primeras líneas

[caribdis]

Re: primeras líneas

feb-2019


Bueno, vais a tirarme piedras, pero ya había anunciado un cambio de formas de proa y aqui está. Va por el camino de los Imoca, los proa de pastilla de jabón de la Mini Transat y del último ganador de la Ruta del Ron..

Mucho más volúmen en proa, amuras bastante más mangudas, proa voluminosa y bajo flotación no cambia demasiado, quedan ahora una amuras con un pantoque muy marcado ideal para surfear con potencia y sin clavar la proa...

Hay dos razones principales, una evitar que la proa se clave en un tipo de mar como puede haber en Atlántico, Índico y Pacífico Sur y otra que el barco al escorar tenga más apoyo a proa y no trime tanto hacia proa.

Estas son unas imágenes comparadas con como era antes y como va ser ahora:















Estéticamente, comprendo que entra peor que lo que tenía, pero el ojo está educado por lo que ve, y tal vez por aquí vayan a ir las cosas, un barco debe durar muchos años, y la estética varía pero el comportamiento no...

A ver que os parece, me pongo a cubierto...

Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

Pues le he dado unas vueltas más al tema, y me he encontrado también con una sorpresa. Resulta que cuando hice el cálculo del stix en su día, se me debió colar una geometría que no era o una posición del centro de gravedad muy favorable, el caso es que me he encontrado ahora con unos datos de estabilidad más modestos y que habrá que pelear con un cuidadoso control de pesos.

Hice el cambio de cabina, y opto ahora además por cambiar la configuración de las ventanas, que antes estaban en un hueco para poder abrirlas hacia fuera y que no entrase la lluvia. Constructivamente era complicado y creo que les voy a copiar la idea a los últimos Dehler, sus ventanas de cabina abren hacia fuera pero la bisagra superior va protegida por una goma que hace que la propia ventana evite que caiga agua dentro.

Se me ocurre esa solución o la de tener portillos comerciales normales que abran hacia dentro (interesante para no tener que poner y quitar mosquiteras cada vez que abres un portillo), y unos metacrilatos exteriores que no precisan ser estancos, a los que les puedas regular la inclinación, para impedir la entrada de agua pero no la ventilación.

Para bajar el centro de gravedad sin hacer un bulbo, le he ampliado algo el ancho de la orza, tenía un perfil de cuatro dígitos, un NACA 0012 y les he puesto (a las orzas laterales también), un NACA 65-015, que tiene menor resistencia a avance con ángulos de 0º a 5º, que van a ser los más normales navegando.

También he cambiado el bauprés, para eliminar la necesidad de un barbiquejo (que tal vez lleve de todas formas, aunque sea textil, como posible amortiguador en un coche con la proa).

Van imágenes y si queréis comentamos alguna cosa más en detalle, el stix ahora mismo queda en 46,85' que sigue sin estar nada mal..

[caribdis]

Re: primeras líneas

Como continuación de la reforma de la proa, le he suavizado el pico de la roda. Puede evitar daños en el caso de colisión con un objeto entre dos aguas y puede ayudar a montarse en una capa de hielo, en el caso de que algún día decidiera meterme en esos berenjenales, que nunca se sabe.







No debiera afectar a la eslora en flotación dinámica, al fin y al cabo, cuando le necesitas es en situación de olas, y el volúmen, tanto en proa como en popa está, y eso es lo importante.

Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

Después de haber reformado la proa parece que siento necesidad de ver el barco como queda...ahi va con una decoración discreta:

[caribdis]

Re: primeras líneas

Practicando con herramientas de dibujo:

[caribdis]

Re: primeras líneas

He estado afinando el cálculo de pesos contando ya con todo el equipo previsto, sus pesos y sus posiciones en el barco.

Son una cantidad elevada de cosas, que aunque muchos equipos seguramente varíen sobre los que ahora preveo, sí que creo que al ser tan exhaustivo y figurar tal cantidad de datos, los cambios que resulten al final serán bastante coherentes con los que tengo ahora.

Nuevamente, se me había colado un error importante en la posición del centro de gravedad, que ahora ha quedado corregido y los valores de estabilidad y de stix han vuelto a ser similares a los que tenía en un principio.

Esta es la curva de estabilidad a plena carga, que ahora se va hasta 8.118 Kgs, con un desplazamiento a media carga de 7.480 Kgs que es donde quería estar desde un principio:



El GZ máximo es ahora cercano a un metro, el ángulo máximo de estabilidad positiva es de 132,5º y con estos datos el barco tiene un stix de 59,37', casi 60' para un barco de 41 pies (cuenta con la bonificación de 5' por insumergibilidad).

