ES2315561T3 - Embarcacion provista de aleta hidrodinamica sustentadora situada debajo de la linea de flotacion. - Google Patents

Embarcacion provista de aleta hidrodinamica sustentadora situada debajo de la linea de flotacion. Download PDF

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Abstract

Embarcación (1) con un solo casco (2), cuya parte de la popa (4) tiene un desplazamiento de agua más pequeño y menos ancho reposando sobre el agua que la parte del medio (7), y provista de una aleta hidrodinámica sustentadora (10) que se extiende debajo de la línea de flotación, donde dicha aleta hidrodinámica sustentadora (10) se extiende sustancialmente de forma transversal al eje longitudinal (8) de dicha embarcación, en la posición de mayor constricción de flujo de dicha embarcación provocada por dicho desplazamiento de agua en reducción, que reposa a una distancia (a) bajo el casco sobre un ancho (b) que comprende al menos la mitad del ancho de dicho casco en la posición de mayor deflexión de flujo de dicha embarcación provocada por dicho desplazamiento de agua en reducción, caracterizada por el hecho de que dicha aleta hidrodinámica sustentadora es diseñada de forma que durante el movimiento hacia adelante de la embarcación ejerce una fuerza propulsora hacia adelante sobre dicha embarcación, en la que el flujo local es dirigido oblicuamente hacia arriba (y hacia atrás), estando presente una fuerza de elevación no dirigida de forma puramente vertical, pero ligeramente hacia adelante produciendo un componente en la dirección hacia delante.

