curso de Aerodinámica con un poco de esfuerzo

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Veamos

Veamos a un chaval de 9 años equilibrando un velero de madera, papel y pegamento imedio

en castellano la palabra velero designa un planeador y un barco con velas

Prototipo-1

el chaval equilibra el velero a base de una serie de vuelos de prueba, observando el comportamiento, pero para empezar cada vuelo es una angustia y para terminar el velero es un montón de remiendos y trozos

Prototipo-2

mejor asesorado el chaval construye un nuevo prototipo con una caja de madera en la proa que se cierra con un tapón (en el dibujo está dibujado como un esquema y aparece una caja de proa cuadrada; pero en la realidad va limada y lijada como el tarugo de madera del ingeniero jefe del proyecto A4)



en esa cajita va poniendo balines, perdigones, plomillos, de una escopeta de aire comprimido, una escopeta de plomillos

y con dos dedos debajo de las alas haciendo balancín va comprobando la posición longitudinal del centro de gravedad

realizada la última comprobación, lanza el velero

Woooooooooooooow

y ahora sí, ahora ya viendo el comportamiento se puede afinar la cosa a gusto quitando o poniendo plomo



Arqueo-Velero

el arqueo-velero, el velero primordial, fue un bicho ancestral
que rozó con una de sus alas el mar
la idea le gustó
y probó a mojarse más
y como la densidad del agua es mayor que la densidad del aire
una de sus alas encogió

y así vuela y navega
este curioso bicho aero-náutico, el velero

con alas blancas apuntando a los cielos
y quilla al averno

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Capítulo X

EL EQUILIBRIO DE UN VELERO

Francis S. Kinney, Skene's Elements Of Yacht Design, octava edición (1981) página 91:

"Este es un tema que desconcierta a los expertos. El equilibrio de un velero no se puede predecir con precisión a menos que se haga un tank testing de una maqueta"

porque

"En otras palabras, no sabemos dónde [carallo] está realmente el maldito centro"

el maldito centro de la presión/fuerza del agua

(el señor Francis S. Kinney mirando con amor una de sus maquetas):






claro, los millonetis americanos de los años 60 del pasado siglo disfrutaban de veleros equilibrados, bien equilibrados como el velero de un chaval de 9 años

y aquí el señor Francis S. Kinney se salta a la torera el túnel de viento

si no se dispone de un canal de pruebas y un túnel de viento, entonces hay que atenerse a aparejos sencillos, carenas sencillas y apéndices sencillos, y hacer estimaciones razonables y prudentes a partir de la información publicada por los que disponen de un túnel de viento y un canal de pruebas

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este dibujo está mucho mejor para ver las dos formas en las que se rompe el velero del chaval, el prototipo-1

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cansados y aburridos de teóricos cazamos a lazo un experimentado empirista empírico experimental que pasaba por allí, y lo encerramos treinta años en un túnel de viento con mogollón de maquetas de veleros para que se entretenga jugando, y al final de su encierro va y le decimos:

-quieeetorrr, león, que te vas a enrollar, queremos un resumen resumido y, ojo cuidao, que sirva para hacer estimaciones en el mundo real, así que nada de caricaturas ni cuentos para niños

-joooder, picha, no pides tú ná

-hombre, carallo, pa' algo te hemos encerrado treinta años en un túnel de viento con mogollón de maquetas

-bueno, vale

Arriba apuntando a los cielos tenemos un Ala formada por dos velas

la tripulación trimando las velas (cambiando su orientación, su embolsamiento y su torsión/alabeado) puede jugar con un Coeficiente de Sustentación/FuerzaLateral (CL) entre 1,4 y 0,8

así que obtener una estimación de la sustentación/fuerzalateral (Lift) es sencillo (recordemos de primero de aerodinámica tabernaria que Lift es la fuerza perpendicular al fluido, aire, agua o aceite de oliva virgen)

y ahora necesitamos una estimación de la otra fuerza, la resistencia o arrastre (Drag) que es la fuerza que arrastra en la dirección del fluido

necesitamos los coeficientes de arrastre (CD, ver dibujo):

cabos y cables: 1,1 y el área de referencia es simplemente el diámetro por la longitud, aquí hay que sumarlo todo, y ser generoso que siempre se olvidan cosas, de hecho he dejado fuera las crucetas

palo/mástil: 0,5 y el su área es diámetro por longitud (normalmente se usa 0,4 pero mejor así)

la tripulación: 0,8 (que también podría ser 0,9)

