ES2295966T3 - Carena planeadora. - Google Patents

Abstract

Carena planeadora que incluye un fondo de casco (1) y un costado (2) delimitados por dos pantoques (3) y que presenta una parte delantera (7) y una parte trasera (8), estando desfasadas la parte delantera (7) y la parte trasera (8) la una con respecto a la otra al nivel de un resalto (6) en forma de V cuya punta está orientada hacia la proa, presentando esta carena una línea de quilla (5) y estando caracterizada porque el resalto (6) presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques (3) y porque en la parte trasera (8) se han dispuesto dos patines laterales (11) afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco (1) en la proximidad de un pantoque (3) y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque (3) correspondiente.

Description

Carena planeadora.

La invención se refiere de una manera general a las carenas, en particular, pero no exclusivamente para embarcaciones marítimas.

Se refiere más concretamente a una carena de barco cuyas formas se optimizan con el fin de mejorar el comportamiento y/o la velocidad y/o el rendimiento del barco.

La forma de una carena es, en efecto, un elemento esencial que determina una gran parte del comportamiento del barco a en parada y en marcha. Una de las principales preocupaciones de este ámbito técnico, es diseñar carenas que minimizan las fuerzas de fricción del agua bajo el casco para mejorar el rendimiento y/o la velocidad de un barco.

Ya se conocen carenas de barco cuyos elementos constitutivos se diseñaron para reducir el fenómeno de la aspiración del agua sobre la carena y para reducir la superficie mojada, de manera que se reduzcan los rozamientos y la resistencia hidrodinámica. Para llegar a ello, uno de los métodos conocidos es formar sobre la carena uno o más desniveles llamados "resaltos" ("steps" en inglés).

Así, Eugène P. Clement y Joseph G. Koelbel. Jr. en un artículo titulado "Effects of Step Design on the Performance of Planing Motorboats", 4th blennal power boat symposium. SE section SNAM de febrero de 1991. ("Efectos de los resaltos sobre las prestaciones de los barcos planeadores a motor", 4º simposio bienal de barcos a motor, Sección SE de la SNAM), estudian la manera en que distintos tipos de resaltos permiten la reducción buscada de la fricción y permiten a los barcos "planear", es decir, deslizarse en la superficie del agua en lugar de penetraren la misma. El artículo de los señores Clement y Koelbel Jr. trata, en particular, de un buque torpedero inglés, el "Thornycroft CMB", que data de 1915-1918.

Ha aparecido otro artículo titulado "Aerodynamic and hydrodynamic aspects of high-speed wáter surface craft" ("comportamiento aerodinámico e hidrodinámico de embarcaciones flotantes destinadas a alcanzar grandes velocidades") firmado por el Dr. R.K. Nangla en el "Aeronautical Journal" ("Diario Aeronáutico" de junio/julio de 1987. Este artículo trata de distintos diseños de carenas destinados a minimizar la superficie mojada para alcanzar altas velocidades.

Estos artículos ponen de manifiesto el principio de que desde hace mucho tiempo se conoce una carena que implica uno o varios desniveles formados por resaltos. Este principio sin embargo sólo se aplicó hasta ahora en buques cuyo nivel de comodidad no es un criterio esencial de su diseño, como los barcos de carreras o los buques militares.

Sin embargo, se encuentran en el comercio barcos de recreo a motor cuya carena presenta resaltos. Del mismo modo, estos barcos se diseñan en general para una utilización deportiva y no para ser cómodos. En efecto, se les conoce por "repiquetear" sobre el agua, al paso de las olas y tienden a virar a plano, sometiendo por lo tanto a los pasajeros a los efectos nocivos de la fuerza centrífuga.

Igualmente se conoce a partir del documento EEUU 5 140 930 una carena de barco que posee una cavidad de forma rectangular sobre su parte de popa, actuando esta cavidad a la manera de un resalto para provocar un desprendimiento del fluido con respecto a la carena. Esta cavidad se limita en anchura de modo que dos flotadores longitudinales puedan correr de proa a popa de la carena, a manera de un catamarán.

Además se conoce a partir del documento EEUU 3 547 064 una carena de barco que incluye un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa.

Finalmente, se conoce a partir del documento EEUU 6216 622 una carena de barco que incluye igualmente un resalto en forma de V orientado hacia proa y que incluye además dos pares de flotadores longitudinales que se extienden entre el cuadro posterior de la carena y el resalto en forma de V.

La invención pretende mejorar este tipo de carena proponiendo una carena planeadora destinada a minimizar el rozamiento del agua bajo el casco gracias a un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa, procurando al mismo tiempo un comportamiento más flexible, más cómodo y más seguro del barco.

