Barco para usar a gran velocidad y/o en mares agitados que tiene un monocasco largo y delgado,

una proa puntiaguda (4), un extremo de popa (11) del casco con un fondo plano o ligeramente en forma de V (7) con al menos un timón de popa (10), una o más hélices (9) y/o chorros de agua como medios de propulsión, teniendo la parte delantera (3) un calado igual o mayor que el calado del extremo de popa (11), caracterizado porque la proa (4) tiene una superficie de control (5, 16, 20) que transforma el flujo de agua (F) que se desplaza a lo largo del barco (1) en movimiento hacia delante en una fuerza lateral ajustable (B)

Barco provisto de una superficie de control de proa.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un barco según el preámbulo de la reivindicación 1 tal y como se describe en la DE-A-3122863. Para la mayoría de los barcos con este diseño, la condición de navegación con viento de aleta relativamente fuerte o con mar de popa puede llegar a ser peligrosa debido a la aparición de "orzadas repentinas". La orzada repentina es un comportamiento especial del barco, que consiste en un movimiento de guiñada, oscilación y balanceo juntos. Los barcos pueden experimentar este movimiento de orzada repentina en la condición de oleaje descrita y una vez que se produce puede crear ángulos de balanceo peligrosamente grandes y al final acabar en "vuelco".

El fenómeno de orzada repentina puede explicarse más o menos como sigue: con viento de aleta y con olas de popa, la ola que llega eleva asimétricamente el barco y hace que comience a escorarse (y también a cabecear). La orzada repentina tiende a producirse en particular en olas con una longitud de onda similar a la eslora del barco. Así, al mismo tiempo, el barco pone su proa orientada hacia la (siguiente) ola. Provocado por la asimetría del casco, debida al ángulo de escora introducido y al efecto direccionalmente desestabilizador de las secciones de proa ahora sumergidas profundamente, el barco comienza a dar guiñadas. En combinación con la velocidad de avance, esto puede dar lugar a un aumento del ángulo de escora que a su vez agrava la asimetría del casco y con ello la inestabilidad del rumbo posterior. Esto puede llevar al barco a una situación potencialmente peligrosa, con las olas golpeando en su costado, haciendo que aumente aún más la escora.

Con barcos rápidos, este fenómeno de orzadas repentinas se puede encontrar con mayor frecuencia que con barcos regulares y puede tener efectos más graves, ya que los barcos rápidos son generalmente más pequeños y por tanto navegan en olas relativamente grandes. También la alta velocidad de avance empeora la influencia del escoramiento inducido por las fuerzas centrífugas cuando el barco se encuentra en un giro y por la frecuencia de encuentro entre el barco y el oleaje de popa. En particular, las olas más largas y más grandes pueden tener una menor frecuencia haciendo que su impacto sea mayor.

Normalmente los barcos son controlados de manera direccional por un timonel o un piloto automático. En general, el control aplicado tiene la finalidad de mantener el barco en un rumbo preestablecido. Por la experiencia en mediciones a escala real y a escala de modelo, se sabe que este control direccional aplicado con mares de popa empeora el comportamiento de las orzadas repentinas del barco, debido a la fase desfavorable entre la fuerza de gobierno aplicada y el momento de escora inducido.

Breve descripción de la invención

Con miras a superar estas desventajas, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 1. De este modo se incrementa la resistencia contra la orzada repentina mediante el uso de una superficie de control adicional para controlar direccionalmente y hacer un uso beneficioso de las fuerzas generadas por esta superficie para controlar el movimiento de balanceo y el de contraladeo. Mediante la aplicación de una superficie de control en la posición más adelantada posible, esta superficie de control puede considerarse como una superficie de control adicional para controlar al mismo tiempo tanto la guiñada como la escora. Después se producen las siguientes mejoras: En la situación en la que el barco navega con viento de aleta de estribor, una ola puede elevar la popa después de lo cual el barco comienza a escorarse a babor. La asimetría de la forma del casco bajo el agua induce a un momento de guiñada tratando de girar el barco a estribor. Se aplica una acción correctiva sobre la superficie de control cerca de la proa para corregir este cambio de rumbo y la fuerza solicitada es una fuerza lateral dirigida a babor. Esta fuerza implica un movimiento de balanceo a estribor y por tanto una disminución del ángulo de escora.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 2. Un barco con este diseño es especialmente favorable para la aplicación de la presente invención. Este barco se conoce por la publicación Keuning, JA; Toxopeus, S.; Pinkster, J.; The effect of bow shape on the seakeeping performance of a fast monohull (El efecto de la forma de la popa en la navegación de un monocasco rápido); Proceedings of FAST 2001 conference, septiembre de 2001, página 197-206, ISBN 0 903055 70 8, editor The Royal Institute of Naval Architects. En esta publicación el barco se describe como el diseño BOW AXE. El aumento de calado y de francobordo hace que el barco sea apto para navegar por mares revueltos asegurando al mismo tiempo que la superficie de control permanezca lo suficientemente sumergida en mares agitados.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 3. La proa más o menos vertical es especialmente adecuada para la incorporación de una superficie de control según la invención.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 4. Este radio de filete permite reducir la eslora del barco y de ese modo reducir también la superficie mojada y la resistencia al flujo, sin influir desfavorablemente en el comportamiento de los barcos durante el oleaje.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 5. Esto mejora el comportamiento de los barcos en mares revueltos ya que se reduce la resistencia añadida durante el oleaje.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 6. Esto facilita una construcción simple con un gobierno efectivo y capacidades de control.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 7. Esto facilita una construcción simple con una buena circulación de agua por el casco, reduciendo así la resistencia adicional cuando no se activa.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 8. Esta realización combina a altas velocidades buenas capacidades de control con alto rendimiento.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 9. De esta manera, se pueden combinar fácilmente la reducción de la escora y la reducción de las orzadas repentinas.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 10. De esta manera, el uso de la superficie de control puede adaptarse manualmente a las circunstancias cambiantes y a las condiciones del oleaje.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 11. De esta manera el uso de la superficie de control se adapta automáticamente a las circunstancias cambiantes y a las condiciones del oleaje.