He metido la curva en una comparativa de estabilidad que aparecía en otro hilo de este foro:



El SR2 en trazo grueso negro.

El Haka es el que mejor curva tiene, y el Malö 46 y el Maxi 1300 tienen mejores AVS (ángulo máximo de estabilidad positiva), pero el área de estabilidad positiva es bastante menor en los dos casos.

Para encontrar barcos con stix de 59 o 60 tenemos que ir hasta un Swan 60, un Moody 45, el Malö 46 que a pesar de esa curva de estabilidad creo que tiene stix 62,3, el Island Packet 420, el HR 48 o el Ker 46..

Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

Esta es la estructura de refuerzos que preveo:





Basicamente, se trata de asegurar la resistencia longitudinal, con la jarcia (sobre todo stays y backestays) tirando hacia arriba y los mástiles comprimiendo hacia abajo.





Y transversalmente, centrarse en la compresión de los mástiles y el tiro de los obenques, lo que obliga también a reforzar la cubierta entre obenques y fogonaduras.

La compresión del mástil de mayor se transmite directamente a la orza, que también debe estar sólidamente reforzada lateral y longitudinalmente.

Ese conjunto obenques, fogonadura, coz, quilla es básico, es el núcleo de la fortaleza del barco.

La estructura longitudinal, en este caso, conecta también con el stay de trinqueta, las orzas traseras, el timón, y también el piloto de viento.

El resto ya es casi solamente resistir la presión hidrodinámica, que precisa una resistencia mucho menor.

En barcos de regata, una vez resueltos los esfuerzos principales, el forro destinado a la presión hidrodinámica ya puede ser mínimo.

En este barco, al ser un crucero, ese forro se sobredimensionará con respecto a sus necesidades reales, contribuyendo también a la resistencia general y a la reserva de resistencia para posibles colisiones. Además, en todo el barco, casco y cubierta están conectados con el forro de interior, contínuo en suelo, mobiliario básico y techo (en cinco grandes "burbujas", pozo de anclas, salón, camarote, baño y pañol), trabajando en realidad como un conjunto en el que además están los refuerzos que aparecen en la imágenes de arriba.

Recuerdo los espesores de forro:

-Casco 11 mm
-Casco en quilla 25 mm
-Casco en flotación y roda 14 mm
-Cubierta 8 mm
-Interior suelo 8 mm
-Interior techo 6 mm

En todos los casos se combinan tres capas de fresno laminado con epoxi y fibra de vidrio laminada con epoxi. En puntos clave, como la unión casco orza y la flotación y roda se adiciona tejido de dineema laminado también con epoxi.

El conjunto creo que será de una gran resistencia, recordar que tanto interior como exterior son del mismo material y está pensado para trabajar conjuntamente y evitando concentraciones de esfuerzos. Con gran atención a los esfuerzos principales y con una ligereza de conjunto proporcionada por la ligereza del material y una buena conexión de esfuerzos en la que la fibra de vidrio cumple un importante papel.

Al mismo tiempo, los espacios entre las "burbujas" y el casco y cubierta estarán completamente cerrados al exterior (en todo caso con algunos tubos sellados destinados a instalaciones), lo que proporcionará flotabilidad y aislamiento.

Este tipo de construcción lo llevo pensando desde hace muchos años, e indudablemente es laborioso, pero espero que corresponda con el nivel de ambición del proyecto completo.

Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

He vuelto a hacer otra maqueta de casco para comprobar el efecto del cambio en las formas de proa y la he hecho con bañera y las formas de cubierta actualizadas:




























Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

He hecho una representación gráfica simplificada de las fuerzas que actuan sobre el barco en ceñida. Creo que pueden ayudar a comprender que pasa realmente en un barco en movimiento y a a comparar la influencia de unas fuerzas y otras, quiero que sirva también para el cofrade Bill en su búsqueda de las fuerzas que actúan sobre el aparejo.

Esta es una vista tridimensional:



Tenemos por un lado las fuerzas que actúan sobre el plano vélico, concentradas en un punto que básicamente es el centro geométrico de las tres velas, foque, mayor y mesana. Esta fuerza la podemos dividir de dos formas, en sustentación y arrastre, perpendicular al viento aparente y contrario a él o en fuerza de empuje en dirección del avance y fuerza lateral que tiende a escorar el barco y llevarlo de lado, y una componente vertical hacia abajo.

Oponiendose a esa fuerza hay otra que debe ser contraria que actúa en un punto de la carena pero que también está compuesta por varias fuerzas que podríamos separar..aqui está la fuerza de las orzas, del casco y del timón, al igual que la otra la podemos descomponer en tres vectores, uno contrario al rumbo efectivo del barco, uno lateral a él, que es el que impide la deriva y uno vertical que se supone que se verá compensado con el vertical del aparejo.