A tal efecto y según un aspecto, la invención contempla una carena planeadora que incluye un fondo de casco y un costado delimitados por dos pantoques y que presenta una parte delantera y una parte trasera, estando desfasadas la parte delantera y la parte trasera la una con respecto a la otra al nivel de un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa, presentando esta carena una línea de quilla y estando caracterizada porque el resalto presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques y porque en la parte trasera se han dispuesto dos patines laterales afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco en la proximidad de un pantoque y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque correspondiente.

Según otro aspecto, la invención contempla una carena planeadora que incluye un fondo de casco y un costado delimitados por dos pantoques y que presenta una parte delantera y una parte trasera, estando desfasadas la parte delantera y la parte trasera la una con respecto a la otra al nivel de un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa, presentando esta carena una línea de quilla y estando caracterizada porque el resalto presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques y los pantoques incluyen cada uno una entalla en la prolongación del resalto; y porque en la parte trasera se han dispuesto dos patines laterales afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco en la proximidad de un pantoque y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque correspondiente, extendiéndose cada patín desde el extremo posterior de la carena hasta el nivel de dichas entallas.

Según otro aspecto, la invención contempla una carena planeadora que incluye un fondo de casco y un costado delimitados por dos pantoques y que presenta una parte delantera y una parte trasera, estando desfasadas la parte delantera y la parte trasera la una con respecto a la otra al nivel de un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa, presentando esta carena una línea de quilla y estando caracterizada porque el resalto presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques; y porque en la parte trasera se han dispuesto dos patines laterales afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco en la proximidad de un pantoque y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque correspondiente, presentando cada patín un diedro negativo.

Puede proporcionarse un espacio de flujo entre el resalto y cada uno de los patines. El flujo puede, por otro lado, desembocar al lado de cada uno de los patines, sobre una entalla practicada en el pantoque correspondiente.

Según otro aspecto, la invención contempla una carena planeadora que incluye un fondo de casco y un costado delimitados por dos pantoques y que presenta una parte delantera y una parte trasera, estando desfasadas la parte delantera y la parte trasera la una con respecto a la otra al nivel de un resalto en forma de V cuya punta está orientada hacia proa, presentando esta carena una línea de quilla y estando caracterizada porque el resalto presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques y los pantoques incluyen cada uno una entalla en la prolongación del resalto; y porque en la parte trasera se han dispuesto dos patines laterales afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco en la proximidad de un pantoque y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque correspondiente, presentando cada patín un diedro negativo que se extiende desde el extremo posterior de la carena hasta el nivel de dichas entallas.

Una carena de este tipo se beneficia de las ventajas obtenidas por un resalto en V, tales como han sido expuestas anteriormente, reduciendo al mismo tiempo en gran medida los inconvenientes que tienen su origen en este mismo resalto, es decir, la inestabilidad, la falta de comodidad, e incluso el bajo nivel de seguridad. Además, como se expone a continuación, una carena de este tipo posee un elevado rendimiento, es decir para un caso de cargamento idéntico, puede aplicar una motorización menos potente que otros carenas de la técnica anterior, en particular, las comercializadas en la fecha de depósito de la solicitud de patente.

En efecto este resalto, que presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre dos pantoques de la carena, presenta una ventaja según la cual la superficie mojada de la carena guarda una forma de espiga cualquiera que sea la velocidad del barco, guardando por otra parte esta forma de espiga una envergadura importante, aun cuando disminuya ligeramente con la velocidad.

De ello se deduce que la prolongación de la superficie mojada aumenta, lo que tiene como efecto reducir la resistencia hidrodinámica en presión. Otras ventajas vinculadas al resalto se expondrán a continuación con el apoyo de los dibujos.

Además, los patines permiten estabilizar el barco en cabeceo, tal como se expondrá más adelante.

Del mismo modo que un cajón puesto sobre el fondo de la carena, el patín forma una reserva de flotabilidad que favorece el equilibrio del barco en parada y a las bajas velocidades en cuanto al cabeceo.

Finalmente, cuando, de acuerdo con uno de los aspectos de la invención, los patines presentan un diedro negativo, el comportamiento del barco se estabiliza en balanceo, al crearse un par de hundimiento hacia el interior del viraje, lo cual permite crear una componente de fuerza que se opone a la fuerza centrífuga que sufren los pasajeros. Por lo tanto, se evitan los inconvenientes de una carena que presenta sólo un simple resalto, que como se ha recordado anteriormente, tiende a virar a plano.

En efecto, la superficie portante del patín interior actúa en cierto modo como una deriva. lo que estabiliza el barco en su viraje.

