Navegar a mayor velocidad que el viento

[javijust]

Un vermut de Reus por adelantado.

Siguiendo la Copa America, he visto que con vientos de 8 nudos los catamaranes alcanzaban los 20 y 25 nudos. Supongo que es por efecto ala de la vela, pero sin embargo me choca enormemente esta diferencia tan sustancial en cuanto a relacion velocidad del viento y de navegación.

Alguien puede darme la explicación técnica.

Un saludo

[carrasclet]

Hola,

Yo tambien agradeceria una explicacion.


Carrasclet

[Amankila]

A mi tambien me llama la atención, como es posible alcanzar esa velocidad con tan poco viento.

[scubaduba]

Sera que hacia bajada

[biplaza]

A medida que un barco de vela aumenta su velocidad, al viento real se suma el generado por la propia velocidad del barco. A esto se le llama el viento relativo o aparente.

Al aumentar dicho viento aparente, el velero ya tiene más viento con el que generar más velocidad y así sucesivamente.

En teoría podría seguir aumentando indefinidamente, pero el limite lo pone el coeficiente de resistencia (hidrodinámica y aerodinámica) que llega un momento que es superior al empuje que pueden generar las velas.

Los catamaranes y trimaranes de la Copa América tienen mucha potencia vélica y poca resistencia, lo que les permite llevar al límite esa teoría.

Así es como me lo han contado, pero seguro que hay cofrades que son capaces de dar una explicación más precisa.

[nauterapeuta]

Una ronda para entrar en calor.

Agregar a lo dicho por el cofrade biplaza que a medida que el viento generado por el barco en contra de su desplazamiento se va sumando al viento real,además de ir aumentando la velocidad del viento que incide sobre el barco, este se va aproando, por lo que el límite también está impuesto por el ángulo del viento . Esa es la explicación a que lleven las velas cazadas aún en rumbos de largos y popas.

Salud y buen viento

[MENOSGAITAS]

Originalmente publicado por biplaza

A medida que un barco de vela aumenta su velocidad, al viento real se suma el generado por la propia velocidad del barco. A esto se le llama el viento relativo o aparente.

Al aumentar dicho viento aparente, el velero ya tiene más viento con el que generar más velocidad y así sucesivamente.

En teoría podría seguir aumentando indefinidamente, pero el limite lo pone el coeficiente de resistencia (hidrodinámica y aerodinámica) que llega un momento que es superior al empuje que pueden generar las velas.

Los catamaranes y trimaranes de la Copa América tienen mucha potencia vélica y poca resistencia, lo que les permite llevar al límite esa teoría.

Así es como me lo han contado, pero seguro que hay cofrades que son capaces de dar una explicación más precisa.

Pues yo creo que así está muy bien explicado

[Antares II]

Originalmente publicado por biplaza

A medida que un barco de vela aumenta su velocidad, al viento real se suma el generado por la propia velocidad del barco. A esto se le llama el viento relativo o aparente.

Al aumentar dicho viento aparente, el velero ya tiene más viento con el que generar más velocidad y así sucesivamente.

En teoría podría seguir aumentando indefinidamente, pero el limite lo pone el coeficiente de resistencia (hidrodinámica y aerodinámica) que llega un momento que es superior al empuje que pueden generar las velas.

Los catamaranes y trimaranes de la Copa América tienen mucha potencia vélica y poca resistencia, lo que les permite llevar al límite esa teoría.

Así es como me lo han contado, pero seguro que hay cofrades que son capaces de dar una explicación más precisa.

Hola cofrades,

yo añadiría, para hacerlo mas comprensible, que las velas y en especial el tipo de vela que lleva el BOR en forma de "ala de avión" se aprovechan del efecto Bernoulli que como sabéis viene a decir que como la velocidad de las lineas de flujo (aire en este caso) es mayor en la parte cóncava que en la convesa, se crea una depresión. Esta depresión es la que "tira" del ala hacia adelante (en el caso de los aviones, es la que sustenta a la aeronave).
A mayor velocidad, mayor es esa fuerza que solamente se ve contrarrestada por el rozamiento con el aire y el agua.

Saludos y unas

[Juriola]

Sólo he sido capaz de ir más rápido que el viento en 120º con el spinakker y con vientos de alrededor de 5kn. Normalmente me conformo con ir a un poco más de la mitad

[Boston]

Originalmente publicado por biplaza

A medida que un barco de vela aumenta su velocidad, al viento real se suma el generado por la propia velocidad del barco. A esto se le llama el viento relativo o aparente.

Al aumentar dicho viento aparente, el velero ya tiene más viento con el que generar más velocidad y así sucesivamente.