Y hay dos fuerzas mucho más importantes, de las que no se ven en esta imagen los finales: el peso del barco, aplicado en el centro de gravedad del barco, y la fuerza de flotación que será igual pero de sentido contrario, aplicada en el centro de carena o centro geométrico del volúmen sumergido del barco.

Veámoslo a vista de pájaro:



Vemos que el barco no se mueve en dirección de la proa sino que tiene un abatimiento. Vemos que hay un viento real que en este caso entra a 45º sobre el rumbo que lleva el barco sobre el agua, que el barco se mueve a una velocidad determinada, y que la composición entre la velocidad y el ángulo del viento real y la velocidad y rumbo real del barco nos dan un viento aparente que es el que actúa en realidad sobre las velas.

Vemos los dos componentes de sustentación y arrastre (en azul) de la fuerza del aparejo en relación a la dirección del aparente, y sus dos componentes (en magenta), uno de tracción y uno puramente lateral en la dirección de avance.

Y la fuerza sobre la carena con una componente antideriva y una componente de resistencia al avance.

Para que el barco se mantenga en equilibrio en el rumbo de ceñida que lleva, la fuerza sobre el aparejo se debe compensar y estar en la misma linea de actuación que la fuerza sobre la carena. La fuerza lateral y la de deriva se deben compensar, para que el barco mantenga una trayectoria rectilínea, y la fuerza de tracción intentará mover el barco hasta la velocidad en que se iguale con la de resistencia al avance.

Visto desde un punto en la trayectoria del barco por proa, se ve así:



Aqui vemos como la fuerza del aparejo y la de la carena se compensan, pero producen un par que quiere escorar el barco. Quien se opone a esto es el par adrizante del peso del barco (que se mantiene en el centro de gravedad del barco) y el empuje de flotación, que al estar el barco escorado se ha movido hacia una banda produciendo el par adrizante. Las fuerzas de aparejo y carena están bastante separadas y por ello producen un par escorante importante, pero el peso y el empuje de flotación son fuerzas mucho más poderosas, tal vez del orden de 20 veces mayores, y por ello no precisan de una separación tan grande..en las curvas de estabilidad de los barcos vemos que un brazo de 1 m ya es un brazo grande.

Y finalmente en sentido longitudinal, perpendicular al avance del barco:



Aqui tenemos que las fuerzas de aparejo y de carena también crean un par que tiende a hundir la proa. Pero sus valores ya no son tan grandes como las fuerzas laterales, tenemos solamente a la fuerza de tracción por un lado y la de resistencia por otro, menores a las laterales. Y las fuerzas verticales también tienden a hundir la proa, pero actuándo con un brazo bastante pequeño.

Quien se tiene que oponer a ese momento de giro hacia proa es nuevamente el par de peso y empuje de flotación; el momento que tiende a hundir la proa hace que el centro de carena se adelante de la vertical del peso (que es donde está en reposo) y aparece el brazo necesario para compensarlo. Con muy poco que se mueva el centro de carena hacia proa, en ceñida, ya es suficiente, para un aparente de 17 nudos el SR2 trimaría hacia proa 0,3º.

Una imagen en la que se aprecia la diferencia gráfica de magnitudes entre el peso del barco y las fuerzas sobre aparejo y carena:



Hay más cosas interesantes que contar sobre este diagrama de fuerzas, continuará..

[caribdis]

Re: primeras líneas

Es lo mismo que aparece en estos esquemas, que creo que son más entendibles, pero aplicado a un crucero, y tratando de que se visualice la enorme diferencia de fuerzas entre las ejercidas por el viento y el peso del barco y su empuje de flotación:

[caribdis]

Re: primeras líneas




Creo que en este vídeo se ven muy bien los equilibrios automáticos que se producen en un velero, que podemos repasar plano por plano:



Visto desde la dirección de avance, el equilibrio es claro, hay una fuerza producida por el viento sobre el aparejo que intenta escorar el barco y hacerlo derivar. Aparece debido a ello una fuerza contraria en la carena que se opone a la deriva, pero esas dos fuerzas producen un par de escora, que es compensado por el par adrizante que se forma al desplazarse hacia una banda el centro de carena. La fuerza escorante disminuye con la escora porque la superficie vélica proyectada en la dirección del viento cada vez es menor, y el par adrizante aumenta, por lo menos hasta los 60º de escora... el efecto es de equilibrio automático, el barco escora hasta que la fuerza del viento se compensa con la estabilidad del barco, y se obtiene una escora de equilibrio.

