ES2322839B1 - Sistema y metodo reductor de la resistencia de friccion de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones. - Google Patents
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Abstract
Sistema y método reductor de la resistencia de
fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones.
El sistema y método reductor de la resistencia
de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones,
consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o
fuselaje de los aviones con una camisa, cuya superficie externa
presenta unas características o elementos que retrasan el
desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por
tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de
unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de
retracción, y unos tirantes de sujeción. Los elementos que retrasan
el desprendimiento consisten en ceras, siliconas, pinturas,
riblets, insuflado de aire, mallas, etc.
Description
Sistema y método reductor de la resistencia de
fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones.
En barcos y aviones.
Actualmente para reducir la resistencia de
fricción del casco o fuselaje de los barcos y aviones se aplican a
la superficie de los mismos pinturas, barnices, inyección de
polímeros líquidos o aire, riblets, etc. los cuales son de poca
duración, poco efectivos o difíciles de aplicar. En la zona
delantera del casco, fuselaje o perfiles el fluido se comporta de
forma laminar, transformándose tanto mas turbulento y ocasionando
mas resistencia de fricción cuanto mas retrasado se encuentra hacia
la popa o cola.
Aportar un sistema reductor de la resistencia
muy sencillo, económico y muy eficiente.
Aportar un sistema duradero o de fácil
aplicación y sustitución.
Aportar un sistema de gran repulsión hacia el
fluido, en especial si es agua.
Aportar un sistema que por reducir en gran
medida el gasto de combustible produce un gran ahorro y resulta muy
ecológico.
El sistema y método reductor de la resistencia
de fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones
de la invención consiste en cubrir la zona sumergida del casco de
los barcos o fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas
y aletas de control, con una camisa, cuya superficie externa
presenta unas características o elementos que retrasan el
desprendimiento de la capa límite, reduciendo la turbulencia y por
tanto la resistencia de fricción de los fluidos, disponiendo de
unas poleas, cables, motores o tornos de extensión y otros de
retracción, y de unos tirantes de sujeción.
La camisa puede ser de malla o una lámina u hoja
flexible de material termoplástico o tejido, este último puede ser
de uno o de varios hilos paralelos.
La resistencia de fricción superficial se puede
reducir principalmente por los tres sistemas siguientes:
a) La camisa puede recubrirse de capas
superdeslizantes de pintura, polímero, barniz, cera, silicona,
tratamiento ácido o químico repelentes al agua.
b) La camisa puede estar formada por unos
perfiles cuya cara externa tiene una sección de pequeños dientes de
sierra o riblets, de múltiples semilunas cóncavas o convexas o unas
prominencias en forma de dentículos, similar a la piel de los
tiburones o de múltiples rombos o diamantes de los naipes en
relieve, o puede tener unos elementos semiovalados con su zona
posterior rebajada o quebrada. Los riblets se colocan
perpendiculares a la superficie o inclinados y alternados de
distintas alturas.
c) En tercer lugar puede insuflarse aire a
presión al interior de la pared de la camisa que es hueca y la
difunde por la gran porosidad de la pared externa o por unos
orificios o ranuras de la misma. En este último caso el aire
desemboca en unos canales longitudinales paralelos a la dirección
de desplazamiento. En los laterales estas cavidades están
inclinadas para que tenga más persistencia el aire atrapado.
Una variante consiste en enrollar
helicoidalmente alrededor del fuselaje de los aviones una cinta o
banda cuya superficie externa presenta las características
reductoras de resistencia de la invención.
La camisa puede almacenarse en la zona posterior
escalonada o rehundida, también puede tener elevado el borde más
adelantado de múltiples orificios que retrasa el desprendimiento de
la capa límite y su correspondiente turbulencia, otra variante
utiliza un tejido de uno o varios hilos paralelos que se colocan con
la trama o urdimbre inclinadas 45º.
Los polímeros y los riblets producen menos
turbulencia y resistencia que las superficies planas sin capas
deslizantes.
Para el casco de los barcos también puede
aplicarse una pintura formada por un mezcla de: a) Un polímero de
alto peso molecular (agente reductor de la resistencia), b) un
vehículo portador. c) un diluyente, d) unos modificadores del
solvente. e) Modificadores de película f) Secadores y pigmentos.
Según la patente US5,554,214.
Se puede aplicar un tratamiento repelente al
agua mediante unos substratos cubiertos de polímeros orgánicos o
substratos cubiertos inorgánicos, incluye un perfluoalquisilano y
un silano hidroxilizable o un siloxano.
Pueden usarse compuestos de resina de
politetrafluoroetileno, partículas de bismuto y un lubricante
sólido como el grafito.
