Catamarán de cuatro hidroalas.

Una embarcación incluyendo

un casco que tiene un mástil (9) con vela,

un timón de popa y una hidroala (1) que sobresale por debajo de la parte inferior del casco, incluyendo además dicha embarcación

medios (40, 41, 50, 51) que conectan pivotantemente dicha hidroala al casco permitiendo que dicha hidroala cabecee en un eje de pivote que es esencialmente perpendicular al eje longitudinal del casco, teniendo dicha hidroala una parte vertical (1A) que produce fuerzas laterales para acelerar el barco en virajes y resistir las fuerzas laterales de la vela, y una porción vertical que se curva a la porción horizontal (1B) que produce elevación vertical, medios que controlan el ángulo de incidencia de la hidroala caracterizada porque incluye un brazo de sensor de salida (23), soportándose dicho brazo de sensor en un pivote cerca del extremo delantero del casco, siendo arrastrado dicho sensor detrás del pivote, y

medios (20) que conectan dicho brazo de sensor a dicha hidroala por lo que cuando el casco está bajo en el agua el brazo de sensor (23) es forzado a cabecear hacia abajo, y cuando el casco está demasiado alto, el brazo de sensor (23) cabecea hacia arriba, y cuando el brazo de sensor (23) cabecea hacia abajo, la hidroala cabecea hacia arriba y cuando el brazo de sensor (23) cabecea hacia arriba, la hidroala cabecea hacia abajo.

Catamarán de cuatro hidroalas Esta solicitud de patente reivindica el beneficio de la fecha de presentación de la Solicitud de Patente provisional de Estados Unidos número de serie 61/499.870, presentada el 22 de Junio de 2011.

Campo de la invención

Esta invención se refiere al control del ángulo de ataque de hidroalas en barcos.

Antecedentes de la invención

Los barcos han usado hidroalas durante muchos años puesto que es conocido que las hidroalas pueden reducir la resistencia al arrastre de un casco que atraviese el agua y pueden proporcionar una marcha más suave. Ha habido muchas variaciones de los métodos de controlar la altura de flotación del barco. Todos los barcos de hidroalas necesitan algún mecanismo para hacer que el barco vuele a la altura correcta por encima del agua. La mayoría de los mecanismos pertenecen a una de dos categorías:

1. La incidencia controlada tiene algún mecanismo que controla el ángulo de ataque de la hidroala de modo que mantenga el barco a la altura correcta.

2. Las hidroalas que hienden la superficie controlan la elevación generada por las hidroalas variando constantemente la cantidad de hidroala disponible en el agua para proporcionar la elevación. La hidroala hiende la superficie del agua en un ángulo de modo que cuando el barco se eleva hacia arriba, hay menos hidroala en el agua y eventualmente el barco encuentra el equilibrio.

La penetración en la superficie del agua tiene el beneficio de la simplicidad y potencialmente la capacidad de tener la cantidad óptima de hidroala en el agua, pero el control de incidencia tiene los beneficios siguientes:

1. La hidroala hiende la superficie en un ángulo próximo a 90 grados que produce menos resistencia al arrastre y pulverización y la hidroala es menos susceptible a la ventilación.

2. En aguas agitadas, la incidencia controlada tiene más capacidad de elevar el barco hacia arriba y hacia abajo rápidamente con las olas.

3. En el caso de un barco, la hidroala de barlovento tiene la capacidad de bajar y mantener el nivel del barco independientemente de la fuerza del viento.

Dos ejemplos de penetración en la superficie del agua son:

1. Sournat y colaboradores, Patente de Estados Unidos número 5.673.641.

2. Bernard Smith, Patente de Estados Unidos número 4.228.750.

La Patente de Estados Unidos número 5.168.824, de Ketterman, que constituye la técnica anterior más próxima y el catamarán de hidroalas de la Patente de Estados Unidos número 4.615.291, de Cly de Jone, son de incidencia controlada. En estos dos diseños, la barra y la hidroala son una hidroala sólida y esta hidroala completa cabecea hacia arriba y hacia abajo para cambiar el ángulo de incidencia, pero la hidroala pivota alrededor de un punto que está muy por encima de la hidroala y muy por encima de la superficie del agua. Esto significa que el vector de elevación y el vector de resistencia al arrastre generados por la hidroala están a cierta distancia del pivote y crean momentos de cabeceo en la hidroala. También la fuerza predominante, el vector de elevación, se mueve hacia delante y hacia atrás cuando la hidroala cabecea hacia arriba y hacia abajo, lo que cambia drásticamente los momentos de cabeceo en la hidroala.