casco/cascarón: 0,7 y el aérea de referencia es el Area lateral del casco/cascarón multiplicado por el seno del ángulo del viento aparente, este apartado es gordo y aquí el número está puesto con mucho esmero, el cascarón crea un montón de arrastre, pero es necesario si se quiere un buen francobordo y por tanto buen puntal por motivos de habitabilidad y seguridad, pues para garantizar una magnífica Estabilidad Estática lo suyo es seguir la siguiente regla de un buen cubero: "Manga / Puntal =< (igual o menor que) 2" y la mitad del peso del barco vacío y pelado a 1 metro de profundidad

las velas

CD_velas =

+ CD_0, que es el rozamiento

+ CD_i, que es el arrastre inducido por la sustentación

+ CD_d, que es el arrastre por el desprendimiento/separación del fluido (bueno, la taquifragía más habitual suele ser CD_s, pero a mí me gusta CD_d porque cuando se aumenta el ángulo de ataque se convierte en el grueso del arrastre, por ahora solo estamos en ceñida, navegando en popa CD_d puede alcanzar 1,1)

el Alargamiento efectivo (ARe) oscila entre 1,1 y 0,9 x el Alargamiento geométrico (ARg) dependiendo de

-fraccionalidad, que es si el borde de ataque formado por la vela de proa es toda una línea recta o forma un ángulo con el palo/mástil

-solapamiento, si la vela de proa se solapa con la vela de popa mejora el alargamiento efectivo

-roach, que es si la vela de popa es muy alunada y está muy llena en su parte de arriba

por ejemplo, un aparejo a tope de palo con una gran vela de proa (génova) tiene un Alargamiento efectivo de 1,1 x su alargamiento geométrico (= altura al cuadrado del puño de driza de la mayor sobre la superficie del mar / dividido entre la superficie vélica en ceñida)

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Arriba tenemos apuntando a los cielos un Ala construida con dos velas

Abajo apuntando al averno tenemos un avioncito o una veleta con el eje en el centro de gravedad (CG)

Si estamos considerando la Estabilidad longitudinal es un avioncito
Si estamos meditando la Estabilidad direccional es una veleta

bien

el avioncito y la veleta tienen tres voces cantantes: dos alas (la orza y el timón) y un cuerpo esbelto y Morro de Max Michael Munk

para conocer la fuerza total que produce el conjunto y dónde se encuentra el maldito centro necesitamos conocer de cada uno de los tres elementos el Area (A) el Alargamiento (AR) el ángulo de ataque (alfa) y dónde se encuentra la fuerza (circulitos en el dibujito)

el Morro de Max Michael Munk (que en un velero pequeño y ligero es bien poca cosa) se puede tratar de tres formas:

-como un cuerpo esbelto, y el Morro de Max Michael Munk llega hasta donde se encuentra la manga máxima, que en este bonito resumen la manga máxima coincide con la posición del centro de gravedad

-como el Momento de Max Michael Munk de un dirigible (airship) o un submarino (en un submarino atómico de la clase los Angeles el momento de Max Michael Munk puede ser entre mucho y la reberza)

-como una ala delta de muy bajo alargamiento (por ejemplo para una carena de pantoque vivo)

un caza se puede diseñar desequilibrado a propósito al igual que se diseña desequilibrado a propósito un velero de regatas; pero estamos pensando en un velero de crucero para un millonario americano, por ejemplo un velero de 5,99 noventa y nueve metros de eslora

si no es un cazabombardero ni un velero de regatas, sino una buena mula jaranera de crucero, entonces lo suyo es que esté equilibrado como el velero de un chaval de 9 años

así que la orza va centrada/neutralizada y ya está amarrada de un golpe la Estabilidad direccional y la Maniobrabilidad, y encima si uno quiere se ahorra todos los cálculos

pero, claro, los millonarios son muy caprichosos, y encima el tipo querrá Estabilidad longitudinal

entonces la fuerza aerodinámica (Fa) del aparejo tiene que cruzar el avioncito entre justo el centro de gravedad y a popa del centro de gravedad, y para eso tenemos que calcular Lift y Drag y obtener el ángulo del arrastre aerodinámico (épsilon a)