¿Sobre que punto gira el barco? yo creo que sobre el centro de carena. Un avión gira sobre su centro de gravedad, pero un barco gira sobre su centro de carena, que se va moviendo a medida que el barco escora. El balanceo del barco es estable porque las fuerzas se compensan, cuando el viento crece, el barco escora, esa fuerza disminuye y la adrizante aumenta por la misma escora.

En el plano transversal al avance:



La fuerza sobre el aparejo y la reacción a esta fuerza sobre la carena producen un par que quiere hundir la proa. Lo consigue, pero como la estabilidad longitudinal es muy alta, con un muy pequeño ángulo, de menos de un grado, ya se obtiene un par adrizante longitudinal que equilibra la situación.

¿Sobre que punto pivota el barco? Yo opino que sigue pivotando sobre el centro de carena. Se obtiene un equilibrio automático en el cabeceo del barco similar al del balanceo..la fuerza sobre el aparejo tiende a clavar la proa, al clavar la proa el centro de carena se desplaza a proa y aparece un par adrizante longitudinal entre la posición del centro de gravedad, que es fija y la nueva posición del centro de carena. A mayor fuerza sobre el aparejo, más movimiento hacia proa del centro de carena, que produce un enorme par adrizante longitudinal..otro equilibrio automático.

El plano que falta, la vista de pájaro:



Imaginemos el barco completamente quieto, le llega viento en la dirección del viento real, que produce sobre las velas una fuerza que se puede descomponer en fuerza lateral y fuerza de avance..la fuerza de avance encuentra en principio poca oposición y el barco comienza a moverse, pero también a ser desplazado lateralmente. La carena opone a estos desplazamientos una fuerza lateral que va aumentando y una resistencia al avance que también aumenta a medida que sube la velocidad. Al mismo tiempo, la propia velocidad del barco altera el ángulo en que recibe el viento y también su intensidad, se obtiene un equilibrio de fuerzas con el viento aparente. La carena evita el desplazamiento lateral y la tracción del viento se equilibra con la resistencia al avance de la carena...

Pero creo que es importante apuntar que la fuerza que actúa en primer lugar es la fuerza del viento, provocando una escora (alejando con ello el punto de aplicación de la fuerza de crujía) y provocando una orzada, que provocará que el barco aumente el ángulo con respecto al agua, con lo que la fuerza sobre la carena aumenta a la vez que la de las velas disminuye porque el ángulo de incidencia del viento se hace demasiado pequeño.

Esto provoca que el barco vuelva arribar disminuyendo de nuevo el ángulo de incidencia de la carena y sus apéndices y aumentando el ángulo sobre el plano vélico, por lo que el barco va buscando su posición de equilibrio. Sube el viento, el barco escora más y orza, hasta que la orzada hace disminuir la fuerza sobre las velas y aumentar la que se ejerce sobre la carena.

Y estos tres equilibrios estables suceden a la vez...

¿Sobre que punto pivota el barco a vista de pájaro? Sigo opinando que básicamente sobre el centro de carena, pero si caláramos una orza en proa, el punto de giro se iría a la proa, o si metemos el timón 15º, ese punto de giro se iría a la popa.

Vamos a dejarlo por ahora aqui

Un saludo

[caribdis]

Re: primeras líneas

Sigo... a pesar de que la distribución longitudinal de orzas, timones y la superficie lateral del propio casco del barco influyen en la posición del centro de giro a vista de pájaro, sostengo que la posición de éste está basada en la posición del centro de carena (del centro geométrico del volúmen sumergido), y eso se hace evidente cuando el barco llega a un grado de escora en el que las orzas y el timón ya han salido del agua o apenas ejercen ninguna fuerza hidrodinámica significativa.

Los puntos de giro, además, deberían ser coincidentes en los tres planos, pues son equilibrios que suceden al unísono.

Pero hemos visto que para cada uno de los planos, dentro de unos márgenes, los equilibrios son estables. Existe un equilibrio entre un plano vélico y una carena independientemente (sobre el papel) de donde se hallen sus fuerzas con respecto al centro de gravedad y centro de carena. Para la vista frontal el par adrizante puede estar en distinto plano que el par escorante; para la vista lateral el par adrizante se podría producir más a proa o más a popa; para la vista superior CG y CC pueden estar más a proa o más a popa y los equilibrios serían igualmente estables.

Sobre el papel, pero parece claro que si el punto de giro en los tres planos son las sucesivas posiciones del centro de carena para las diferentes escoras, o está muy cercano en cada momento a esas posiciones, nos interesará que las fuerzas aerodinámicas del plano vélico y las hidrodinámicas de la carena, alcancen el equilibrio en puntos cercanos a la posición del centro de carena para cada escora..