Los efectos del diedro negativo se harán explícitos más adelante, en la descripción que va a efectuarse con la ayuda de los dibujos.

Según una característica preferida, la carena incluye un resalto suplementario dispuesto en la parte de popa del fondo de casco. Este resalto suplementario puede tener una forma de V cuya punta se orienta hacia la proa y cuya envergadura se extiende entre los dos patines.

Este resalto suplementario prosigue la acción del resalto principal causando también un desprendimiento del fluido de la carena. En el caso de un barco mayor, pueden estar previstos varios resaltos suplementarios más.

Según otra característica preferida, la parte posterior presenta una forma, tomada en corte transversal, que implica una porción en V cada rama de la cual se conecta al patín por una porción curva de retorno orientada hacia abajo, denominándose esta forma por conveniencia "de ala de gaviota", de manera que se crea una superficie cuya curvatura dificulta el reacoplamiento del fluido sobre la parte posterior de la carena, después del resalto.

Por otra parte, cada una de las entallas practicadas en los pantoques puede estar delimitada por una primera superficie transversal al pantoque respectivo y por una segunda superficie curva de conexión a la porción del pantoque contigua a la parte de popa de la carena, estando dispuesta la primera superficie en frente del desfase causado por el resalto entre las partes anterior y posterior de la carena. Se favorece así la función de evacuación del fluido en sobrepresión que circula a lo largo del resalto.

La altura del desfase causado por el resalto puede ser mayor cerca de la punta de la V que en la proximidad de los pantoques, con el fin de hacer bajar aún más el fluido hacia abajo, al nivel de los pantoques.

Según una característica preferida, cada uno de los patines se sitúa en la separación del pantoque a lo largo del cual está dispuesto, de manera que forma una superficie transversal al costado de la carena entre el patín y el costado. Así pues, la cara exterior de los patines no está en la prolongación del costado de la carena. El fondo del pantoque corre en esta zona, de manera que hace bajar el fluido hacia abajo e impide la formación de venas de agua que llegarían a mojar el costado. Se impide así que el fluido se reacople a lo largo del costado a altas velocidades y disminuye por tanto la resistencia hidrodinámica y los rozamientos. Se protegen así los flancos del costado.

Una característica especialmente ventajosa en algunos casos se refiere al fondo de casco que puede estar provisto de al menos un orificio de inducción de aire, practicado en este fondo de casco, estando conectado este orificio a unos conductos de aire. El orificio de inducción de aire puede estar dispuesto en la parte de popa de la carena, al nivel de la punta de la V del resalto. Los conductos de aire pueden incluir además al menos una toma de aire dispuesta en el costado de la carena y conectan la toma de aire al orificio de inducción de aire.

Se crea así un cojín de aire sobre el fondo del casco, que viene a acentuar el fenómeno de ventilación ya producido por el resalto y que impide todo reacoplamiento del fluido.

El resalto puede también presentar un radio en la punta de la V, de tal modo que atrape el remolino que se forma en la misma. Con un radio de este tipo, el remolino se acelera, y provoca una depresión que se acentúa para aspirar aún más y autoalimentar el remolino, lo cual va a acentuar el fenómeno de ventilación buscado. Este radio de curvatura puede tener un valor de cerca de la mitad de la altura del resalto.

Por razones de eficacia y conveniencia de realización, pueden contemplarse las medidas siguientes, independientemente las unas de las otras:

-

el ángulo formado por la V del resalto es del orden de 60 grados a 120 grados;

-

la línea de quilla incluye dos porciones que corresponden a las dos partes de la carena situadas a una y a otra parte del resalto, formando estas dos porciones de la línea de quilla entre sí un ángulo comprendido entre 0 y 3 grados.

-

la línea de quilla incluye también una porción situada detrás del resalto suplementario, formando esta porción un ángulo comprendido entre 0 y 6 grados con la porción de la línea de quilla situada delante del resalto;

-

la carena incluye además unas tracas longitudinales sobre su parte delantera.

Otras características y ventajas de la invención aparecen a la luz de la descripción siguiente de un método de realización preferido dado a título de ejemplo no limitativo, descripción hecha tomando como referencia los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de una carena según la invención, estando la carena al revés con relación a su modo normal de funcionamiento, la parte visible es aquí la parte de la carena destinada a entrar en contacto con el agua;

- la figura 2 es una vista en perspectiva de la parte inferior de la carena de la figura 1 en una posición normal de utilización;

- las figuras 3 y 4 son respectivamente unas vistas de lado y unas vistas desde la parte inferior de la carena de la figura 1;

- la figura 5 es una vista de frente de la carena de la figura 1;