Según una realización de la invención, se proporciona un barco como se define en la reivindicación 12. De esta manera, la superficie de control sólo se activa cuando su uso mejora el comportamiento de los barcos.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explica con más detalle a continuación, según varias realizaciones ejemplares y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en donde:

• La figura 1, muestra una vista en perspectiva de un barco según una primera realización de la invención,

• La figura 2a, muestra un conjunto de secciones en corte del casco del diseño del barco según la invención.

• La figura 2b, muestra las secciones en vista lateral.

• La figura 2c, muestra las secciones en vista inferior.

• Las figuras 3 y 4, muestran el barco de la figura 1, respectivamente, por detrás y desde la parte superior, con una indicación esquemática de las fuerzas con oleaje.

• La figura 5a, muestra la proa del barco de la figura 1 con la primera realización de la superficie de control, en una vista en perspectiva.

• La figura 5b, muestra la misma realización en una vista frontal.

• La figura 5c, muestra una sección Vc-Vc de la figura 5a.

• La figura 6a, muestra una segunda realización de la superficie de control en una vista en perspectiva.

• La...

1. Barco para usar a gran velocidad y/o en mares agitados que tiene un monocasco largo y delgado, una proa puntiaguda (4), un extremo de popa (11) del casco con un fondo plano o ligeramente en forma de V (7) con al menos un timón de popa (10), una o más hélices (9) y/o chorros de agua como medios de propulsión, teniendo la parte delantera (3) un calado igual o mayor que el calado del extremo de popa (11), caracterizado porque la proa (4) tiene una superficie de control (5, 16, 20) que transforma el flujo de agua (F) que se desplaza a lo largo del barco (1) en movimiento hacia delante en una fuerza lateral ajustable (B).

2. Barco según la reivindicación 1, en donde la mitad delantera del casco tiene lados más o menos verticales, un ensanchamiento mínimo en las secciones de proa y hacia la proa un aumento de calado en su línea central asociado a un aumento más o menos similar de francobordo.

3. Barco según la reivindicación 1 ó 2, en donde la proa tiene una roda más o menos vertical.

4. Barco, según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde los lados (8) que están cerca de la proa (4) vistos en corte horizontal forman un ángulo agudo (a), con un radio (R) de la proa de al menos 0,1 m.

5. Barco, según la reivindicación 4, en donde el ángulo agudo (a) de los lados (8) que están cerca de la proa (4) es inferior a 40 grados.

6. Barco según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de control comprende un timón de proa (5).

7. Barco según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de control comprende un alerón ajustable (16) en cada lado de la proa (4).

8. Barco según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de control comprende un rotor montado verticalmente (20).

9. Barco según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de control (5, 16, 20) se conecta a un sistema de control para controlar la fuerza lateral (B) y tiene sensores para detectar el rumbo, la velocidad del barco y/o el ángulo de escora.

10. Barco según la reivindicación 9, en donde el sistema de control se conecta a un medio de ajuste para ajustar el ángulo y/o las amplitudes de las olas entrantes (W) en relación al rumbo.

11. Barco según la reivindicación 9, en donde el sistema de control comprende un algoritmo para calcular el ángulo y/o las amplitudes de las olas entrantes (W) en relación al rumbo.

12. Barco según la reivindicación 10 u 11, en donde el sistema de control está diseñado de manera que activa la superficie de control (5, 16, 20) sólo si las olas entrantes llegan por la aleta de popa.