Y estamos hablando de un equilibrio dinámico, en el que las fuerzas de tracción del aparejo se equilibren con las de resistencia al avance, en las que están incluídas las hidrodinámicas y las aerodinámicas del casco y aparejo (estas últimas normalmente se computan en la fuerza conjunta sobre el aparejo, fuerzas aerodinámicas por un lado e hidrodinámicas por otro)...

Se trata realmente de un problema complejo valorar y averiguar los puntos de aplicación y la dirección de todas estas fuerzas para cada intensidad y dirección de viento, y para cada estado del mar.

Nuevamente, Larsson, Eliasson y Orych se reiteran en ello:



Pero esto tampoco es un drama, hace milenios que se hacen barcos, y mejor o peor (muchos de manera excelente) navegan.

El margen dentro del que los equilibrios estables automáticos se producen es bastante amplio...siempre hay barcos que tiran condenadamente de la caña tan pronto sube el viento, pero reduciendo vela se controlan..o barcos que van como dormidos, que hay que ponerlos a ceñir porque ellos solos no se ponen..., pero entre los dos extremos hay bastante margen para obtener un equilibrio aceptable a todos los rumbos e intensidades de viento.

El punto ideal en el que se verifica que ese equilibrio es correcto, a mi modo de ver, es que con una brisa ligera y mar plano, en ceñida, el barco quiera orzar ligeramente y tengamos que mantenerlo nosotros con la caña en el punto donde avancemos más contra el viento...eso es sensibilidad, y permite llevar un barco al tacto y sin instrumentos aunque sea de noche y a ciegas.

¿Como hacerlo? Hablábamos de dos fuerzas de sentidos contrarios, la fuerza sobre el aparejo y la fuerza sobre la carena, pero cada una de ellas es en realidad la resultante de unas serie de fuerzas menores en distintas posiciones, como el peso del barco aplicado en el centro de gravedad es la resultante de los distintos pesos de cosas que hay a bordo situadas en distintas posiciones.

La fuerza ejercida sobre el aparejo es basicamente la fuerza ejercida por cada una de las velas y afinando, tomando también en cuenta el arrastre inducido del conjunto y el producido en mástil y obra muerta.

La fuerza ejercida sobre la carena también la deberíamos subdividir a efectos prácticos entre la fuerza que ejerce la orza/s, el timón y el conjunto del casco sumergido.

El casco sumergido también está sujeto al flujo de agua que incide en él con el ángulo del abatimiento, y por lo tanto podemos imaginar que funciona como un perfil más que produce su sustentación y su arrastre.. Al forero U2 le gusta llamarle al efecto de este casco sumergido momento de Munk, llamémosle como queramos, su valor y su punto de aplicación es difícil de computar y dependerá de la simetría de las formas, del calado de casco...es otro de estos indeterminados que tal vez los CFDs resuelvan, pero que por el momento no hay que menear mucho...

De hecho, muchos barcos ciñen solamente con el casco, sin quillas ni orzas, y ciñen, porque el casco en su conjunto ejerce de perfil.

Va una imagen artística de la descomposición de las fuerzas sobre la carena:



Lo importante es que hay una descomposición de fuerzas y que el conjunto de ellas debe equilibrar a la fuerza sobre el aparejo. De estas fuerzas, tenemos control directo sobre una, la del timón, que además está bastante alejado del centro de giro (CC), por lo que la variación de su fuerza al variar su ángulo de ataque al flujo debe ser suficiente para compensar alguna desalineación de las dos fuerzas principales o para realizar una virada o una modificación sustancial de rumbo.

Hay que resaltar que el timón en ceñida, aunque vaya a la vía, está ejerciendo una fuerza que contribuye al equilibrio direccional.

El conjunto de fuerzas es estable de por si, por lo hablado de que al subir la fuerza sobre el aparejo se produce una orzada y las fuerzas hidrodinámicas sobre los perfiles sumergidos aumentan al aumentar su ángulo de incidencia al tiempo que disminuyen las fuerzas sobre las velas, provocando una arribada y la búsqueda de una posición de equilibrio.

En todo caso, lo que hay que conseguir es que el equilibrio se produzca con la más efectiva configuración de velas posible y que el barco con el timón a la vía o conteniendo ligeramente la orzada ya obtenga el equilibrio entre fuerzas aerodinámicas e hidrodinámicas, para no estar frenando continuamente el barco y tener como reserva toda la fuerza posible que podamos obtener del timón.

Premio al que haya llegado hasta aquí!!

[caribdis]

Re: primeras líneas

Todos los análisis de fuerzas que he intentado exponer antes se referían unicamente a la ceñida, importante, pero evidentemente es sólo uno de los rumbos que puede tomar un barco.