En la zona de la quilla la camisa puede tener
una abertura y estar limitada y sujeta por su contorno mediante
unos cables o ca de proa del barco, para extenderla se deja caer
bajo la proa y se tira del extremo posterior de un cable o cabo
mediante unas poleas y un motor o manualmente por un torno. Unos
tirantes laterales y elásticos mantienen la camisa tensada en todo
momento, fijándolos a unos soportes, orificios o anillas mediante
atado o con unos ganchos. Los bordes laterales superiores de la
camisa también puede deslizarse mediante rodillos en unos canales
dispuestos sobre los laterales del barco, en este caso una vez
extendida la camisa se debe tensar.
Ventajas: Es práctico, sencillo, económico,
produce mucho ahorro de combustible y como consecuencia reduce la
contaminación. Permite aplicarlo o cambiarlo en cualquier
momento.
La figura 1 muestra una vista lateral y
esquematizada de un barco con el sistema de la invención.
Las figuras 2 a la 14 muestran vistas laterales
y esquematizadas de barcos con variantes de camisas del sistema de
la invención.
Las figuras 15 a la 20 muestran vistas
seccionadas y esquematizadas de porciones de camisas, variantes del
sistema de la invención.
La figura 21 muestra una vista lateral y
esquematizada de una porción de fuselaje de avión con una variante
del sistema de la invención.
La figura 22 muestra una vista seccionada y
esquematizada de un barco con la camisa de la invención.
La invención, figura 1, muestra el barco (1) con
la camisa (2) cuya superficie presenta unos dentículos (2a), el
cable de extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el
cable de retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes
elásticos de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o
atado (8).
La figura 2 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de superficie lisa (2b), el cable de extensión (3) de la camisa
junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5)
con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y
los soportes de enganche o atado (8).
La figura 3 muestra el barco (1) con la camisa
(2) formada por la malla (2c), el cable de extensión (3) de la
camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la
camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción
lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 4 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de tela (2d), el cable de extensión (3) de la camisa junto con
las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5) con la
polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y los
soportes de enganche o atado (8).
La figura 5 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de superficie de diamantes (2e), el cable de extensión (3) de
la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de la
camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción
lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 6 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de tejido en forma de espiga (2f), de hilos planos, el cable de
extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de
retracción de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales
(12) guía de los rodillos (13) de sujeción lateral de la
camisa.
La figura 7 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de tejido de varios hilos en diagonal (2g), el cable de
extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de
retracción de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales
(12) guía de los rodillos (13) de sujeción lateral de la
camisa.
La figura 8 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de orificios de insuflado de aire (2h), el cable de extensión
(3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción
de la camisa (5) con la polea (6), los canales laterales (12) guía
de los rodillos (13) de sujeción lateral de la camisa.
La figura 9 muestra el barco (1) con la camisa
(2) de superficie de elementos rugosos (2i), el cable de extensión
(3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción
de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de
sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 10 muestra el barco (1) con la camisa
(2) con una superficie en relieve de elementos semiovalados con su
zona posterior escalonada o rehundida (2j), el cable de extensión
(3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de retracción de
la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción
lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 11 muestra el barco (1) con la camisa
(2) con una superficie en relieve de medias lunas con la zona
posterior abombada (2k), el cable de extensión (3) de la camisa
junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5)
con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y
los soportes de enganche o atado (8).
La figura 12 muestra el barco (1) con la camisa
(2) con una superficie en relieve de medias lunas con la zona
anterior abombada (21), el cable de extensión (3) de la camisa
junto con las poleas (4), el cable de retracción de la camisa (5)
con la polea (6), los tirantes elásticos de sujeción lateral (7) y
los soportes de enganche o atado (8).
La figura 13 muestra el barco (1) con la camisa
(2) con una superficie de orificios o porosa (2m) por donde se
insufla aire alimentado por los conductos (9 y 9a), el cable de
extensión (3) de la camisa junto con las poleas (4), el cable de
retracción de la camisa (5) con la polea (6), los tirantes elásticos
de sujeción lateral (7) y los soportes de enganche o atado (8).
La figura 14 muestra el avión (11) con la camisa
envolviendo el fuselaje, el puro (2n), el ala (2p) y los
estabilizadores y aletas de los timones (2q), cuyas superficies
están cubiertas por dentículos u otros elementos antifricción.
Quedan libres de dicha camisa los motores, las ventanillas,
puertas, las compuertas de carga y del tren de aterrizaje, etc. Las
aletas de los timones, flaps etc. están cubiertas independientemente
con su camisa individual.
En todas las figuras anteriores los elementos de
las superficies están sobredimensionados para una mejor visión e
interpretación de los mismos.
La figura 15 muestra una porción de camisa de
superficie en dientes de sierra (14).