- las figuras 6, 7, 8 y 9 son vistas del perfil de la carena según, respectivamente, los cortes VI-VI, VII-VII, VIII-VIII, IX-IX de la figura 4;

- las figuras 10 y 11 son unas vistas similares a la de la figura 4, estando aquí representada la superficie rayada con trazos, respectivamente a una velocidad de veinticinco nudos y de treinta nudos;

- la figura 12 es una vista similar a la de la figura 5, estando aquí la carena en viraje inclinada con relación a la horizontal;

- la figura 13 es una vista similar a la de las figuras 10 y 11, representando la superficie mojada cuando la carena está en viraje;

- las figuras 14 y 15 corresponden respectivamente a las figuras 1 y 5 e ilustran otro modo preferido de realización de la invención.

Las figuras 1 a 13 se refieren a una carena de barco únicamente. Esta carena está destinada a recibir un puente así como todas las disposiciones clásicas constitutivas de un barco.

Esta carena puede realizarse en cualquier material compuesto generalmente empleado en este ámbito, o según cualquier otro tipo de construcción apropiada.

Puesto que las operaciones y medios necesarios para la construcción del barco son conocidos para el experto en la técnica, no serán expuestos con aquí más detalle, siendo descritos a continuación solamente los elementos que constituyen la carena.

Las figuras 1 y 2 son vistas generales, en perspectiva, de la carena según la invención. Más precisamente, la figura 1 representa la carena como si estuviera colocada al revés en un soporte, haciendo visible la parte que estará en contacto con el agua cuando un barco equipado con esta carena esté en fase de navegación.

Esta carena incluye, de manera clásica, un fondo de casco 1 rodeado por un flanco 2 habitualmente denominado "costado" en términos de la técnica. Estos dos elementos están separados por dos pantoques laterales 3 que permiten un cambio de inclinación entre el fondo del casco 1 y el costado 2.

Los términos anterior y posterior o de proa y popa se emplearán aquí relativamente al sentido de marcha del barco. Así. la parte posterior de la carena recibe un cuadro de popa 4 en la prolongación del costado 2.

La carena presenta además una línea de quilla 5 que corre de proa a popa por el fondo del casco 1, dividiendo la carena en dos partes simétricas.

La línea de quilla no incluye aquí una quilla sobresaliente en la medida en que la carena de este ejemplo de realización se destina a un barco a propulsión mecánica que no requiere lastre al nivel de la línea de quilla. Sin embargo, la carena según la invención puede emplearse en otros tipos de barcos, por ejemplo catamaranes a vela o a motor.

Los elementos descritos anteriormente son también visibles en la figura 2 que representa una vista por debajo de la carena cuando ésta se encuentra en la posición normal de funcionamiento.

Según la invención, la carena incluye además un resalto 6 en forma de V que crea así un desnivel que separa el fondo de casco 1 en una parte delantera 7 y una parte trasera 8.

El resalto 6 está diseñado de tal modo que presenta al nivel de la punta de la V, que se vuelve hacia la parte delantera de la carena, un radio que forma una punta 9 redondeada. El desnivel creado por el resalto 6 es además variable, es mayor cerca de la punta 9 de la V que cerca de los pantoques 3.

El resalto 6 presenta una envergadura que se extiende sobre toda la anchura del fondo de casco 1 puesto que entra en contacto con cada una de los pantoques 3 laterales.

La carena incluye en este modo preferido de realización un segundo resalto 10, también en V con la punta dispuesta hacia la proa y situada en la parte trasera 8.

Según la invención, se disponen dos patines 11 laterales en la parte posterior de la parte de popa 8. Se observa aquí que están colocados a una y a otra parte de la línea de quilla 5. Estos patines 11 tienen una forma puntiaguda vuelta hacia proa e incluyen un eje longitudinal que es sensiblemente paralelo a los pantoques 3 (véase figura 4).

Los patines 11 están orientados en la dirección de marcha del barco, con la punta vuelta hacia la proa. Estos patines 11 están formados por una superficie portante 11A que, según uno de los aspectos de la invención, presenta un diedro negativo, es decir que cada uno de los patines 11 forma un ángulo con la horizontal, siendo este ángulo \alpha aquí sensiblemente igual en valor y opuesto en signo al ángulo \beta formado por la parte delantera del fondo de casco, al nivel de la porción situada delante del resalto en la zona en la cual este ángulo es casi constante (véase figura 5).

\newpage

La expresión "los patines presentan un diedro negativo" designa aquí el hecho de que las superficies 11A de los patines 11 forman cada una un ángulo \alpha con la horizontal (véase figura 5) de modo que las dos superficies 11A forman entre sí un ángulo cuya apertura se orienta hacia abajo.

