ES2224592T3 - Obra viva de un casco de embarcacion. - Google Patents
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Abstract
Casco de embarcación en cuya parte inferior está previsto por lo menos un cuerpo de desplazamiento (1) longitudinal, simétrico al eje longitudinal de la embarcación, al que por lo menos a ambos costados longitudinales, y eventualmente todo alrededor, se les agregan unas superficies de deslizamiento (2), y la cantidad de agua desplazada por el cuerpo de desplazamiento corresponde, en cuanto al peso, esencialmente al peso total de la embarcación, de tal modo que las superficies de deslizamiento (2) están dispuestas esencialmente horizontales y en o en las proximidades de la superficie del agua, caracterizado porque las superficies de deslizamiento (2) en la dirección longitudinal y eventualmente también en la dirección transversal del casco de la embarcación están configuradas de forma ondulada, de tal modo que la ondulación de las superficies de deslizamiento (2) está desplazada aproximadamente 180º respecto de las olas propias generadas por el cuerpo de desplazamiento (1), de modo que las olas propias del cuerpo de desplazamiento (1), se eliminan prácticamente durante la navegación a través del agua.
Description
Obra viva de un casco de embarcación.
La presente invención se refiere a un casco de
embarcación, en cuya parte inferior está previsto por lo menos un
cuerpo de desplazamiento simétrico orientado longitudinalmente
respecto al eje longitudinal de la embarcación, a la cual se agregan
por lo menos a ambos costados longitudinales, y eventualmente todo
alrededor, unas superficies de deslizamiento, y la cantidad de agua
desplazada por el cuerpo de desplazamiento corresponde, en cuanto al
peso, esencialmente al peso total de la embarcación, de tal modo que
las superficies de deslizamiento están dispuestas en posición
esencialmente horizontal y al nivel o en las proximidades de la
superficie de agua.
En un casco de embarcación del tipo
anteriormente mencionado ya es conocido (US 3.698.342 A) configurar
las superficies de deslizamiento como superficies planas. Pero con
ello, durante la navegación de la embarcación a través del agua se
produce en esencia la formación de olas de corriente, sin que se
alcance un efecto especial.
La formación de olas no solamente absorbe energía
de accionamiento, sino que cuando la embarcación navega por una zona
edificada se producen perjuicios en los cimientos. Si se trata en
este caso de edificios, se presentan en éstos los conocidos daños
(Venecia).
Uno de los objetivos de la presente invención es
remediar este problema. Esto se consigue con un casco de embarcación
del tipo mencionado al principio, cuando, según la presente
invención, las superficies de deslizamiento, en la dirección
longitudinal y eventualmente también en la dirección transversal del
casco de la embarcación están configuradas de forma ondulada, y aquí
la ondulación de las superficies de deslizamiento está desplazada
aproximadamente 180º con respecto a las olas propias generadas por
el cuerpo de desplazamiento, de tal modo que las olas propias del
cuerpo de desplazamiento prácticamente se eliminan durante la
navegación a través del agua.
Gracias a la estructuración según la presente
invención de las superficies de deslizamiento del casco de la
embarcación se logra disminuir o eliminar, respectivamente, la
formación de olas y con ello los inconvenientes a ello atribuibles.
Particularmente se logra un considerable ahorro de energía para el
conjunto de la embarcación.
Aquí hay que tener en cuenta que durante la
navegación de una embarcación a través de aguas tranquilas, ésta
tiene que vencer esencialmente tres fuerzas opuestas. La menor de
ellas es la resistencia del viento, considerablemente más fuerte es
la resistencia al rozamiento de la superficie bajo el agua, y la
fuerza más importante es la resistencia a la forma, que viene
impuesta por la correspondiente configuración de la parte sumergida
del casco de la embarcación. Esta resistencia a la forma o
resistencia residual se compone de la resistencia de las olas, la
resistencia a la presión y la resistencia inducida, de las cuales
esta última viene condicionada por la deriva y es de escasa
magnitud.
Un casco de embarcación que se desplaza en lugar
de deslizarse durante su navegación a través del agua forma, como ya
es sabido, olas, cuya generación cuesta energía. La longitud de las
olas es aquí a pequeña velocidad primeramente pequeña (la mayoría de
las veces bien visible en la borda de la embarcación) y aumenta con
la velocidad hasta que termina equiparándose a la longitud de la
línea de flotación de la embarcación. A longitudes de onda todavía
mayores, la resistencia al avance de un cuerpo de desplazamiento
aumenta enormemente.
La presente invención se basa en la siguiente
idea: el casco de la embarcación debe consistir en primer lugar en
una parte de forma lo más aerodinámica posible orientada
longitudinalmente, sin tener en consideración la anchura deseada de
la embarcación, que en sí presenta ya una resistencia pequeña, y
cuyo volumen corresponde al desplazamiento total de la embarcación.