La figura 16 muestra una porción de camisa de
superficie en dientes de sierra (14) alternados de varias
dimensiones.
La figura 17 muestra una porción de camisa de
superficie en dientes de sierra (14) separados.
La figura 18 muestra una porción de camisa de
superficie en dientes de sierra (14) inclinados.
La figura 19 muestra una porción de camisa de
superficie con ondulaciones convexas (15).
La figura 20 muestra una porción de camisa de
superficie con unos canales longitudinales de sección cóncava (22)
paralelos a la dirección de desplazamiento, a los que se le puede
añadir opcionalmente la cámara hueca (16) por la que se insufla aire
por las ranuras (21). En los laterales estas cavidades son
inclinadas para que tengan más persistencia el aire atrapado.
La figura 21 muestra el avión (11) y la cinta
(2n) enrollada helicoidalmente alrededor del fuselaje, con la
superficie reductora de la resistencia de fricción del sistema de
la invención.
La figura 22 muestra el barco (1), la camisa
(2), el tirante (7) y el soporte de enganche o atado (8). En la
zona de la quilla (18), la camisa puede tener una abertura (20) y
estar limitada y sujeta por su contorno mediante los cables o
cordones elásticos (19).
Claims (22)
1. Sistema reductor de la resistencia de
fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones que
consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o
fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas y aletas de
control, con una camisa, cuya superficie externa presenta unas
características o elementos que retrasan el desprendimiento de la
capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia de
fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables,
motores o tornos de extensión y otros de retracción, y de unos
tirantes de sujeción.
2. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa es una malla.
3. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa está formada por una lámina u
hoja flexible de material termoplástico.
4. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa está formada por un tejido,
dispuesta la trama y urdimbre a 45º con la línea de
desplazamiento.
5. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa se recubre de una pintura,
polímero, silicona, barniz o cera repelentes del agua.
6. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque a la camisa se le aplica un tratamiento
ácido o químico repelentes al agua.
7. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores de la capa límite unos perfiles cuya cara externa tiene
una sección de pequeños dientes de sierra o riblets.
8. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores de la capa límite unos pequeños dientes de sierra o
riblets, perpendiculares o inclinados.
9. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores de la capa límite múltiples semilunas cóncavas o
convexas respecto al sentido de avance.
10. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores de la capa límite unas prominencias en forma de
dentículos.
11. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores de la capa límite múltiples rombos o diamantes de los
naipes en relieve.
12. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como retrasadores de la
capa límite unos elementos semiovalados con el borde de salida
escalonado o rehundido.
13. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa porta como elementos
retrasadores múltiples orificios con el borde anterior más
elevado.
14. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque se insufla aire a presión al interior
de la camisa que es hueca y la difunde por la gran porosidad de la
pared externa o por unos orificios o ranuras de la misma sobre unos
canales longitudinales.
15. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque se aplica una pintura formada por un
mezcla de a) un polímero de alto peso molecular (agente reductor de
la resistencia), b) un vehículo portador, c) un diluyente, d)
modificadores del solvente. e) modificadores de película y f)
secadores y pigmentos.
16. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque se usa sobre la superficie de la camisa
un repelente al agua mediante unos substratos cubiertos de
polímeros orgánicos o substratos cubiertos inorgánicos, incluye un
perfluoalquisilano y un silano hidroxilizable o un siloxano.
17. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque se usa sobre la superficie de la camisa
compuestos de resina de politetrafluoroetileno, partículas de
bismuto y un lubricante sólido como el grafito.
18. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque en la zona de la quilla la camisa tiene
una abertura y esta limitada y sujeta por su contorno mediante unos
cables o cordones elásticos longitudinales.
19. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa consiste en una cinta o
banda, que se enrolla helicoidalmente alrededor del fuselaje de los
aviones.
20. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los tirantes laterales y elásticos,
fijan la camisa a unos soportes, orificios o anillas mediante atado
o con unos ganchos.
21. Sistema según reivindicación 1,
caracterizado porque los bordes laterales superiores de la
camisa se deslizan mediante rodillos en unos canales dispuestos
sobre los laterales del barco.
22. Método reductor de la resistencia de
fricción de los fluidos sobre la superficie de barcos y aviones que
consiste en cubrir la zona sumergida del casco de los barcos o
fuselaje de los aviones, incluyendo el puro, las alas y aletas de
control, con una camisa o malla, cuya superficie externa presenta
unas características o elementos que retrasan el desprendimiento de
la capa límite, reduciendo la turbulencia y por tanto la resistencia
de fricción de los fluidos, disponiendo de unas poleas, cables,
motores o tornos de extensión y otros de retracción, y de unos
tirantes de sujeción.
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