Para empezar a analizar otros rumbos podemos empezar con la popa cerrada, en la que las velas ya no funcionan como alas en las que la diferencia de presiones en sus dos caras producía una fuerza de "aspiración" o "succión" sino que funcionan por empuje directo y en su cara posterior se producen una serie de turbulencias no laminares.

Volvemos a cuantificar a grosso modo las fuerzas que intervienen con el método de G Hazen, el método base utilizado para las VPP del rating ORC, y lo que nos encontramos en primer lugar es que para 180º de aparente las velas producen sustentación cero, lo único que producen es arrastre (drag), de valores diferentes según la vela, al foque le adjudica arrastre cero, por estar normalmente detrás de la mayor, para la mayor sería un 90% de la fuerza de presión pura debida a su superficie, para un spi sería un 66%, y para la mesana un 80%, adjudicándole a ella la sombra de viento que producirá sobre la mayor.

El resultado es que tenemos una fuerza considerablemente más pequeña que las que veíamos en ceñida:



En ceñida las fuerzas eran poderosas relativamente, pero se compensaban y eran mayormente laterales, las laterales de las velas se compensaban con las opuestas de la carena, dejando solo una pequeña fuerza de avance que era compensada por la resistencia al avance creada por la velocidad adquirida por el barco.

En la popa ya sólo vemos un empuje puro que hace alcanzar al barco una velocidad tal en la que la resistencia al avance (de múltiples tipos) se equilibre con el empuje...y la velocidad suele ser mayor que en ceñida..

En la siguiente imagen se ve el cambio de intensidad de las fuerzas involucradas con respecto a los diferentes aparentes:



Lo primero que resulta evidente con estas fuerzas que se hacen menores a medida que se acercan a la popa cerrada, es que la fuerza que las contrarreste en la carena deberá estar cada vez más atrás, hasta el caso de la popa cerrada en que, si no se abre una vela por la banda contraria, la fuerza sobre el plano vélico siempre tenderá a hacer orzar el barco, no es posible compensarla sin meter timón.

Parecería que un barco muy bien equilibrado para ceñida tiende a ser bastante exigente en portantes (sin modificar velas ni plano de deriva).

Pero el hecho de que las fuerzas se hagan cada vez menores facilita mucho la cuestión y realmente compensar la tendencia a orzar de un barco en una aleta se hace con bastante facilidad con el timón sin necesidad de arriar mayor y dejar solamente las velas de proa.

Pero también es claro que aqui no se produce ningún equilibrio automático como el que se producía en ceñida..si el barco tiende a orzar y lo equilibramos metiendo un poco de timón y dejamos el timón atado, ese equilibrio es practicamente indiferente, en un momento u otro el barco, por cambio en la intensidad del viento o por efecto de una ola, orzará o arribará, y aunque la posición del centro vélico tienda a compensar la orzada o arribada, es muy difícil que ese equilibrio se mantenga mucho tiempo sin una intervención "inteligente" de un caña, un piloto automático o una escota de foque atada al timón..y peor claro, cuanto más afinado esté la posición del centro de resistencia lateral con respecto al centro vélico para la posición de ceñida.

O cuando intervienen otros factores, como pueden ser un barco con popa estrecha que hunde su popa en su propia ola al acercarse a su velocidad límite de casco o cuando la falta de estabilidad de formas hace entrar en sincronía el balanceo del barco con las olas..

Los barcos con orza abatible resuelven aparentemente con brillantez este tema, al subir la orza, el centro de resistencia lateral se retrasa y le da predominancia absoluta al timón, y al mismo tiempo evitan que la quilla haga orzar al barco, que va a preferir derivar..

¿El precio?: dificilmente obtienes un centro de gravedad tan bajo como en un quilla fija y posiblemente necesites más peso para obtener una estabilidad suficiente..o un complejo mecanismo para subir una orza lastrada, con el handicap también de poder encontrarte sin estabilidad suficiente con la orza levantada..

Un descanso, hay más cosas..

[caribdis]

Re: primeras líneas

El equilibrio del plano vélico si, pero lo relativamente pequeñas que son las fuerzas en portantes aún magnifica más la importancia de las otras fuerzas siempre presentes y que deben estar en equilibrio, el peso de la embarcación y su empuje de flotación. Si para un 40 pies estamos hablando de un empuje debido al plano vélico del orden de los 50 Kg para 15 nudos de viento, el desplazamiento y su fuerza contraria son del orden de los 8.000 Kg, la diferencia es brutal, y no interviene como componente de empuje en la mayor parte de los casos, pero hay que tener mucha atención con los que sí interviene.

Una cuestión previa, en las olas pasa esto:



El movimiento circular de las partículas de agua con las olas hace que tengan una aceleración perpendicular a la superficie.