Hay muchos diseños que usan una aleta en el borde de salida de la hidroala para ajustar la elevación que sería un ejemplo de una hidroala de incidencia controlada. Este diseño es menos eficiente que un diseño donde toda la hidroala cabecea.

Las hidroalas de incidencia controlada tienen típicamente algún tipo de sensor para detectar la marcha del barco. La hidroala de la Patente de Ketterman usa un sensor que mira hacia delante que funciona bien, pero los sensores que están delante del barco son vulnerables y aumentan considerablemente la longitud del barco.

Resumen de la invención La invención se define por las características de la reivindicación 1.

Una embarcación que tiene un mástil con vela incluyendo un casco que tiene un timón de popa y una hidroala que sobresale por debajo de la parte inferior del casco en cada lado del casco, incluyendo además dicha embarcación medios que conectan pivotantemente cada hidroala al casco permitiendo que dicha hidroala cabecee en un eje de pivote que es esencialmente perpendicular al eje longitudinal del casco de tal manera que cuando la hidroala cabecee los momentos en la hidroala sean pequeños, teniendo dichas hidroalas una parte vertical que produce fuerzas laterales para acelerar el barco en virajes y resistir las fuerzas laterales de la vela, y una porción vertical que se curva a la porción horizontal que produce elevación vertical, y medios para hacer que la hidroala cabecee hacia arriba cuando la embarcación esté más próxima a la superficie del agua y cabecee hacia abajo cuando la embarcación gane altitud.

En una realización preferida, un catamarán con mástil y vela incluyendo dos cascos espaciados, una cubierta que se extiende entremedio, teniendo cada casco un timón de popa y una hidroala que sobresale por debajo de la parte inferior del casco, incluyendo además dicho catamarán medios que conectan pivotantemente cada hidroala a cada casco del catamarán permitiendo que dicha hidroala cabecee en un eje de pivote que es esencialmente perpendicular al eje longitudinal del casco de tal manera que cuando la hidroala cabecee, los momentos en la hidroala sean pequeños, teniendo dichas hidroalas una parte vertical que produce fuerzas laterales para acelerar el barco en virajes y resistir las fuerzas laterales de la vela, y una porción vertical que se curva a la porción horizontal que produce elevación vertical, medios que controlan el ángulo de incidencia de la hidroala incluyendo un brazo de sensor que soporta un sensor de salida, soportándose dicho brazo de sensor en un pivote cerca del extremo delantero del casco, estando fijado dicho sensor a dicho brazo de sensor y siendo arrastrado detrás del pivote, por lo que el sensor es forzado a estar en contacto con la superficie del agua, y medios que conectan dicho brazo de sensor a dicha hidroala por lo que cuando el casco está bajo en el agua, el brazo de sensor es forzado a cabecear hacia abajo, y cuando el casco está demasiado alto, el brazo de sensor cabecea hacia arriba.

El sistema de control de ángulo de incidencia para hidroalas para barcos que tienen casco y una cubierta incluyendo:

una hidroala, medios que conectan dicha hidroala al casco del barco permitiendo que dicha hidroala cabecee en un eje de tal manera que cuando la hidroala cabecee, los momentos en la hidroala sean pequeños. Por ejemplo, el eje de pivote está muy próximo a los vectores de elevación y arrastre que actúan en la hidroala en todo el rango de movimiento de cabeceo de la hidroala.

Las hidroalas de esta invención tienen dos partes: la parte vertical produce fuerzas laterales para acelerar el barco en virajes y resistir las fuerzas laterales de la vela. La porción vertical se curva a la porción horizontal que produce elevación vertical. El sistema de control de ángulo de incidencia controla el ángulo de incidencia de la porción horizontal y por ello la elevación vertical.

En la presente invención en la que el sistema de ángulo de incidencia para la hidroala permite situar el eje de pivote cerca de los vectores de elevación y arrastre que actúan en la hidroala, la hidroala rueda en un carril circular. El centro del círculo define el eje de pivote. La parte superior de la hidroala está conectada a dos ruedas que ruedan en el carril. Las dos ruedas están espaciadas de modo que el carril restrinja el ángulo de cabeceo o el ángulo de incidencia de la hidroala. Cuando las ruedas ruedan en el carril, la hidroala es forzada a cabecear hacia arriba o hacia abajo con la curvatura del carril.