Los patines 11 se sitúan aquí en la separación de los pantoques 3, de manera que se constituye una superficie transversal 12 entre cada patín y el pantoque 3 correspondiente. El desfase entre los patines 11 y los pantoques 3, que crea esta superficie 12, es igualmente bien visible en la figura 5. Esta disposición permite, como se ha visto anteriormente, impedir que el fluido se reacomode a lo largo del costado a altas velocidades y permite disminuir por tanto la resistencia hidrodinámica.

El resalto suplementario 10 presenta una envergadura que se extiende entre los dos patines 11 que delimitan así una superficie pseudotriangular 13, adyacente al cuadro de popa 4. La parte de popa 8 y los resaltos 6, 10 están dispuestos para que la porción 23 de la línea de quilla 5 comprendida entre el primer resalto 6 y el segundo resalto 10 forme un ángulo con la porción 22 de la línea de quilla 5 situada delante del resalto 6, permitiendo este ángulo que esta porción 23 de la parte de popa 8 esté más inclinada hacia arriba cuando la carena esté en la posición normal de utilización.

El segundo resalto 10 tiende a impedir que el fluido que ha sido despegado por el primer resalto 6 se vuelva a acomodar a la carena. Por sus lados, los distintos ángulos aplicados en el presente modo de realización participan en este resultado mejorándolo.

Del mismo modo, la porción 23 de la línea de quilla 5 incluida entre los dos resaltos 6, 10 y la porción 24 de la línea de quilla 5 de la superficie pseudotriangular 13 forman también un ángulo entre sí, permitiendo este ángulo que esta porción 24 esté más inclinada hacia la parte superior cuando la carena esté en la posición normal de utilización.

Según la invención, esta superficie pseudotriangular 13 presenta por otra parte, en corte transversal (véase la figura 9 que es un corte de la figura 4) una forma denominada "en ala de gaviota". El perfil presenta en efecto una porción en V cada rama 18 de la cual está conectada al patín 11 correspondiente por una porción curva 19 de retorno orientada hacia abajo. Gracias a este perfil, se forma así, en la proximidad del cuadro de popa, dos corredores de sección curva distribuidos a una y a otra parte de la línea de quilla 5 y adyacentes a los patines 11. Estos corredores tienen como efecto impedir en gran medida el reacoplamiento del fluido cuyo desprendimiento ha sido causado por los dos resaltos 6, 10 cuando la carena navega.

Según un aspecto de la invención, los pantoques 3 incluyen cada uno una entalla 14 formada por una superficie transversal 15 en la parte delantera y por una superficie curva de conexión 16 en la parte trasera. Esta entalla 14 está dispuesta frente al primer resalto 6, coincidiendo la superficie transversal 15 con el desnivel del resalto 6.

El resalto 6 y la entalla 14 forman así un espacio de flujo dispuesto entre el resalto 6 y cada uno de los patines 11 para dejar que escape el fluido y evitar toda acumulación en una zona de sobrepresión.

Según una característica ventajosa que puede aplicarse en algunos casos, y utilizarse en el presente modo preferido de realización, el fondo de casco está provisto de un orificio de inducción de aire 20, practicado aquí en este fondo de casco 1 al nivel de la línea de quilla 5 colocado en la parte de trasera 8 de la carena, al nivel de la punta de la V del resalto 6. Como alternativa, se puede prever varios orificios, por ejemplo, a todo lo largo del resalto 6.

El orificio 20 se conecta a unos conductos de aire. En este modo de realización, estos conductos incluyen dos tomas de aire 21 dispuestas cada una en cada lado de la carena, y colocadas en el costado 2. Las tomas de aire 21 están conectadas aquí al orificio 20 por unos conductos no representados. En algunos casos se puede prever una bomba de inyección de aire situada en el circuito que conecta las tomas de aire al/a los orificio(s) de inducción.

Las figuras 1 a 3 muestran también tracas longitudinales 17 dispuestas en la parte delantera 7, sensiblemente en paralelo a la línea de quilla 5.

La figura 4 muestra la carena vista desde arriba, cuando está en la posición de la figura 1. Esta figura permite ver la localización de los distintos elementos de la carena con relación al eje longitudinal representado aquí por la línea de quilla 5.

El corte VI-VI de la figura 4 muestra, en la figura 6, el perfil de la carena en el lugar de este corte; la parte delantera es similar a una carena clásica, groseramente en forma de V y dejando aparecer el costado 2, los pantoques 3 y las tracas 17.

El corte VII-VII de la figura 4, representado en la figura 7, muestra el perfil de la parte delantera 7 aproximadamente en el centro de la carena, más ensanchado que en la parte delantera.