En teoría podría seguir aumentando indefinidamente, pero el limite lo pone el coeficiente de resistencia (hidrodinámica y aerodinámica) que llega un momento que es superior al empuje que pueden generar las velas.

Los catamaranes y trimaranes de la Copa América tienen mucha potencia vélica y poca resistencia, lo que les permite llevar al límite esa teoría.

Así es como me lo han contado, pero seguro que hay cofrades que son capaces de dar una explicación más precisa.

Estoy de acuerdo. Sòlo añadir que a medida que aumentamos la velocidad del barco, no sólo aumenta el viento aparente, sinó que su dirección se mueve mas hacia proa.
Por eso los rápidos cata y trimaranes que hemos visto en la Copa América llevan las velas trimadas casi como en ceñida, aunque vayan a un largo.
Por cierto, esa técnica de la realimentación es la que se usa para navegar con asimétrico en nuestros humildes "monohulls".
Hay que ir acelerándolos poco a poco desde casi el través, mientras vas aumentando el ángulo del viento acercándolo a la popa pero sin llegar a ella.
Salud.

[llansador]

Vale, pero cómo se crea aparente con viento portante? Cómo puede ser que el viento te "empuje" más de lo que hay?... Si tienes 5 knots por la popa ya me dirás cómo, cuando vayas a 5 y el aparente sea 0, puedes ir más rápido...

[Marconcio]

A todo ello hay que sumar que se trata de barcos sin desplazamiento (el cata y el trimarán de la CA). Esto, en un barco normal (al que le cueste planear) es mucho más complicado.

[woqr]

.....

[LitianAnders]

Yo he rodado con un carrovelero y la idea es la misma, como no hay abatimiento ni deriva, alcanzas velocidades muy altas y la vela siempre cazada como si ciñeras aunque el rumbo sea abierto.Gracias a todos, por las explicaciones.

[nihao]

La energia general disponible para los veleros de la zona,viento real,se transforma en un input1 para la embarcación al orientarsele las velas.Este input1 se vuelve a a transformar en input2,3,4,5....(ergo inercia 1,2,3,4,5,....)según vaya acelerando la embarcación hasta que el sistema viento-embarcación encuentra su punto de trabajo,es decir las fuerzas sobre el velamen,la orza, la obra viva así como la influencia de la obra muerta y todo los rozamientos, estén en equilibrio. Ahora ! un cambio en el input (viento aparente por cambio del real,racha, así como por el oleaje) o en el amplificador (nueva orientación de las velas,orza,arriba/abajo), traen consigo otro resultado de salida, output.
Como resultado de salida en cuanto a velocidad, seá mejor amplificador de la energia general disponible [,viento real, hecho aparente 1,2,3,4...] el barco con menor roce,más superficie vélica,'mejores' velas,obra viva mejor adaptada,obra muerta menos encombrante.
Como resultado de salida en cuanto a movimiento de la embarcación sobre el agua la embarcación más pesada, (momento de inercia),podría navegar,moverse sobre el agua más tiempo.(Depende cuanto tiempo tardó
en coger arrancada, entre otras cosas.)
En definitiva: Al actuar un viento real sobre una embarcación,este sistema, la embarcación, transforma la energia general existente,(para todos los barcos de la zona igual), en viento aparente 1,2,3,4.., energia del input sobre el barco,variandola hacia más,hasta que se instala un punto de trabajo alrededor del cual el sistema,la embarcación, oscila. Una ola le restó velocidad al barco?El sistema, después de la ola, vuelve a cambiar su viento aparente y llega al
punto de trabajo.Una ola aceleró a la embarcación?Lo mismo.
Ver hilo de Crearse su propio viento aparente.
Los cambios del viento aparente1,2,3,4,... transcurren fluidamente.
Otro resumen:
Energia general disponible + transformación debida al amplificador,barco, =
al resultado; equivalente a la velocidad sobre el agua;sobre fondo en ausencia de corriente y además; equivalente al angúlo con respecto a la dirección del viento real existente durante el ¨ensayo¨y en ausencia de corriente y/o escoras hasta 20-25grados.nihao

[woqr]

Originalmente publicado por biplaza

A medida que un barco de vela aumenta su velocidad, al viento real se suma el generado por la propia velocidad del barco. A esto se le llama el viento relativo o aparente.

Al aumentar dicho viento aparente, el velero ya tiene más viento con el que generar más velocidad y así sucesivamente.

En teoría podría seguir aumentando indefinidamente, pero el limite lo pone el coeficiente de resistencia (hidrodinámica y aerodinámica) que llega un momento que es superior al empuje que pueden generar las velas.