Description

Embarcación provista de aleta hidrodinámica sustentadora situada debajo de la línea de flotación.
La presente invención se refiere a una embarcación con un casco individual, cuya parte de la popa tiene un desplazamiento de agua inferior y menor ancho reposando en el agua que la parte del medio, y provista de una aleta hidrodinámica sustentadora que se extiende bajo la línea de flotación.
Tal embarcación es conocida en el estado de la técnica. En particular, los barcos de planeo están a veces provistos cerca del fondo de una aleta hidrodinámica sustentadora o flap que se extiende debajo del casco, para asegurar que durante el planeo el ángulo de asentamiento que forma el casco con la superficie del agua sea limitado. Dichos barcos de planeo generalmente tienen un casco que no varía sustancialmente desde la parte del medio en la dirección de la popa.
Un ejemplo de tal construcción es encontrada en US 2,832,304, 4915048 y en el resumen de la Solicitud de Patente Japonesa 62008893. En estos casos la aleta hidrodinámica sustentadora es situada sobre la parte de la popa del barco y se genera una fuerza descendente. Los barcos de este tipo no tienen estrangulamiento de la parte sumergida de la embarcación, en otras palabras, la sección vertical de la parte sumergida del barco (perpendicular a la dirección de movimiento del barco) no decrece en la dirección de la popa.
Además, algunos catamaranes están provistos de aletas con el propósito de reducir los movimientos del barco en las olas. Las aletas de este tipo no tienen, sin embargo, un perfil de aleta hidrodinámica sustentadora. Encontramos un ejemplo del uso de estas aletas en un barco en US-A-3.2108.422.
El documento FR 1 541 693, que expone una embarcación que tiene aletas hidrodinámicas sustentadoras en la sección de la popa para mejorar el comportamiento hidrodinámico de la embarcación suministrando un elevador hidrodinámico es considerado el estado de la técnica más cercano.
La presente invención se refiere a un barco no de planeo tal como un velero o un barco a motor. Esto puede ser un barco relativamente pequeño tal como una embarcación de recreo o un barco grande tal como un buque cisterna, un portacontenedores y similares. Los barcos de este tipo son provistos de un estrangulamiento, en otras palabras, el área de superficie en sección vertical disminuye en la dirección longitudinal de la embarcación, vista en la dirección del eje. Tal reducción del área de la superficie de sección vertical es al menos un tercio, y es normalmente aproximadamente el 50% desde el punto con el área de superficie de sección vertical de la parte sumergida de la embarcación al punto con el área de superficie más pequeña de sección vertical de la parte sumergida de la embarcación. En la posición de un estrangulamiento el flujo de agua será dirigido hacia arriba y/o hacia adentro.
Más particularmente, en el caso de los barcos de este tipo el espejo no se sumerge en el agua, sino que reposa sobre la línea de flotación.
Es el objetivo de la presente invención mejorar las características de navegación de este tipo de barcos.
Este objetivo es realizado con un barco del tipo anteriormente descrito con las características de la reivindica-
ción 1.
Los términos longitud, ancho, etc. son usados en esta descripción. Estos términos son asociados a la posición de la embarcación en el agua mientras está siendo propulsada en la dirección usual. La dirección de propulsión es la dirección longitudinal en este caso.
Según la presente invención, una aleta hidrodinámica sustentadora (perfil) es provista cerca del lugar donde tiene lugar la mayor deflexión de flujo. Esta aleta hidrodinámica sustentadora es dispuesta de manera que, aparte de una fuerza de elevación ascendente, se provea una fuerza de propulsión hacia adelante. Esta fuerza de propulsión se manifiesta en un desplazamiento más rápido en las mismas condiciones o en un consumo reducido de combustible, o en ambos.
Según una forma de realización ventajosa de la invención, la distancia desde la aleta hidrodinámica sustentadora al casco es sustancialmente constante por todo su ancho. En otras palabras, la aleta hidrodinámica sustentadora sigue la forma del casco de una forma precisa a una distancia que no varía.
La aleta hidrodinámica sustentadora se extiende preferiblemente sobre la mayor parte posible del "ancho" del casco. En la práctica, esto significa que en la posición normal vertical de la embarcación la aleta hidrodinámica sustentadora se extiende hasta cerca de la línea de flotación.
Se entenderá que este no debe ser necesariamente el caso de embarcaciones relativamente anchas, tales como algunos tipos de barcos mercantes, por ejemplo petroleros o portacontenedores grandes. El hecho es que en estos casos la longitud de la aleta hidrodinámica sustentadora debajo del casco es tal que la parte de esta que se extiende hasta la línea de flotación sólo supondría una pequeña contribución al efecto descrito anteriormente.
El ancho de la aleta hidrodinámica sustentadora es, no obstante, importante en el caso de embarcaciones más pequeñas, tales como veleros.
A diferencia de la estructura de la técnica anterior, donde la aleta hidrodinámica sustentadora es usada durante el planeo y en ese caso puede ser movida entre una posición de planeo y una posición de navegación común, según una forma de realización ventajosa de la invención, la aleta hidrodinámica sustentadora según la presente invención es dispuesta de forma inamovible sobre el casco, y la distancia desde y la orientación en relación con el casco es invariable.
Según una forma de realización ventajosa de la invención, la longitud de la aleta hidrodinámica sustentadora, en otras palabras el tamaño de la dirección longitudinal de movimiento de la embarcación, es al menos el 50% de la distancia desde el casco y no es más del 150% de dicha distancia.
La longitud del perfil decrece en la dirección externa desde el eje longitudinal de la embarcación. El borde de la parte trasera preferiblemente disminuye.
En experimentos se descubrió que la resistencia hidrodinámica global de una embarcación puede ser reducida con la aleta hidrodinámica sustentadora usada arriba. También se descubrió que se reduce la ola de la proa de la embarcación en cuestión, lo que redunda en una restricción adicional de la resistencia. Estos efectos son mayores que la resistencia encontrada por la aleta hidrodinámica sustentadora a través del agua, de modo que queda un resultado neto positivo. Además, es posible limitar el equilibrio de una embarcación con la aleta hidrodinámica sustentadora.
La invención será explicada con mayor detalle abajo con referencia a una forma de realización ejemplar ilustrada en el dibujo, donde:
Fig. 1 muestra de forma esquemática en vista lateral una embarcación según la presente invención;
Fig. 2 muestra la embarcación según la Fig. 1 en vista desde arriba; y
Fig. 3 muestra la embarcación en vista trasera.
La embarcación según la presente invención está indicada en su totalidad con 1. Comprende un casco 2 que, como se puede observar en la Fig. 2, está provisto de una parte delantera 3, que se ensancha hacia afuera en la dirección del movimiento de la embarcación. Conectada a esta hay una parte en el medio 7 de ancho sustancialmente constante, y siguiendo a esta una parte que decrece en la popa 4. Una deflexión de flujo considerable tiene lugar en la transición entre la parte 7 y parte 4.
Como se puede observar en la Fig. 1, el extremo de la popa sobresale a veces sobre la línea de flotación.
El eje longitudinal de la embarcación está indicado con 8. Una aleta hidrodinámica sustentadora es ajustada bajo la embarcación. Esta aleta hidrodinámica sustentadora es fijada de una manera fija sobre la embarcación por medio de soportes 11. La distancia entre la aleta hidrodinámica sustentadora 10 y el casco 2 es constante y asciende a a. La longitud 1 en la posición del eje 8 es preferiblemente aproximadamente igual a la distancia a. La longitud 1 de la aleta hidrodinámica sustentadora disminuye desde el eje longitudinal 8 a los lados de la embarcación, como se puede observar en la Fig. 2 La longitud más larga es indicada con L en la Fig. 1, mientras que la longitud más corta es indicada con L_{1} en la Fig. 2. Esta reducción de la longitud es obtenida debido al hecho de que el lado posterior de la aleta hidrodinámica sustentadora decrece. El ancho b de la aleta hidrodinámica sustentadora es preferiblemente al menos tres veces, y más particularmente al menos cuatro veces, la longitud L de dicha aleta hidrodinámica sustentadora.
Como se puede observar en la Fig. 1, el perfil es de tal forma que hace que se produzca una fuerza de elevación por el nivel de flujo local en ese punto. Debido al hecho de que el flujo local es dirigido oblicuamente hacia arriba (y hacia atrás), esta fuerza de elevación no es dirigida de forma puramente vertical, sino ligeramente hacia adelante. Los resultados que surgen de aquí tienen un componente en la dirección hacia adelante.
La aleta hidrodinámica sustentadora puede ser hecha de cualquier material conocido en la técnica. Este material depende de la aplicación. Para embarcaciones de competición será un material ligero, tal como un material impregnado con fibras de carbono. En el caso de buques de carga el material usado será acero o aluminio. Una reducción de la resistencia de más del 5% fue encontrada durante los experimentos.
Los expertos en la materia deducirán inmediatamente de la lectura de lo mencionado anteriormente las variantes que resultan obvias. Estas variantes son consideradas dentro del campo de las reivindicaciones anexas.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante fue recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuates errores u omisiones.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet US 2832304 A [0003]
\bullet US 4915048 A [0003]
\bullet JP 62008893 B [0003]
\bullet US 32108422 A [0004]
\bullet FR 1541693 [0005]