En la línea de flotación de la embarcación, o en sus proximidades, a
este cuerpo de desplazamiento se le acoplan a izquierda y a derecha,
y también algo hacia delante y hacia atrás, unas superficies de
deslizamiento esencialmente horizontales.
En los bordes exteriores pueden encontrarse unos
nervios que, en comparación con la profundidad del cuerpo de
desplazamiento, son estrechos y paralelos, dispuestos verticalmente
hacia abajo.
Naturalmente, el casco por debajo de la
superficie del agua puede estar constituido por varios de tales
cuerpos de desplazamiento, entre los cuales y en los bordes
exteriores de éstos están dispuestas las superficies de
desplazamiento.
Si se considera el cuerpo de desplazamiento en sí
mismo, es decir, sin las superficies de deslizamiento, durante la
navegación a través del agua, entonces, según la velocidad, forma
unas olas de una longitud determinada. Ahora, según la presente
invención, las superficies de deslizamiento adyacentes están
formadas onduladas en la dirección longitudinal y eventualmente en
la dirección transversal, de tal modo que a través de su influencia,
las olas del cuerpo de desplazamiento se eliminan y tampoco se
originan ya más olas.
Unos ensayos de remolque con modelos de
embarcación configurados según la presente invención mostraron por
ejemplo, que una ondulación de las superficies de deslizamiento sólo
insignificantemente profunda, frente a la profundidad del cuerpo de
desplazamiento, la cual está desplazada en dirección longitudinal
aproximadamente 180º respecto a las olas propias del cuerpo de
desplazamiento, proporciona resultados favorables en el sentido del
planteamiento del problema según la presente invención. Cálculos
posteriores por extrapolación de tests de remolque con tres modelos
diferentes de embarcaciones de correspondiente tamaño, las cuales
tienen todos 14 m de longitud y 4,5 m de anchura y poseen 21
toneladas de desplazamiento, han dado por resultado, con una
velocidad de navegación de 25 km por hora, las siguientes potencias
de remolque necesarias:
Embarcación configurada según la presente invención | |
(Embarcación provista de casco DG) | 111 kW |
Embarcación de casco volante corriente | 197 kW |
Embarcación de casco sumergido corriente | 245 kW |
Muchas embarcaciones no deportivas (embarcaciones
de pesca, etc.) se desplazan normalmente dentro de gamas alrededor
de esta velocidad.
La configuración del casco de la embarcación
según la presente invención presenta, conforme a su naturaleza,
frente a casi todas las formas de embarcación convencionales una
mayor superficie y en consecuencia una resistencia a la fricción
superior. A pesar de ello, la resistencia total es mucho más
reducida, con lo cual se puede alcanzar un ahorro en energía de
accionamiento.
Para reducir la resistencia a la fricción se
pueden tomar adicionalmente las siguientes medidas.
Como se ha expuesto, en los bordes laterales
paralelos de la parte sumergida del casco de la embarcación están
montados unos nervios longitudinales, estrechos y en posición
vertical, que se sumergen levemente en el agua, y evitan así
salpicaduras de agua laterales aumentando la estabilidad de curso de
la embarcación. Mediante ello también resulta posible prever una
insuflación enfocada de aire comprimido mediante unas toberas que
están dispuestas en la parte delantera de las superficies de
deslizamiento, para disminuir así su resistencia a la fricción
mediante desprendimiento de la capa límite de agua adherida a las
superficies de deslizamiento del casco.
Resumiendo, gracias a la presente invención se
obtienen frente a todas las actuales formas, debajo de la superficie
del agua de embarcaciones, las siguientes ventajas:
- 1.
- Resistencia total considerablemente inferior en la navegación a través del agua, en todas las gamas de velocidad, frente a las embarcaciones de desplazamiento convencionales.
- 2.
- Resistencia total considerablemente inferior en la navegación a través del agua frente a embarcaciones deslizantes convencionales, en la gama de velocidad antes del deslizamiento.
- 3.
- Ausencia casi total de la formación de olas en la navegación a través del agua, protección de las orillas y de los edificios junto al agua, como por ejemplo en Venecia.
En una configuración particular del casco de la
embarcación según la presente invención, para compensar las
fluctuaciones de peso de la embarcación ésta puede estar provista de
tanques de compensación.
