Receta para un Balandro moderno

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Re: Receta para un Balandro moderno



"Puntal" es una palabra que se pronuncia en castellano y se define en inglés

El "puntal" se define como la distancia vertical -la altura- entre el fondo del casco y ... el trancanil ... que resulta que es la última tabla de la cubierta debajo de la regala

Eso en castellano no es un "puntal", pues la medida está realizada sobre unos planos en la mesa de un despacho

Si un casco es tan alto como ancho o casi tan alto como ancho (Manga / Puntal = 1) entonces si vuelca le basta una migaja de lastre para ponerse de pie, el lastre puede ir dentro del casco

El velero de la segunda edición del manual Principles of Yacht Design tiene un lastre de 3250 kilos a 1,27 metros de profundidad

3250 x 1,27 = como si fueran 4127 kilos a 1 metro de calado

4127 dividido entre 7250 kilos de Desplazamiento en la condición de rosca (esto es: tal como sale del astilllero) = 0,57 que x 100 = 57 por ciento

El velero de la cuarta edición del manual Principles of Yacht Design tiene un lastre de 2300 kilos y su centro de gravedad está a 2 metros de profundidad

2300 x 2 = 4600

4600 kilos a 1 metro / 5900 kilos de Desplazamiento en rosca = 0,78 que x 100 = 78 por ciento (!!!)

Los dos veleros están igual de bien lastrados, y tienen el mismo ángulo al que se desvanece la resistencia al vuelco (AVS = 130) pero el de la cuarta edición es muy mangudo: la Manga en la cubierta dividida entre el puntal medido en s5 resulta que es 2,5 (!!!)

Si un casco es muy mangudo -ya porque sea una francesada ya porque sea un bote pequeñajo como "U20"- entonces si vuelca hace falta para adrizarlo una orza lastrada del tamaño de la Fosa de las Marianas



El puntal -la altura del casco- se puede mejorar gracias a la brusca y el tambucho

Así a un Astraea Albatros se le pone un portillo estanco entonces por así decirlo sobra barco para dar la vuelta al mundo, gracias a la seguridad pasiva que le proporciona su tambucho

http://www.micro-ger.de/

http://www.micro-ger.de/content/was-ist-ein-micro

Was ist ein Micro

Qué es un Micro

Micro ser barquito muy chiquito



Astraea Albatros

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Re: Receta para un Balandro moderno



Reconciliando los Números: Estimaciones, Prototipo U20

18 nudos de viento entran a 30 grados de la proa
el bote navega a 5 nudos
14 nudos de viento real

Arrastre/Resistencia (Drag) Aerodinámica

Velas: 147 Newtons
Palo: 10 Newtons
cabos: 10 Newtons
Casco y anchas espaldas del tripulante: 118 Newtons

Total 285 que son 290 y lo dejamos en 300 Newtons de arrastre aerodinámico

Claro, si se quiere optimizar un velero para la ceñida lo que hay que hacer es cortar el casco y la tripulación por la mitad, y ya metidos en faena cortarle la cabeza al patrón, por supuesto, nótese que en mi estimación un 40% (!!!) del arrastre aerodinámico es debido a que quiero tremendo francobordo para darle seguridad al botecito y que además sea palaciego por dentro

Sustentación/FuerzaLateral (Lift) Aerodinámica

1000 Newtons, es un bote con una Potencia del 10%

va escorado 20 grados

Y resulta un empuje de unos 30 kilos

Resistencia/Arrastre (Drag) Hidrodinámico

El cálculo es larguísimo, pero la cosa estará en 25-30-40 kilos entre la velocidad del casco en la práctica, 5 nudos, y la velocidad pura matemática determinada por la longitud de onda de la ola del casco, 5,9 nudos que no hay manera de alcanzar ... y si le metemos 90 litros de agua salada haciendo banda

Sustentación/FuerzaLateral (Lift) Hidrodinámica

Con 3 grados de abatimiento

Casco de pantoque vivo: unos 100 Newtons
Tremenda orza de alto alargamiento: 500-700 Newtons
Timón bien despachado: 400-200 Newtons

Total 1000-1200 Newtons de fuerza lateral

El bote va ciñendo a 43 grados del viento real, pero y si tal vez quizá a 45 grados y con 99 litros de agua salada haciendo banda ... 5,6 (?) ... 5,7 (?) ... 5,8 (!?) ... 5,9 (!!!)