Los catamaranes y trimaranes de la Copa América tienen mucha potencia vélica y poca resistencia, lo que les permite llevar al límite esa teoría.

Así es como me lo han contado, pero seguro que hay cofrades que son capaces de dar una explicación más precisa.

Precisa y muy buena explicación, muchas gracias. Según he leido, es lo que se llama fabricar tu propio viento, con el único límite de la fuerza que ejerce el casco sobre el agua, cuando esta fuerza de rozamiento es superior al viento aparente, el barco ya no puede avanzar más rápido.

Si lo he entendido bien, el viento aparente es lo que permite que un velero pueda ir a más velocidad que el viento real.

Imagino que en caso de recibir el viento de popa, el viento aparente no produce ninguna fuerza de empuje sobre el barco y por lo tanto entiendo que en este caso un barco navegando en empopada jamas podrá ir más rápido que le viento (salvo llevando un spinaker asimetrico).

POr lo tanto la velocidad que puedan alcanzar 2 veleros de muy diferente tamaño (uno muy grande y otro muy pequeño), nunca será superior a la velocidad del viento navegando en empopada, no ?

Y por tanto en este caso concreto el velero de mayor superficie vélica no podría superar al velero menor, no ¿?

[Juanote]

Me ha costado pero lo he entendido. Si os parece, lo pongo en mis palabras por si alguien le ayuda a entenderlo como yo (sin expresiones tipo "fabricar el propio viento", o "vientos aparentes", que a mí me suenan a magia) :

Independientemente de la dirección del viento real, éste se puede descomponer siempre en dos partes : un viento paralelo a la crujía y otro perpendicular. El paralelo tiene poca importancia aquí (si es de popa le empuja, como máximo hasta la velocidad del viento, y si es de proa le frenará por rozamiento... pero pensemos que apenas hay rozamiento)

Lo interesante es la componente perpendicular del viento, ya que es un viento de través que no cambia por muy rápido que vaya el barco. Así que éste siempre tiene un empuje (con las velas trimadas para ceñir, por supuesto). El límite de la velocidad lo darán los rozamientos de carena, las velas y la deriva del barco, que crea un pequeño viento aparente en contra de nuestro viento de través.

Y como la velocidad la determinan más los rozamientos que el viento, el BOR "solo" duplica su velocidad (de 15 a 30 nudos) cuando el viento se multiplica por 5 (de 2 a 10 nudos)

Después de leerlo, no sé si ha quedado más claro , pero al menos lo he intentado.

[Kane]

Esa, y no otra, es la explicación: el efecto ala de la vela.

Con respecto al aparente, espero que no aparezca Atnem por aquí, porque nos va a poner tiesos... Voy a ayudarle un poco.

La componente de proa del aparente, es decir la debida a la velocidad del barco (a la que debemos añadir la componente de proa del real) no tiene otro efecto más que frenarlo (siempre dentro de unos límites dependientes del trimado, claro, pero intento hablar en términos generales y fácilmente comprensibles).
Sin embargo el aparente nos sirve para orientar las velas, pues es el que en realidad "ven", para conseguir su máxima eficacia (en esas condiciones).
Sin esa componente de proa, las velas deberían estar orientadas hacia un viento "menos a proa" que daría más velocidad.
Esto se ve claramente con los vientos de popa. En este rumbo la velocidad del barco está limitada precisamente por la componente de proa, que cuando se hace igual y opuesta al viento real hace que el barco "no vea" viento (aparente = 0). Las velas dejan de trabajar. No hay viento. Claro, este es el límite, nunca llegaremos a él. Y si no hubiera esa componente de proa debida a la velocidad del barco, sólo el real (aparente= real), con una buena vela, los barcos podrían alcanzar una velocidad teóricamente infinita, sólo limitada por los rozamientos y el rendimiento de las velas.

En los otros rumbos, lo que hace avanzar al barco es la componente del viento REAL en el sentido de la marcha del barco, pudiéndose recordar lo dicho para el viento de popa. Pero aquí deberíamos aplicar el efecto aerodinámico de la vela con perfil de forma alar, aerodinámico, lo que complica bastante esta simple explicación. (Léase la primera frase de este tocho).

Hay también un aprovechamiento por parte de la orza, por efecto hidrodinámico al desplazarse dentro del agua, similar al de la vela. Aunque aquí, lo que se desplaza es la orza, mientras que el fluído (agua) está inmóvil.

*****

Originalmente publicado por javijust

Un vermut de Reus por adelantado.