Claims (6)

1. Embarcación (1) con un solo casco (2), cuya parte de la popa (4) tiene un desplazamiento de agua más pequeño y menos ancho reposando sobre el agua que la parte del medio (7), y provista de una aleta hidrodinámica sustentadora (10) que se extiende debajo de la línea de flotación, donde dicha aleta hidrodinámica sustentadora (10) se extiende sustancialmente de forma transversal al eje longitudinal (8) de dicha embarcación, en la posición de mayor constricción de flujo de dicha embarcación provocada por dicho desplazamiento de agua en reducción, que reposa a una distancia (a) bajo el casco sobre un ancho (b) que comprende al menos la mitad del ancho de dicho casco en la posición de mayor deflexión de flujo de dicha embarcación provocada por dicho desplazamiento de agua en reducción, caracterizada por el hecho de que dicha aleta hidrodinámica sustentadora es diseñada de forma que durante el movimiento hacia adelante de la embarcación ejerce una fuerza propulsora hacia adelante sobre dicha embarcación, en la que el flujo local es dirigido oblicuamente hacia arriba (y hacia atrás), estando presente una fuerza de elevación no dirigida de forma puramente vertical, pero ligeramente hacia adelante produciendo un componente en la dirección hacia delante.
2. Embarcación según la reivindicación 1, donde la distancia de dicha aleta hidrodinámica sustentadora desde dicho casco es sustancialmente constante por todo el ancho.
3. Embarcación según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicha aleta hidrodinámica sustentadora se extiende hasta la línea de flotación (6).
4. Embarcación según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la posición de dicha aleta hidrodinámica sustentadora respecto a dicho casco es fija.
5. Embarcación según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la longitud (L) de dicha aleta hidrodinámica sustentadora es al menos el 50% de la distancia (a) de dicha aleta hidrodinámica sustentadora desde el casco.
6. Embarcación según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la longitud de dicha aleta hidrodinámica sustentadora decrece en la dirección externa desde el eje longitudinal (L_{1}).
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