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Re: Receta para un Balandro moderno



4 a 10

3 a 10

2,5 a 10

(estos dibujos son de CA Marchaj que según parece este año cumple 98 años)

un 40 por ciento, un 30 por ciento, un 25% de la fuerza del aparejo se puede sacar como empuje o fuerza de avance

Esto son relaciones normales o típicas en un velero entre la fuerza que le hace avanzar y la fuerza que desarrolla el aparejo, que es más o menos la misma fuerza que le hace escorar

Y la Potencia o capacidad de aguantar trapo es GZ (el brazo que adriza el velero) dividido entre h (el brazo que hace escorar al velero, la distancia vertical -la altura- entre donde trabaja la orza-timón-casco y donde trabajan las velas)

un grandote por ejemplo:

Potencia 6%
10.000 kilos de Desplazamiento
el aparejo en ceñida va cargado con 600 kilos, desarrolla una fuerza de 6 Mil Newtons, un 6% del Desplazamiento
y de esos 600 kilos (6.000 Newtons) un grandote aprovecha un digamos 40% que son 240 kilos, y así va sobrado pues los grandotes tienen una resistencia al avance del 2% del Desplazamiento, que serían 200 kilos, cuando navegan a la velocidad del casco en la práctica

un chiquitajo potente y ligero:

Potencia 10%
1.000 kilos de Desplazamiento
el aparejo en ceñida va cargado con 100 kilos, 1.000 Newtons, un 10% del Desplazamiento
y de esos 100 kilos puede sacar para avanzar un 25-30% porque hay mucho cascarón y poco trapo en comparación con el grandote, además encima como es chiquitajo tiene mucha superficie mojada en comparación con el grandote, y así su resistencia al avance es de alrededor de un 2,75% que serían unos 25-30 kilos

por eso los grandotes van sobrados en ceñida y los pequeñajos a pesar de ser ligeros y potentes van justitos

Predecir con exactitud la velocidad que va a alcanzar un velero es muy difícil; pero tener una idea aproximada de su velocidad es fácil

(En un crucero para el honrado transporte de latas de cerveza ... el objetivo de estos cálculos para reconciliar y encajar los números ... no es calcular la velocidad con precisión, sino ajustar el Equilibrio en ceñida y ver qué fuerza hay en el timón, no vaya a ser que sea demasiado ardiente)

Veamos los múltiplos para tener una idea y predicción sencilla a ojo de buen cubero de la velocidad que puede alcanzar un velero:

10 metros de eslora en la línea de flotación, eslora de la línea de flotación contando todo el culo/trasero que se moje

raíz cuadrada de 10 = 3,1622

x 2,1 = 6,6 nudos, ciñendo muy ceñido al viento
x 2,4 = 7,6 nudos, abriendo el rumbo
x 2,7 = 8,5 nudos, por la aleta a todo trapo con Spy y/o con viento fresco/fresquito

Para ir más allá la proporción "D / L" (Desplazamiento / Eslora en la línea de flotación) tiene que ser menor de 140 (en medidas imperiales, del Almirantazgo británico)

este bicho grandote hemos dicho que es de 10 toneladas

multiplicamos las toneladas por 28.300 y dividimos por la eslora elevada al cubo

10 x 28.300 / (10 x 10 x 10 metros de eslora en la línea de flotación) = 283 D/L

Así que el grandote hace 6,6 ... 7,5 ... y 8,5 nudos

Veamos el pequeñajo: 6 metros de eslora en la línea de flotación

raíz cuadrada de 6 = 2,4494

x 2,1 = 5 nudos
x 2,4 = 5,9 nudos
x 2,7 = 6,6 nudos

x 3,63 = 8,9 nudos

1 tonelada x 28.300 dividido entre (6 x 6 x 6) = 131 D/L

a favor del viento, ya con viento fresquito o fresco ya con un buen tangón/botalón y Spy ... el pequeñajo atraviesa el muro de la resistencia creada por la ola del casco

el bote pequeñajo hace 9-10 nudos y al bajar la ola hace 12 nudos

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Re: Receta para un Balandro moderno







Tektron 50 (Catamarán Bicharraco)

ciñendo a 44 grados del viento real

Velocidad 12,5 nudos



U20 (Tabla de Surf cabinada)

ciñendo a 43 grados del viento real

Velocidad 5 nudos

-corre que te pillo

Pero, claro, aquí no acaba la cosa, pues ellos ya van a plena potencia ... y nos han pillado desprevenidos ... entonces ponemos los dos tripulantes en la misma banda ... y además cargamos en la banda de barlovento 90 litros de agua salada ... el centro de gravedad entonces se mueve unos 20 centímetros ... y el brazo GZ sería de 63 centímetros ... y entre el conjunto orza-timón-casco y la fuerza de las velas estimo que hay una distancia, una altura, de 420 centímetros