Por lo que se refiere al corte VIII-VIII, relativo a la figura 8, éste atraviesa el resalto 6 y muestra así el desnivel provocado por el resalto 6 al nivel del corte.

La carena que se acaba de describir da lugar a un comportamiento en la mar que se describe a continuación.

Haciendo referencia a las figuras 10 y 11, la carena se representa esquemáticamente vista por debajo y en funcionamiento, representando las partes rayadas las superficies mojadas.

Las figuras 10 y 11 ilustran por tanto la forma y la extensión de las superficies mojadas para una velocidad de 25 nudos y de 30 nudos. Por una parte, resulta que los patines 11 permanecen mojados, por el contrario que el resto de la parte de popa 8 y por otra parte que la superficie mojada en relación con la parte delantera 7 conserva su forma de espiga. Estas dos características inducen unas ventajas de estabilidad en cabeceo.

Por otra parte, en las figuras 12 y 13 se ilustra el comportamiento en viraje de la carena.

La figura 12 muestra las posiciones con respecto a la vertical que toman los patines 11 cuando se efectúa un viraje. El interés del patín 11 exterior en el viraje es aquí visible, tiende a minimizar el efecto subvirador que se crea durante el viraje, mientras que el patín 11 interior tiende a aproximar su superficie a la vertical para que este patín 11 interior se comporte como una deriva.

La figura 13, por lo que a ella se refiere, es una vista similar a las figuras 10 y 11, estando la carena en viraje cerrado. Se observa la reducción de la superficie mojada en una mitad de la espiga, así como del patín correspondiente.

Análogamente, estas ilustraciones son relativas a unas ventajas de estabilidad en balanceo y en guiñada.

Según la invención, el resalto 6, que presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques 3 de la carena, presenta una ventaja según la cual la superficie mojada de la carena guarda una forma de espiga sea cual fuere la velocidad del barco (ver las figuras 10 y 11). A medida que aumenta la velocidad, este espiga se va a acortar, es decir, la punta delantera va a retroceder, lo cual va a aumentar el alargamiento de su superficie mojada ("alargamiento" es un término técnico que designa la envergadura de la superficie mojada elevada al cuadrado y dividida por la superficie proyectada, "aspect ratio" en inglés). En efecto, la envergadura permanece aproximadamente constante mientras que la superficie proyectada disminuye, cuando la velocidad aumenta. Un fuerte alargamiento reduce en efecto la resistencia hidrodinámica de presión, lo cual permite una resistencia al avance menor.

Además, existe una ventaja ligada a esta fuerte envergadura conferida por la configuración del resalto 6. La envergadura de esta superficie portante permite obtener un mayor momento torsional de reposo de la carena; la respuesta del barco a las solicitaciones exteriores en balanceo es más lenta, es decir, que el barco es más estable desde este punto de vista, especialmente con mares de través.

La entalla 14, que se aplica aquí en los pantoques 3, en la prolongación del resalto 6, permite dejar escapar el fluido a sobrepresión que circula a lo largo del resalto 6. Así se limita la sobrepresión inducida por la presencia del resalto 6 a un valor aceptable.

Según la invención, los patines 11 tienen como ventaja esencial tener una superficie portante 11A que está mojada en funcionamiento, contrariamente al resto de la superficie ventilada situada detrás del primer resalto 6.

La superficie de los patines 11 es ventajosamente afilada en el modo preferido de realización descrito aquí. Se recuerda a este respecto que una superficie afilada es una superficie en la cual la relación de la anchura a la longitud es pequeña. El carácter alargado de los patines 11 les permite guardar comprimido el cojín de aire que se forma detrás del resalto 6.

Según uno de los aspectos de la invención aplicados en el modo de realización aquí descrito, la superficie 11A de los patines 11 presenta un diedro negativo.

Los patines traseros 11 tienen dos tipos de función en combinación con el resalto 6.

Inicialmente, una función de estabilización hidrostática (es decir, en parada o a baja velocidad, sin planear).

En efecto, los patines 11 constituyen un volumen de flotabilidad del mismo tipo que un cajón que se fijara en el fondo de la carena. Entonces estabilizan la carena en parada y en las velocidades bajas sin planear. De manera más precisa, los patines 11 permiten garantizar así un ángulo razonable de alabeo de carena, es decir, poco elevado. A este respecto, se comprende que el carácter alargado de la parte mojada en espiga es esencialmente poco confortable en parada y en las velocidades bajas de utilización, porque la carena está demasiado encabritada. Sin la presencia de los patines 11, la carena estaría demasiado hueca en la parte trasera y no tendría suficiente volumen sumergido. La reserva de flotabilidad constituida por los patines 11 permite adrizar esta carena, asegurando por este hecho un mejor confort de utilización (carena más en horizontal).