Siguiendo la Copa America, he visto que con vientos de 8 nudos los catamaranes alcanzaban los 20 y 25 nudos. Supongo que es por efecto ala de la vela, pero sin embargo me choca enormemente esta diferencia tan sustancial en cuanto a relacion velocidad del viento y de navegación.

Alguien puede darme la explicación técnica.

Un saludo

[nihao]

Hola WOQR.
Yendo en popa.
En teoría general,ejem,ejem, el barco grande no irá más deprisa que el peque.Esto suponiendo que el viento en superficie es idéntico al de altura,(de palo del velero mayor).
En la práctica: Recorrerá más millas el barco grande en el mismo tiempo, debido a que su inercia pasará la olita planchandola,mientras que para el peque supondría un freno, y además más camino a recorrer por subir y bajar la ola?
Al igualarse la velocidad del barco a la velocidad del viento real las velas no portarían.
En regatas oceánicas se sabe que llevando spi,éste se puede volver del revés,hacia el palo,si la ola que proporciona el surf, transmite mayor velocidad a la embarcación que el viento de abordo.
Ahora, quién pierde más tiempo (distancia navegada al final) al frenar en el momento
debido a las velocidades idénticas de viento y vela (éstas ya no portan),lo que equivale a que no hay aportación de energía? El grande porque necesita más tiempo para reaccionar al haber frenado y reaccionar a que el viento vuelva a acelerarlo, o el peque, por la misma razón?
En la práctica, el peque tiene a su favor menor inercia,será más rápido en acusar la nueva entrada del viento y sus períodos de ausencia de energía propulsiva serán más cortos.
Como ejercicio mental esta pregunta teorica es buena.
No me atrevo a decir tajantemente el resultado es este,porque hay muchas variables.Podría suponer que un 470 de ceñida en ventolina sale primero de la linea.
Sería alcanzado por el 9m después de un cierto tiempo?
En la práctica y ahora otra vez con vientos de popa, ningún 470 iría a 5nudos con 5 nudos de viento.Un 9m tampoco.
Una ayuda que no aporta sería la de comparar una moto de 100CV con un coche de la misma potencia y el mismo par.Más ágil la moto en curvas y con pendiente, además sólamente la fricción de dos ruedas.Más rápida también en la llanura porque la relación caballos / peso es favorable a la moto, así como el viento en contra actua sobre menor superficie.
El plantaemiento de velocidad de barco igual al viento real tendrá soluciones parciales por la necesidad de parametrar,(y donde la relación metros cuadrados de velamen por metros cuadrados de obra muerta + orza juega un papel al igual que formas hydrodinamicas,roces,pesos,...) es interesante por las lucubraciones a las que incita.Pero como pregunta no tiene solución única.nihao

[woqr]

Originalmente publicado por nihao

Más ágil la moto en curvas y con pendiente, además sólamente la fricción de dos ruedas.

Este es el gran error de los moteros, que piensan que tumbando sus motos en una curva son más rápidos que un coche, CRASO error.

Solo hay que comparar el paso por curva de un Formula 1 y de una Moto GP.

De calle gana el Formula 1 pese a la opinion generaliza en contra.

En fin perdon por salirme del tema pero no me podía contener.

un saludo

Sigamos ahora con el viento real y viento aparente.

Mi pregunta es, el viento aparente hace que aumente la velocidad del barco ??? según he podido leer, la respuesta es si.

[Juanote]

Originalmente publicado por woqr

Mi pregunta es, el viento aparente hace que aumente la velocidad del barco ??? según he podido leer, la respuesta es si.

Por eso yo trataba de evitar hablar de viento aparente :

Los veleros navegan con viento aparente (es el único que "sienten" las velas). Supongamos que vamos en ceñida. El viento aparente puede descomponerse en dos vectores : uno viene de proa y otro del través. El de proa nos frena (en función del rozamiento). El de través nos empuja (bueno : la componente de este vector perpendicular a la vela es la que nos empuja)

Cuando el barco aumenta la velocidad, aumenta el viento aparente, porque aumenta el viento de proa. Pero la componente de través no cambia. Así que el hecho de que el viento aparente aumente no es lo que hace que el barco vaya más rápido, ésto es indiferente. Lo que hace al barco aumentar su velocidad es que sigue habiendo viento de través, por muy rápido que vaya el barco.

Como bien dice Nihao, a medida que aumentamos la velocidad, el viento aparente se va más a proa, es decir, hay que ceñir más, y lógicamente ésto también tiene su límite.

Conclusión : el viento aparente causado por la arrancada no contribuye a aumentar la velocidad. Lo cual, por otro lado, es lógico, no? De otra forma al ir más rápido tendríamos más viento, que nos haría ir más rápido, que provocaría más viento, etc, etc.