63 / 420 = 0,15

15% de Potencia

Velocidad 5,5 nudos

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Re: Receta para un Balandro moderno

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Re: Receta para un Balandro moderno



(Coeficientes ideales/cojonudos para la versátil furgona de un honrado transportista de latas de cerveza)

Supongamos que en el aire hay 10 Newtons por metro cuadrado, pues bien un One Ton IOR es capaz de configurar su aparejo a 1,6 y convertir los 10 Newtons en 16 Newtons

Por otro lado el catamarán bicharraco que nos ha pasado echando chispas por la banda de babor esos tíos panda de brutos le han metido 6 toneladas de tensión a la escota de la Mayor para configurar su aparejo a 0,8

-Están locos estos romanos

El ideal desde mi punto de vista sería poder configurar el aparejo de 1,4 a 0,7 sin soltar la lata de cerveza

30 Newtons (de una mañana de verano) x 1,4 = 42
60 Newtons (de una tarde de verano) x 0,7 = 42

¿Es posible?

Sí, tal vez sería posible

Veamos

El timón va frenado con un cabo por rozamiento, la lata de cerveza va en la mano derecha, y cerca de la mano izquierda tengo cuatro cabos con sus muchas poleitas:

-la escota de la Mayor
-el carro de la Mayor

-un cabo para la botavara del foque
-un cabo que le da y quita embolsamiento al foque

(los cuatro cabos están en las dos bandas)

Pero ... en el dibujito parece que se ve un winche cerca del palo

Sí, el botecito lleva un winche, lleva 1 winche para

(1) recoger el ancla de anclar en la arena y el fango
(2) recoger el ancla de anclar en el mar, el ancla de capa
(3) recoger la orza que sube hacia popa y varar sobre la arena y el fango

Mucho correr correr, pero a veces hay que parar

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Re: Receta para un Balandro moderno





Los cargueros como un Boeing 737 cuando necesitan fuerza para sus ejercicios de halterofilia y levantamiento de pesos ...
despliegan los flaps y con eso consiguen

-un ala de mayor tamaño, izan más trapo, recoger los flaps es rizar las velas

-una vela más embolsada

y además despliegan un slat en el borde de ataque para que el ala pueda trabajar con un

-mayor ángulo de ataque

para conseguir más fuerza hace falta más trapo, más cantidad de vela, o una vela que obtenga un mayor coeficiente porque esté más embolsada y trabaje con un mayor ángulo de ataque



Según ORC-VPP-2013 ... el Código Cero ... es una vela capaz de obtener un coeficiente de

2,2

Esto se podría decir que es lo máximo que puede dar de sí una vela

El Código Cero no es una vela mágica, consigue su coeficiente a base de pan y patatas: gran embolsamiento y gran ángulo de ataque

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Re: Receta para un Balandro moderno

En el dibujo aparece una vela en dos dimensiones, el arco es la vela, y hay una cuerda y una flecha imaginaria

la flecha dividida entre la cuerda = 0,15 que por 100 es un 15%, y el dibujito está equivocado porque el embolsamiento es de un 20% (y el ángulo de ataque de 40 grados, los embolsamientos y los ángulos de ataque suelen mantener estas relaciones del doble y la mitad)

flecha / cuerda = 0,20

entonces

coeficiente en dos dimensiones = 0,8 + cuatro pi por flecha entre cuerda

= 0,8 + 4 x 3,1416 x 0,20

= 3,31

Y ahora tenemos que pasar del dibujito en dos dimensiones a la vela real en tres dimensiones

Coeficiente en tres dimensiones = 3,31 / (1 + 2 / 4) =

2,2

suponiendo un alargamiento (AR, Aspect Ratio) de 4 = altura de la vela elevada al cuadrado dividido entre la superficie de la vela

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Re: Receta para un Balandro moderno



Ahora bien, un Código Cero suele trabajar a 40-45 grados del viento aparente, y va cazado a una banda e incluso más abierto ... así que el ángulo de ataque sería digamos 20 grados, 25 grados

El ángulo de ataque tal como se define para las alas de los aviones es un número que no tiene utilidad para las velas en general y en especial para la vela de proa

El viento ataca las velas de proa con ángulos enormes, increíblemente enormes

esto es debido a tres cosas que se suman: es una vela, hay otra vela que va detrás ... y el borde de ataque va inclinado

El Código Cero se monta en un botalón para conseguir más espacio para mayor cantidad de trapo, y tener un borde de ataque más inclinado para que el viento entre con un ángulo bien grande en una vela bien embolsada