A continuación, los patines tienen una función de estabilización hidrodinámica según las dos componentes siguientes:

-

en cabeceo, el patín 11 actúa como un estabilizador para el barco y para llevarlo a su intervalo de funcionamiento estabilizado en caso de perturbación (por ejemplo, olas). Cuando el barco toma alabeo positivo, la superficie portante anterior disminuye para una sustentación de la espiga delantera casi constante. Por el contrario, el alabeo aumenta también para los patines, cuya superficie de sustentación aumenta, lo cual trae consigo un aumento de la sustentación al nivel de los patines 11; por consiguiente, cuando el barco tiene tendencia a encabritarse, los patines 11 tienen tendencia a oponer a ello un momento de picado. Se habla de estabilidad en cabeceo ("static pitch stability", en inglés).

Este efecto es notable, por otra parte tanto en línea recta como efectuando un viraje. Ventajosamente, se puede conferir a los patines 11 un ángulo de incidencia positivo con respecto a la línea de quilla de la carena, lo cual tiene por efecto provocar todavía antes la emersión;

-

en balanceo y en guiñada, los patines 11 permiten luchar contra los efectos de la fuerza centrífuga (ver figuras 12 y 13).

Una carena clásica va a inclinarse en efecto según un ángulo tal que una proyección de la resultante hidrodinámica a nivel horizontal sea igual a la reacción centrífuga. Esto evita a los pasajeros de un barco de este tipo tener el sentimiento de ser proyectados hacia el exterior: la inclinación del barco hacia el interior del viraje les proporciona un apoyo que les permite luchar contra este efecto de proyección.

Con la carena dotada de resalto 6 con punta hacia la proa y en el caso de que no hubiera patines, en caso de viraje. la superficie proyectada disminuiría mucho más que en el caso de una carena sin resalto. En estas condiciones, habría menos sustentación fuera del viraje, es decir, un par de hundimiento (hacia el interior del viraje) muy inferior. En una hipótesis de este tipo el resalto provoca una superficie mojada en forma de espiga, pero el casco no se inclina suficientemente hacia el interior del viraje, incluso permanece completamente plano, lo cual somete a los pasajeros a la fuerza centrífuga, teniendo éstos menos apoyo y experimentando por lo tanto la sensación de proyectarse hacia el exterior.

Los patines 11 permiten evitar este inconveniente consustancial a los resaltos y que hizo que ha hecho que esta configuración se elija raramente para barcos de navegación de recreo de la llamada "tranquila".

El diedro negativo que los patines presentan aquí ventajosamente según uno de los aspectos de la invención, tiene un papel aquí: a medida que se produce la inclinación del barco hacia el interior del viraje, la superficie proyectada del patín situado en la parte exterior del viraje con respecto a la horizontal aumenta, y por lo tanto su superficie de sustentación también, mientras que la superficie de sustentación del patín interior disminuye, lo que genera un par de hundimiento hacia el interior favorable (véase figura 12). Así, cuando el barco vira la presión se hunde por un lado y aumenta por el otro. Por lo tanto, los patines 11 minimizan el efecto subvirador que se crea. Aumentan la estabilidad lateral, constituyendo dos apoyos espaciados lateralmente, que aumentan la estabilidad en balanceo y en viraje, ofreciendo así un pilotaje más seguro y más cómodo.

Se tendrá en cuenta, por otra parte, que en un viraje, el patín interior se acerca más a la vertical y toma una función de deriva, a fin de mantener una trayectoria, previniendo lo que se llama una "caza" por detrás, es decir, un patinazo de la carena hacia el exterior. Así pues, un diedro negativo a nivel de los patines tiene como una ventaja importante permitir un viraje estabilizado en la guiñada ("yaw static stability" en inglés).

Por supuesto, se pueden considerar alternativas de realización de la carena sin salir por ello del marco de la invención.

Se tendrá en cuenta en particular que la carena descrita anteriormente con la ayuda de los dibujos está destinada a ser motorizada por uno o dos motores fuera de borda o situados dentro del barco. No obstante, se comprenderá que la invención puede aplicarse en otros tipos de barco, por ejemplo en los cascos de un catamarán de propulsión mecánica o a vela o incluso en el casco de un hidroavión.

Por otra parte, las características técnicas de la invención no se limitan a los modos de realización descritos, por ejemplo los patines pueden ser más afilados y el diedro negativo puede ser sensiblemente menos marcado que en la realización de las figuras 1 a 13.