[Kane]

La respuesta es no. Si no hay real, nanay. Lo que pasa es que el real y el aparente están relacionados por la formulita vectorial Va = Vr +Vb (Viento aparente = Viento real + Viento producido por el movimiento del barco, el inverso de su velocidad)

Y el aparente sólo sirve para orientar la vela, el que empuja o tira es el real. Y puede empujar o tirar MUCHO.

Edito: Por cierto, también estoy de acuerdo contigo con lo de los rodantes.

*******

Originalmente publicado por woqr

Este es el gran error de los moteros, que piensan que tumbando sus motos en una curva son más rápidos que un coche, CRASO error.

Solo hay que comparar el paso por curva de un Formula 1 y de una Moto GP.

De calle gana el Formula 1 pese a la opinion generaliza en contra.

En fin perdon por salirme del tema pero no me podía contener.

un saludo

Sigamos ahora con el viento real y viento aparente.

Mi pregunta es, el viento aparente hace que aumente la velocidad del barco ??? según he podido leer, la respuesta es si.

[Jota]

Las explicaciones vectoriales son muy claras.

Me gustaría poner un ejemplo gráfico que a mi me ha ayudado bastante a entender como se puede ir más rápido que el viento.

Imaginamos un tio haciendo ski acuatico. La velocidad de arrastre y la direccion de la lancha es la velocidad y la dirección del viento.

Cuando el tio está en la estela de la lancha va a su misma velocidad (evidente) . Es como cuando vamos en popa redonda navegando a vela. Los 2 vectores de dirección (esquiador y lancha) estan alineados.

Seguro que hemos visto muchas veces como "aceleran" estos esquiadores cuando se ponen a hacer esas "eses" abiertas, en donde superan en mucho la velocidad de arrastre de la lancha. Su vector de dirección ha cambiado. La lancha le sigue arrastrando a la misma velocidad, pero el "corre" mucho más para hacer la misma distancia que recorre la lancha en su dirección.

Con unos numeritos.

Imaginemos que la lancha corre 10 metros por segundo (aproximadamente 20 nudos) .

Si el tio va a su estela, también recorrerá 10 metros por segundo....irá por tanto a 20 nudos.

Si el tio va a 45º (entre un giro y otro) seguira recorriendo 10 metros por segundo en la dirección de la estela, más 10 metros por segundo en la dirección perpendicular en la estela (el angulo es de 45º por lo tanto avanza la misma distancia en las 2 direcciones) . Es decir , habra recorrido la hipotenusa del triangulo (aquello de raiz cuadrada de los catetos) , en total , en el mismo segundo habrá recorrido aproximadamente 14,1 metros, con lo que su velocidad en esa dirección será de unos 28 nudos.....ya va más rapido que la barca......pero, y este es el truco, no es su misma dirección (por eso ni el esquiador ni nosotros podremos nunca superar en la estela/popa redonda la velocidad e la lancha/viento)

[woqr]

Originalmente publicado por Jota

Con unos numeritos.

Imaginemos que la lancha corre 10 metros por segundo (aproximadamente 20 nudos) .

Si el tio va a su estela, también recorrerá 10 metros por segundo....irá por tanto a 20 nudos.

Si el tio va a 45º (entre un giro y otro) seguira recorriendo 10 metros por segundo en la dirección de la estela, más 10 metros por segundo en la dirección perpendicular en la estela (el angulo es de 45º por lo tanto avanza la misma distancia en las 2 direcciones) . Es decir , habra recorrido la hipotenusa del triangulo (aquello de raiz cuadrada de los catetos) , en total , en el mismo segundo habrá recorrido aproximadamente 14,1 metros, con lo que su velocidad en esa dirección será de unos 28 nudos.....ya va más rapido que la barca......pero, y este es el truco, no es su misma dirección (por eso ni el esquiador ni nosotros podremos nunca superar en la estela/popa redonda la velocidad e la lancha/viento)

Buen ejemplo si señor !!!

saludos

[Juanote]

Originalmente publicado por Jota

Es decir , habra recorrido la hipotenusa del triangulo (aquello de raiz cuadrada de los catetos) , en total , en el mismo segundo habrá recorrido aproximadamente 14,1 metros, con lo que su velocidad en esa dirección será de unos 28 nudos.....ya va más rapido que la barca......pero, y este es el truco, no es su misma dirección (por eso ni el esquiador ni nosotros podremos nunca superar en la estela/popa redonda la velocidad e la lancha/viento)

Magnífico ejemplo, Jota!