A continuación se explica más detalladamente la
presente invención basándose en los dibujos. En los dibujos, las
figuras muestran:
La Fig. 1, una representación en perspectiva de
un casco de embarcación según la presente invención en vista
lateral,
La Fig. 2, la misma, pero perspectivamente desde
el frente,
La Fig. 3, ésta en vista desde abajo,
La Fig. 4, en vista lateral,
La Fig. 5, una vista en sección a lo largo de
línea X-Y en la figura 4,
La Fig. 6, una vista en sección longitudinal a
través de un cuerpo de desplazamiento con la formación de olas
generada,
La Fig. 7, una vista en planta del cuerpo de
desplazamiento de la figura 6,
La Fig. 8, una vista en sección longitudinal a
través de un casco de embarcación provisto de cuerpo de
desplazamiento, y
La Fig. 9, una vista desde abajo del casco de
embarcación provisto de cuerpo de desplazamiento de la figura 8,
provisto de superficies de deslizamiento laterales.
En los dibujos, la referencia numérica 1 designa
el cuerpo de desplazamiento. A éste se le adjuntan lateralmente unas
superficies de deslizamiento 2 provistas de ondulaciones en sentido
longitudinal y/o transversal, y la configuración en forma ondulada
en sentido longitudinal en la que se puede reconocer más claramente
es en la representación con líneas de trazos de las figuras 4 y 8.
Eventualmente, hacia el exterior, cualquier superficie de
deslizamiento 2 puede convertirse en unas bandas de deslizamiento 3,
configuradas mediante superficies planas. Eventualmente, del borde
exterior de las bandas de deslizamiento 3 pueden también sobresalir
hacia abajo unos nervios 4, cuya altura h1 es aproximadamente igual
a la amplitud de la ondulación h2 de las superficies laterales de
deslizamiento 2. En el dibujo, la referencia numérica 5 designa la
línea de flotación y la flecha P la dirección de navegación. Entre
los nervios 4 y el cuerpo de desplazamiento 1 se forman debajo de la
línea de flotación, lateralmente y hacia arriba, unas cámaras
longitudinales cerradas, en las que en la parte delantera se puede
insuflar a través de unas toberas aire a presión, que entonces,
durante la navegación a través del agua, se mantiene a través de
toda la longitud de la embarcación y mediante la separación de la
capa límite disminuye el rozamiento. Las superficies de
deslizamiento 2 y 3 deben quedar dispuestas, en la medida de lo
posible, en la superficie del agua, lo cual en caso necesario se
puede asegurar con la ayuda de tanques de compensación.
En las figuras 6 y 7 está representado únicamente
el cuerpo de desplazamiento 1 del casco, por debajo de la línea de
flotación, con el esquema de las olas generadas por el cuerpo de
desplazamiento 1 durante la navegación (sentido de marcha P) a
través del agua, y en la figura 6 se representa en sección
longitudinal la ola natural 6. Una primera cresta de ola 7 discurre
frente al eje longitudinal del casco por debajo de la superficie del
agua bajo un ángulo \alpha (Figura 7) separándose inclinada hacia
el exterior y hacia atrás. Después de un seno de la ola 8, está
representada como ejemplo una segunda cresta de ola 9 que se le
agrega.
En las figuras 8 y 9 está representado el casco
por debajo de la línea de flotación con el cuerpo de desplazamiento
1 y las superficies de deslizamiento 2. Las dos superficies de
deslizamiento 2, a ambos lados del cuerpo de desplazamiento 1,
presentan unas ondulaciones abombadas 10 y 11 en aquellos puntos en
los cuales las crestas de ola 7' ó 9', respectivamente, son
generadas por el cuerpo de desplazamiento 1, de modo que están
configuradas opuestas o desplazadas 180º en dirección longitudinal.
En la dirección transversal, la ondulación de las superficies de
deslizamiento 2 sigue el ángulo \alpha. Gracias a esta
configuración de las superficies de deslizamiento 2 se impide en
gran medida la formación de olas.
Claims (2)
1. Casco de embarcación en cuya parte inferior
está previsto por lo menos un cuerpo de desplazamiento (1)
longitudinal, simétrico al eje longitudinal de la embarcación, al
que por lo menos a ambos costados longitudinales, y eventualmente
todo alrededor, se les agregan unas superficies de deslizamiento
(2), y la cantidad de agua desplazada por el cuerpo de
desplazamiento corresponde, en cuanto al peso, esencialmente al peso
total de la embarcación, de tal modo que las superficies de
deslizamiento (2) están dispuestas esencialmente horizontales y en o
en las proximidades de la superficie del agua, caracterizado
porque las superficies de deslizamiento (2) en la dirección
longitudinal y eventualmente también en la dirección transversal del
casco de la embarcación están configuradas de forma ondulada, de tal
modo que la ondulación de las superficies de deslizamiento (2) está
desplazada aproximadamente 180º respecto de las olas propias
generadas por el cuerpo de desplazamiento (1), de modo que las olas
propias del cuerpo de desplazamiento (1), se eliminan prácticamente
durante la navegación a través del agua.
2. Casco de embarcación según la reivindicación
1, caracterizado porque el casco de la embarcación está
provisto de tanques de compensación para compensar las oscilaciones
de peso de la embarcación.
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