La hidroala tiene cargas verticales y horizontales y así las ruedas son capaces de retener la hidroala en la dirección vertical y lateral sin crear un rozamiento significativo. Cerca de la parte inferior del casco, la hidroala es retenida en la dirección lateral por rodillos que ruedan en superficies lisas dentro de la cavidad de orza desplazable dentro del casco en un recorrido arqueado generalmente circular.

Preferiblemente, el ángulo de incidencia de la hidroala es controlado por un brazo de sensor del tipo de varilla de salida, siendo arrastrado el sensor detrás del pivote. El brazo de sensor está montado pivotantemente en el casco y el extremo de popa del brazo de sensor es forzado a permanecer en contacto con la superficie del agua. Si el casco está bajo en el agua, el brazo de sensor es forzado a cabecear hacia delante o hacia abajo. Una línea de tensión, línea de sensor, está montada encima del brazo de sensor y avanza hacia atrás... [Seguir leyendo]

1. Una embarcación incluyendo un casco que tiene un mástil (9) con vela, un timón de popa y una hidroala (1) que sobresale por debajo de la parte inferior del casco, incluyendo además dicha embarcación medios (40, 41, 50, 51) que conectan pivotantemente dicha hidroala al casco permitiendo que dicha hidroala cabecee en un eje de pivote que es esencialmente perpendicular al eje longitudinal del casco, teniendo dicha 10 hidroala una parte vertical (1A) que produce fuerzas laterales para acelerar el barco en virajes y resistir las fuerzas laterales de la vela, y una porción vertical que se curva a la porción horizontal (1B) que produce elevación vertical, medios que controlan el ángulo de incidencia de la hidroala caracterizada porque incluye un brazo de sensor de salida (23) , soportándose dicho brazo de sensor en un pivote cerca del extremo delantero del casco, siendo 15 arrastrado dicho sensor detrás del pivote, y medios (20) que conectan dicho brazo de sensor a dicha hidroala por lo que cuando el casco está bajo en el agua el brazo de sensor (23) es forzado a cabecear hacia abajo, y cuando el casco está demasiado alto, el brazo de sensor

(23) cabecea hacia arriba, y cuando el brazo de sensor (23) cabecea hacia abajo, la hidroala cabecea hacia arriba y 20 cuando el brazo de sensor (23) cabecea hacia arriba, la hidroala cabecea hacia abajo.

2. La embarcación de la reivindicación 1, donde el eje de pivote de la hidroala está muy próximo a los vectores de elevación y arrastre que actúan en la hidroala en todo el rango de movimiento de cabeceo de la hidroala.

3. La embarcación de la reivindicación 1, donde una línea de tensión está montada encima del brazo de sensor y avanza hacia atrás de la hidroala y rodea un bloque de giro y va hacia delante y termina encima de la hidroala, por lo que, cuando el brazo de sensor cabecea hacia abajo, la hidroala cabecea hacia arriba y, a la inversa, cuando el brazo de sensor cabecea hacia arriba, la hidroala puede cabecear hacia abajo y se reducen el ángulo de ataque y la elevación generada por la hidroala.

4. La embarcación de la reivindicación 3, donde un muelle está en serie con dicha línea de tensión.

5. La embarcación de la reivindicación 4, donde un amortiguador está conectado operativamente entre dicha

hidroala y dicho casco. 35

6. La embarcación de la reivindicación 1, donde la embarcación es un catamarán.

7. La embarcación de la reivindicación 1 donde la embarcación es un trimarán.

8. La embarcación de la reivindicación 1, donde la hidroala rueda en un carril circular, definiendo el centro del círculo dicho eje de pivote, estando conectada la parte superior de la hidroala a dos ruedas que ruedan en el carril, estando separadas dichas dos ruedas de modo que el carril restrinja el ángulo de incidencia de la hidroala por lo que, cuando las ruedas rueden en el carril, la hidroala sea forzada a cabecear hacia arriba o hacia abajo con la curvatura del carril.

9. La embarcación de la reivindicación 1, donde dicha hidroala también se retiene en la dirección lateral cerca de la parte inferior de dicho casco por rodillos que ruedan en un recorrido circular en superficies lisas dentro de dicho casco.