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para encajar las velas de arriba con el avioncito de abajo formado por la carena, la orza y el timón, necesitamos saber la distancia vertical (h) que hay entre las dos cosas

por abajo medimos desde la línea de flotación 0,43 x T que es el calado de la orza

y arriba buscamos y encontramos el centro geométrico de la vela de proa sin contar el solapamiento, y en la mayor dibujamos su centro en la mitad a 0,4 x P que es el grátil, y unimos los dos centros, si la mayor por ejemplo fuera el 60% de la superficie vélica en ceñida entonces hacemos una marca con el lápiz a 0,6 x la distancia entre los dos centros contando desde el foque

así tenemos un más o menos de la altura pues es cosa que fluctúa, y además tenemos la posición más a popa de la fuerza aerodinámica, posición popera que he llamado CE_max: la fuerza estará de ahí hacia proa, pero tomamos esa referencia, que podemos llamar 'posición popera del centro de fuerza de las velas'

ya le podemos encajar el velero al millonario



a medida que el velero escora la Fuerza aerodinámica (Fa) cruza más a popa y pide más timón, en el dibujo la Fuerza se sale del papel con 20 grados de escora

entre el rumbo del velero (Rv) y la proa (Pr) hay 3 grados de abatimiento

el Viento aparente (Vap) entra a 30 grados de la proa

hay 20 nudos de viento aparente y el velero navega a 5 nudos

el Morro de Max o fuselaje sustentador (body lift) produce unos 150 Newtons, aunque la estimación es muy imprecisa, podrían ser 188 y podrían ser 110, y aquí la cosa es trastear con las estimaciones y ver qué consecuencias provoca, y pronto veremos que es una miseria desde el punto de vista de un potente timón

la Orza trabajando con un ángulo de ataque de 3 grados produce 400 Newtons, y la interacción orza-casco (c_hull) le añade x 1,2 resultando 480 Mewtons

la pala del Timón en esta foto fija está 5 grados a sotavento, y así está trabajando con un ángulo de ataque de 6,5 grados = 3 de abatimiento menos 1,5 que le quita la orza + 5 que pone el timón, y produce unos 380-400 Newtons

Total

el maldito centro se encuentra a 420-422 centímetros contando desde proa

ahí (E) ocurre el Equilibrio longitudinal

si el velero abre el rumbo la mayor lo corrige
si el velero cierra el rumbo el timón lo corrige

y el velero navega él solo como tiene que ser

luego sube el viento, se va rizando la Mayor y el punto de equilibrio (E) se va moviendo hacia proa hasta reunirse con el centro de gravedad (CG)

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Anotaciones

- falta la Potencia del velero, su capacidad de aguantar trapo = GZ (brazo de adrizamiento) @ 20 grados de escora / h

- para la Fuerza lateral (Lift) de las velas me parece más bonito suponer un Coeficiente de 1,45 para la vela de proa y 1,35 para la vela de popa

- este modelo supone que el arrastre aerodinámico del casco cascarón está ahí arriba con las velas y la jarcia y, claro, es una suposición bastante extraña, así que sería mejor bajar el casco

Epílogo

-pues no he entendido nada; pero quiero dibujarme un velero para irme a la Patagonia y construirlo en el garaje de mi casa, y quiero que tenga de todo: Estabilidad de la estática, de la longitudinal, de la direccional y de la perifrástica, y también su pedazo de maniobrabilidad

bien, pues

para la Estabilidad estática pelear por conseguir "manga máxima en la cubierta / puntal en la mitad de la eslora del barco = 2" y que el "lastre equivalente @ 1 metro de calado" sea la mitad del Desplazamiento en rosca, esto es: metros de calado del centro de gravedad del lastre x kilos de lastre = 0,5 x Desplazamiento del barco vacío al salir del garaje

así 100 kilos a 0,1 metros de profundidad equivalen a 10 kilos a 1 metro de calado, y 100 kilos a 2 metros de profundidad son como 200 kilos a 1 metro de calado

y para la Estabilidad de todo lo otro, pues centrar la orza respecto al centro de gravedad, poner un timón bien despachado y bien perfilado y bien compensado, y pinchar el palo/mástil un poco delante de la orza

y ya tá

-bueno, va, ni tanto ni tan calvo

-vale, bueno, pues entonces (para un velero pequeñajo y de carena ligera) situar la vertical de la "posición popera de la fuerza de las velas" (CE_max) en el canto o una migaja delante del canto del borde de ataque de una orza bien centrada

-pero ejque me quiero ir a la Patagonia, no quiero un velero pequeñajo y ligero

-bueno, pues entonces la respuesta está en el barrio alto en el hilo del acero de Simbad