Lo mismo que el ala desplegando los flaps, sin magia, sino pan y patatas: más superficie, más embolsamiento y el aire entrando con un mayor ángulo

---

Nah

Si nos tomamos en serio que un balandro construye 1 Ala con 2 Velas entonces el ángulo de ataque es el ángulo del viento aparente, y los numeritos y la teoría y la traducción del aeronáutico al náutico encaja

---

Pues sí y pues No

un balandro no es ni una vela solitaria ni una ala simple

por encajar los curiosos números del código cero según Fabio Fossati no vamos ahora a desencajarlo todo y a sacar Foque/Génova y Mayor fuera de quicio, ahora encima que por fin he logrado encajar la Teoría con los datos del tunel de viento del Politécnico de Milán

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Re: Receta para un Balandro moderno

Pero lo complicado no es conseguir un buen Coeficiente Máximo

Lo complicado en un balandro es cómo reducimos la fuerza de las velas

Lo complicado es que un balandro de crucero navegue con viento bonancible, entre 11 y 16 nudos de viento real, sin cambiar de velas

El problema no es obtener un coeficiente de 1,4 con un foque y una Mayor

El problema gordo es cómo conseguir un coeficiente de 0,7

Ese es el problema de la versatilidad

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Re: Receta para un Balandro moderno





Supongamos para hacer el ejemplo más sencillo que el avión cargado de mogollón de maletas y pasajeros pesa 64 kilos

La tierra lo atrae irremediablemente con una Fuerza de 640 Newtons (= 64 x 9,8) redondeando la gravedad

El avión necesita que las alas le den una Fuerza de 640 Newtons, una fuerza de Sustentación (Lift)

El avión cargado con mogollón de maletas y pasajeros quiere aterrizar, y la velocidad del avión bajará de 20 nudos a 10 nudos, entonces el piloto pone más trapo, y en vez de llevar izado 10 metros cuadrados pone 20 metros cuadrados, y además aumenta el Coeficiente de sustentación (CL) gracia a aumentar el embolsamiento y aumentar el ángulo de ataque

Y el avión aterriza

---

¿Y el 0,16 qué pinta en esta historia?

Fuerza en Newtons = la mitad (0,5) de la Velocidad al cuadrado en metros por segundo x metros cuadrados de superficie x la densidad del aire

y en el 0,16 va "la mitad", "la densidad del aire" y lo necesario para mezclar nudos y metros

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Re: Receta para un Balandro moderno

Pues no entiendo los números de ORC-VPP-2013

Los números han salido del tunel de viento del Politécnico de Milán (bajo los mandos del profesor Fabio Fossati y sus muchachos) y van y dicen:

Coeficiente CL

Código Cero a 26 grados del viento aparente: 1,785
Génova bien embolsada a 27 grados: 1,5

Código Cero a 42 grados del viento aparente: 2,2
Asimétrico a 41 grados del viento aparente: 1,1

Pues no lo entiendo

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Re: Receta para un Balandro moderno



3:05

En 3:05 se puede ver los fascinantes juguetes del profesor Fabio Fossati

Y dice el tío que ... "transferir el conocimiento del mundo científico al mundo del diseño y la producción"

joooder, que me gasté una pasta en tu libro (Aero-Hydrodynamics and the performance of sailing yachts) y es una mezcla de una colección de apuntes del Tecnológico de Delft ...

http://www.tudelft.nl/

... y un folleto de propaganda lleno de colorines de lo bien que os lo pasáis jugando con los juguetes

(catedrático ... y de Milán)

http://www.polimi.it/

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Re: Receta para un Balandro moderno



Eslora en la línea de flotación, 6 metros
Manga en la cubierta, 2,4
Puntal en s5, 1,15 (el "puntal" está bien definido en castellano, pero no es una pieza del casco, el barco está apoyado en el suelo en dique seco y hay un puntal hasta el "trancanil", si el puntal estuviera dentro del casco entonces don Cicuta tendría razón y el puntal sería = "puntal + brusca")

Manga / Puntal = 2,08
Lastre: 230 kilos @ 1,6 metros de calado, equivalente a 368 kilos @ 1 metro de calado
Desplazamiento en la condición de rosca: 750 kilos (porque es tontería hacernos trampas en estos cálculos al solitario y pensar que podría ser 650 kilos)

Lastre @ 1 metro de calado / Desplazamiento en rosca = 0,49

que x 100 es un 49%

Superficie mojada (casco + orza + timón) unos 9,5 metros cuadrados y me parece que se me ha olvidado contar el bulbo