Y esa aceleración, combinada con el peso del barco, provoca que el barco se acelere por su propio peso al bajar una ola, tal como le sucede a un surfista, y se vea frenado al subir la siguiente:



Se ve bien en este último esquema como el peso W está cortado para indicar que realmente su fuerza es proporcionalmente mucho mayor y si se representara a escala apenas apreciaríamos Fr, el empuje vélico..

La magnitud de la fuerza de empuje o freno de esta bajada o subida de ola puede ser facilmente del orden de 10 veces la fuerza de empuje del plano vélico y será importante que lo tomemos en consideración para mantener el control del barco en posibles bajadas de grandes olas.

Aqui la fuerza ya no se aplica en el centro de presión del plano vélico, se va a aplicar directamente en el centro de gravedad del barco, y para que el barco no pierda el control ante esa fuerza está claro que el centro de resistencia lateral de la carena debe estar por popa del centro de gravedad del barco, del mismo modo que en un dardo el peso está en su morro y las plumas en su cola..

Le agradezco al forero U25 haber traído este efecto al campo náutico hace ya algunos años, realmente, a pesar de su evidencia, no es algo normal que se hable de esto en arquitectura naval. [IMG]https://**************.net/images/smilies/gracias.gif[/IMG] [IMG]https://**************.net/images/smilies/gracias.gif[/IMG]

Y hay otro efecto importante más, la fuerza sobre el plano vélico, a pesar de ser pequeña en portantes, puede ser paralela a la dirección del viento, vista lateralmente, (el viento va básicamente paralelo a la superficie del mar), o puede tener, por la propia configuración del aparejo, un efecto sustentador, o sea hacia arriba, evitando que la proa se clave, situación que en estas bajadas de ola puede ser tremendamente peligrosa..

¿Como se consigue que el aparejo tenga efecto sustentador? a lo largo de la historia, la arquitectura naval ha propuesto diferentes soluciones, una vela cuadra, claramente, tiene más efecto sustentador que una vela marconi; las velas latinas también tienen ese efecto, por poder atravesarse en portantes, y por el ángulo de su entena; las velas de windsurf tienen efecto sustentador al inclinar el palo hacia popa, necesitan ese efecto sustentador porque no hay jarcia que la sujete, se equilibra con el peso del windsurfista; el kitesurf lo necesita...



Posiblemente en nuestros barcos costeros se había olvidado bastante el tema, obsesionado como estuvo el yachting durante más de 100 años en ceñir, ceñir, ceñir...

No todos, la América, la goleta que inició la copa América, tenía entre otras virtudes, entre las que seguramente habría que destacar su manga, o sus planas y tupidas velas de algodón, la de darle una gran caída a sus mástiles y tener unas velas de proa con stays de gran ángulo con la vertical..



Aunque posiblemente esa última característica tenga más efecto en rutas oceánicas de portantes que en las abrigadas aguas del Solent..

La gran caída de mástiles la han vuelto a recuperar los barcos oceánicos de portantes, los stays muy angulados son muy importantes para que las velas de proa proporcionen sustentación...se ve de maravilla a partir del minuto 2 en las archiconocidas imágenes del Hugo Boss pasando las Kerguelen:




Seguimos en la vista lateral de barco, el punto de giro es su centro de carena, y el que las velas puedan permitir sustentación evita que la proa se clave. Para las distintas velas podemos ver que el que haya una componente sustentación en las velas de proa es mucho más importante que en las de popa, en proa ayudan a levantar la proa y en popa no, producen un momento o par de fuerzas contrario.

A la derecha un aparejo más vertical y a la izquierda uno más inclinado a popa:




Personalmente nunca me había gustado dar caída al palo si no fuera por absoluta necesidad al pensar en que un mástil con caída, en popas con poco viento dificulta a la mayor hincharse, al caer por gravedad hacia popa, pero bien pensado, ese efecto lo tienes siempre en las velas de proa y no se le da tanta importancia, es importante solamente en ventolinas muy ligeras y en cambio la caída puede ser muy beneficiosa en portantes con viento fuerte y bajadas de ola.

Y a ver si esto es todo de rollo teórico por ahora... [IMG]https://**************.net/images/smilies/sorry.gif[/IMG] [IMG]https://**************.net/images/smilies/sorry.gif[/IMG]

[caribdis]

Re: primeras líneas

El tema es que le he dado una repensada general al plano vélico/carena del SR2 aprovechando tener la maqueta operativa para hacer pruebas de navegación.

En primer lugar, asegurarme de que el centro de resistencia lateral de la carena estaba por popa del centro de gravedad. Con las orzas laterales que ya tenía estaba asegurado, y además tenía el requerimiento personal de que quiero que el barco mantenga el equilibrio longitudinal sobre su quilla y de que quiero una orza de bajo aspecto (poco calado con respecto a su eslora) y una entrada muy tendida para intentar evitar enganches, tanto de redes como en un banco de arena o una roca.