Las figuras 14 y 15 ilustran, a este respecto, otro modo preferido de realización de la carena según la invención. En estas figuras, cada elemento correspondiente a un elemento de las figuras 1 a 13 es designado por el mismo número de referencia seguido de una notación "prima" (').

Claims (21)

1. Carena planeadora que incluye un fondo de casco (1) y un costado (2) delimitados por dos pantoques (3) y que presenta una parte delantera (7) y una parte trasera (8), estando desfasadas la parte delantera (7) y la parte trasera (8) la una con respecto a la otra al nivel de un resalto (6) en forma de V cuya punta está orientada hacia la proa, presentando esta carena una línea de quilla (5) y estando caracterizada porque el resalto (6) presenta una envergadura que se extiende transversalmente entre los dos pantoques (3) y porque en la parte trasera (8) se han dispuesto dos patines laterales (11) afilados, cada uno de los cuales sobresale del fondo del casco (1) en la proximidad de un pantoque (3) y cuyo eje longitudinal es sensiblemente paralelo al pantoque (3) correspondiente.

2. Carena planeadora según la reivindicación 1, caracterizada porque los pantoques (3) incluyen cada uno una entalla (14) en la prolongación del resalto (6); y porque cada patín (11) se extiende desde el extremo de popa de la carena hasta el nivel de dichas entallas (14).

3. Carena planeadora según la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizada porque cada patín (11) presenta un diedro negativo.

4. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque se ha dispuesto un espacio de flujo entre el resalto (6) y cada uno de los patines (11).

5. Carena planeadora según la reivindicación 4, caracterizada porque el espacio de flujo desemboca, por el lado de cada uno de los patines (11), en una entalla (14) practicada en el pantoque (3) correspondiente.

6. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque incluye un resalto suplementario (10) dispuesto sobre la parte trasera (8) del fondo de casco (1).

7. Carena planeadora según la reivindicación 6, caracterizada porque el resalto suplementario (10) tiene una forma de V cuya punta está orientada hacia la proa y cuya envergadura se extiende entre los dos patines (11).

8. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque en la proximidad del extremo de popa de la carena, la parte trasera (8) presenta una forma, tomada en corte transversal, que incluye una porción en V cada una de cuyas ramas (18) se conecta al patín (11) correspondiente por una porción curva (19) de retorno orientada hacia abajo.

9. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque cada una de las entallas (14) practicadas en los pantoques (3) está delimita por una primera superficie transversal (15) en el pantoque (3) respectivo y por una segunda superficie curva (16) de conexión a la porción del pantoque (3) contigua a la parte trasera (8) de la carena, estando dispuesta la primera la superficie (15) en frente del desfase causado por el resalto (6) entre las partes delantera (7) y trasera (8) de la carena.

10. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la altura del desfase causado por el resalto (6) es mayor cerca de la punta (9) de la V que cerca de los pantoques (3).

11. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque cada uno de los patines (11) se sitúa en separación del pantoque (3) a lo largo del cual está dispuesto, de manera que formar una superficie transversal (12) al costado (2) de la carena entre el patín (11) y el costado (2).

12. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque se practica al menos un orificio de inducción de aire (20) en el fondo del casco (1), estando conectado este orificio (20) a unos conductos de aire.

13. Carena planeadora según la reivindicación 12, caracterizada porque el orificio de inducción de aire (20) está dispuesto en la parte trasera (8) de la carena, al nivel de la punta de la V del resalto (6).

14. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizada porque los conductos de aire incluyen al menos una toma de aire (21) dispuesta en el costado (2) de la carena y estos conductos unen la toma de aire (21) al orificio de inducción de aire (20).

15. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el resalto (6) presenta un radio al nivel de la punta (9) de la V.

16. Carena planeadora según la reivindicación 15, caracterizada porque dicho radio de curvatura tiene un valor de aproximadamente la mitad de la altura del resalto (6).

17. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque los patines (11) presentan un ángulo de incidencia positivo.

18. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el ángulo formado por la V del resalto (6) es del orden de 60 grados a 120 grados.

19. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque la línea de quilla (5) incluye dos porciones (22, 23) que corresponden a las dos partes de la carena situadas a una y a otra parte el resalto (6), formando estas dos porciones (22, 23) de la línea de quilla (5) entre sí un ángulo comprendido entre 0 y 3 grados.

20. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizada porque la línea de quilla (5) incluye también una porción (24) situada detrás del resalto suplementario (I0), formando esta porción (24) un ángulo comprendido entre 0 y 6 grados con la porción (22) de la línea de quilla (5) situada delante del resalto (6).

21. Carena planeadora según una de las reivindicaciones 1 a 20 caracterizada porque incluye además unas tracas (l7) longitudinales en su parte delantera (7).