Superficie mojada x 2 = Superficie vélica

Entonces 19 metros cuadrados en una Mayor de 12 metros cuadrados y un foque de 7

altura/envergadura 7,7 metros

Alargamiento (AR, Aspect Ratio) = 7,7 x 7,7 / 19 = 3

Viento del diseño/diseñador: 14 nudos de viento real

Capacidad de aguantar trapo @ 20 grados de escora, Potencia del casco: 10% del Desplazamiento

Claro, el viento de los franceses es 11 nudos de viento real, y todo el cabreo de don Cicuta -que si los Coeficientes, que si el Código Cero, que si Fabio Fossati ...- ejque ha caído en la cuenta que un First 21.7/20 nos saca dos décimas de nudo en ceñida con 11 nudos de viento real, y eso no puede ser

Los dos tienen 6 metros de eslora en la línea de flotación

Que si izamos un génova ligero (C0, A1, G0 ... o como carallo lo llamen)
Que si guerra al francés

En fin, tranquilo, don Cicuta, que esto lo arreglamos

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Re: Receta para un Balandro moderno



ni 600 ni 700 con un grátil de 670 centímetros sale un Foque de 8 metros cuadrados

le faltaba trapo, además la manivela del winche chocaba contra el palo, el último sable de la Mayor molestaba al bajar la vela, y encima le faltaba orza, al hacer los números con detenimiento abatía 1 grado más que el First 21.7/20 y eso no puede ser

así que le he puesto un metro cuadrado más de trapo, he movido el winche, le he puesto a la Mayor unos sables más amables y he aumentado el tamaño de la orza haciéndola un poco más ancha y la cosa queda así:

Spy asimétrico de 24 metros cuadrados (= 20 x 1,2) en su botalón orientable
20 metros cuadrados dividido 40-60: un 40% un Foque de 8 metros cuadrados y un 60% una Mayor de 12 metros cuadrados

Orza, 0,6 metros cuadrados, 3% de la superficie vélica
Timón, 0,3 metros cuadrados, 1,5% de la superficie vélica

este tipo de Mayores no son más eficientes pero son más versátiles

al tensar la escota de la mayor, se tensa la baluma, y se fuerza un sable, y el sable forzado le da embolsamiento a la vela ( un 14% flecha entre cuerda por ejemplo) y le quita torsión/alabeado para buscar la máxima fuerza

y cuando sube el viento se relaja la escota y la parte de arriba se abre, es decir se desactiva la parte de arriba por torsión/ alabeado

se le da fuerza por embolsamiento y se le quita por torsión/alabeado

la fuerza de las velas se puede aumentar o disminuir de tres formas:

-por la orientación
-por el embolsamiento
-por la torsión/alabeado

dar y quitar embolsamiento a la Mayor requiere ejercer mucha violencia sobre la jarcia y el palo, este tipo de aparejo, sin embargo, es una forma moderna de volver al siglo XIX y a la mayor con cangreja

actualmente se está reinventando la rueda, es decir la cangreja, de hecho un tipo, francés tenía que ser, ha presentado en el registro de la propiedad intelectual de Francia el siguiente invento que es una variante de la cangreja:



el Foque por su parte debe servir para tres cosas distintas:

-huir delante de 40 nudos de viento real
-ir contra 30 nudos de viento aparente
-ceñir en la parte baja de viento bonancible

esto se soluciona con una botavara y con un tamaño adecuado, y esto último está un poco en el límite de las capacidades del cerebro de varón pues hay que pensar en tres cosas al mismo tiempo; pero después de muchas vueltas la cosa se queda en un Foque de 8 metros cuadrados

Entonces

La Tierra atrae irremediablemente al botecito con una Fuerza de diez mil Newtons por su Centro de Gravedad (CG) y el Mar lo empuja hacia arriba por el Centro de la Carena (CB) con una Fuerza de diez mil Newtons

Y entre estas dos formidables fuerzas hay una distancia igual o mayor a 46 centímetros que se hace cargo del par de fuerzas de mil Newtons y a 460 centímetros formado por la fuerza aerodinámica (CE) y la fuerza hidrodinámica (CLR)

10.000 Newtons x 46 centímetros del brazo Mar-Tierra = 460 centímetros x 1.000 Newtons del par aero-hidrodinámico

la orza aporta 400-600 Newtons con 3-3,5 grados de abatimiento a 5-5,5 nudos, el timón aporta 300-400 Newtons, el casco aporta alrededor de unos 150 Newtons

y el centro de presión del casco-orza-timón (CLR) @ 20 grados de escora se encuentra a 420 centímetros de la proa