potrà mai avvicinarsi più di tanto alla realtà, a meno di costruirlo in scale assurde, quindi tanto vale rassegnarsi.

... direi che la navigazione di un qualunque modello, non potrà mai avvicinarsi più di tanto alla realtà, a meno di costruirlo in scale assurde, quindi tanto vale rassegnarsi ...

eh già Claudio, hai colpito nel segno ...