Lo del equilibrio longitudinal lo quiero para esa cosa tan antigua que es amarrarse a unos postes para carenar con la marea, y para no hacer demasiados números para apuntalar bien el barco en un varadero.

He hecho, no obstante unos pequeños cambios, he aumentado la eslora de la orza principal unos 20 cm y he retrasado las orzas laterales haciéndolas más pequeñas. Al retrasarlas, aumentan su fuerza respecto al eje de giro del barco, que estará en el centro de carena, y por lo tanto se pueden hacer más pequeñas, ahorrando superficie mojada. aumentar ligeramente la eslora de la orza principal ha sido por ampliar un poco la base sobre la que asentará el barco en tierra y por reforzar estabilidad de rumbo, que me parece fundamental para el crucero de altura, aún a costa de maniobras más perezosas.

Con la configuración de orzas decidida, ajustar el centro vélico. He probado a retrasarlo y las pruebas en la maqueta han sido satisfactorias en ceñida, en portantes el barco se desequilibra más, deja de ser tan "cómodo", pero se me ha planteado una posibilidad que resuelve alguno de los problemas que le veía al aparejo anterior.

Convierto la trinqueta en la vela principal de proa, subiendo su arraigo en el mástil hasta un poco más arriba del arraigo de los obenques altos (y retrasando ligeramente el mástil y dándole 3,6 º de caída), con lo que elimino las burdas volantes de la trinqueta y sigo manteniéndola como autovirante, con lo que llevo la principal vela de proa autovirante (antes llevaba como autovirante el tormentín como trinqueta hasta la segunda cruceta), y evidentemente llevo el tormentín al stay principal, al que va a la roda.

Me convence más el tormentín en el stay de la roda, por tener mayor palanca para poner el barco en popa con vientos de más de fuerza 8.

Por otra parte, la proa queda más despejada para las maniobras de anclas, puedes llegar hasta el fondeo o salir del fondeo con la trinqueta izada sin que interfiera con las anclas ni su limpieza cuando suben de un fondeo en fango.

Más, me voy a plantear una botavara de trinqueta al estilo de los Island Packet, con giro alrededor del eje que marca el stay de trinqueta, será de unos 3 m y va a girar por encima de los candeleros, haciendo las funciones de tangón para la trinqueta. La función autovirante queda asegurada, aunque creo que también voy a mantener el carril autovirante a proa del mástil, y voy a montar una retenida a cada banda que me permita llevar la botavara/tangón incluso por proa de su stay, para utilizarla a modo de tangón de muy fácil uso.

Esa botavara permite también prescindir de enrollador y utilizar una vela de garruchos, incluso con alunamiento y sables, si así se deseara...eso supone un ahorro importante de peso en altura, de resistencia permanente al viento incluso en fondeo y un ahorro económico, por supuesto. La vela se puede estibar arriada sobre la botavara y con una buena funda, al ser una vela única para ese stay, la vela no sufre. No lo he decidido en firme todavía, la desventaja con respecto al enrollador (que se podría utilizar también), es que hay que ir a proa antes de izar y al arriar, pero las ventajas también son evidentes, una vela de tanto aspecto como esta, con sables, es muy efectiva, en el SR1 era el Solent que llevaba, autovirante, e iba bien desde los 10 nudos hasta los 30. En este caso, al ser mayor el barco, podría ir incluso hasta los 35, y con poco viento puede coordinarse muy bien con la mayor, que es proporcionalmente mucho más grande que en el SR1, y ya con muy poco viento, utilizar el código cero o génova ligero en almacenador montado en el bauprés, con muy poco viento ya no nos importa mucho hacer un magnífico ángulo, nos importa andar.



La mesana la sigo manteniendo relativamente pequeña, por ser una vela que debe funcionar bien con mucho viento, y creo que ahora se combina mucho mejor, en ausencia de mayor, con la trinqueta o con el tormentín en el stay de roda, que será de unos 12 m2. La mayor queda pues con 36 m2, la trinqueta con 20 m2, la mesana con 12,5 m2 y el código cero con 50 m2, un verdadero "motor" para ventolinas.



El tormentín, sobre todo para traveses y largos se podría utilizar a modo de yankee, desplazando el centro vélico a proa, que veíamos que podía ser necesario en según que condiciones, aunque creo que las posibilidades de trimado de un queche son tan grandes que creo que el barco va a estar muy equilibrado en todos los rumbos, y las pruebas con la maqueta lo corroboran.







Hablamos de las pruebas en otro mensaje para no saturar (más) este...