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arte-facto aero-náutico de la primera guerra mundial
Ludwig Prandtl
velero equilibrado en ceñida entre 3 y 30 nudos de viento aparente, gracias a la tecnología aeronáutica de 1914-1920, pues el velerito arriba apuntando a los cielos lleva un ala de lona trincada con cables de acero, y abajo apuntando al averno lleva dos alas (orza y timón) y un fuselaje y Morro de Max Michael Munk

bueno, al final para el rollo del morro he hecho un

Salomón = (Prandtl + Munk) / 2

el neutral point, el punto neutral: el Equilibrio (E) zarpa desde el centro de gravedad (CG) rumbo a la popa, y con 30 nudos de viento el Equlibrio (E) vuelve al centro de gravedad (CG)

el centro de la Fuerza de las velas (CE) tiene un juego de unos 20 centímetros en el sentido proa-popa y se mueve unos 60 centímetros arriba-abajo, por ejemplo al alabear/torsionar la Mayor o al rizar la Mayor

con 20 nudos de viento aparente y 20 grados de escora el abatimiento es de alrededor de 3 grados y la pala del timón va unos 5 grados a sotavento

con 30 nudos de viento aparente y 20 grados de escora y 2 rizos en la Mayor el abatimiento es de unos 6 grados y la pala del timón va a la vía

el cascarón lo he bajado y lo he puesto en el agua:

navegando a 5 nudos contra 20 nudos de viento aparente:

resistencia hidrodinámica de la carena: 250 Newtons (25 kilos)
resistencia aerodinámcia del casco cascarón carromato: 140 Newtons

total (carena + cascarón) = unos 40 kilos

navegando a 5 nudos contra 30 nudos de viento aparente:

resistencia hidrodinámica de la carena: 250 Newtons
resistencia aerodinámica del carromato: 306 Newtons (!)

total (carena + cascarón) = 560 Newtons y digamos 60 kilos que siempre se olvida algo

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https://en.wikipedia.org/wiki/Lanchester_Motor_Company

https://en.wikipedia.org/wiki/Frederick_W._Lanchester

Frederick William Lanchester

vaya tela, va y resulta que Ludwig Prandtl lo que hizo fue darle a toro pasado respetabilidad académica a lo que decía Frederick Lanchester

en 1892 en un viaje en barco cruzando el Atlántico, Frederick Lanchester se fijó en el vuelo de las gaviotas, y luego se puso a medir gaviotas y su centro de gravedad, y en 1894 construyó modelos y formuló su teoría, en 1897 fue a la Physical Society con el estudio titulado "The soaring of birds and the possibilities of mechanical flight" (el vuelo de los pájaros y la posibilidad del vuelo mecánico) y no le hicieron ni puñetero caso, y en 1907 publica su teoría y los alemanes se interesan, y Ludwig Prandtl y Max Michael Munk le dan ropaje académico en 1918

Así que

por un lado los hermanos Wright (fabricantes de bicicletas) lograron controlar yaw, roll y pitch, guiñada, balance y cabeceo, y por otro lado Frederick Lanchester (fabricante de coches) formuló la Teoría de Alas que lleva el nombre de Prandtl

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Y este es el segundo volumen, dedicado a ... la Estabilidad en vuelo

Sobre el vuelo, por F. W. Lanchester

Volumen I, Aerodinámica
Volumen II, Aerodonética

ñó

sobre el buen comportamiento de un velero

https://en.wiktionary.org/wiki/aerodonetics

"the study of the stability of aircraft in flight, especially the study of gliders"

"el estudio de la estabilidad de un avión en vuelo, especialmente un velero (un planeador)"

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Alucinante

estoy boquiabierto y ojiplático, ésto es la mismísima tumba del Faraón

está todo, pero todo, todo

3 de septiembre del año 1897

"rechazado"

pero, claro, si eres catedrático en Oxford o en Göttingen entonces sí, y encima el colmo es que el tío, el tipo este, el tal Lanchaster, va y lo explica mucho mejor

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Total (Aerodinámica + Aerodonética)

El equilibrio en ceñida de un velero es equivalente al equilibrio longitudinal en un avión

Y

El equilibrio direccional de un velero es igual que el equilibrio direccional de un avión, una flecha o un dardo

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vaya palabra que inventó, Aerodonética

al bicho volador le llamaba aerodone y aerodromo, y al ala le llama aeroplano

de madera de pino, y los lanzaba con una catapulta desde la ventana del primer piso de su casa por la parte de atrás, joooder pa' darle a alguien

muy primitivo todo, y Ludwig Prandtl y Max Michael Munk hicieron la cosa calculable

https://en.wikipedia.org/wiki/Lifting-line_theory

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¿Ludwig Prandtl le dio "respetabilidad académica" a lo que decía Lanchester?

No, no, eso es una melonada fruto de la sorpresa, el entusiasmo y la exageración

Lanchester es el primer tío que ve cómo funciona realmente un Ala

y

Prandtl convirtió la visión de Lanchester en una Teoría, y teoría calculable y verificable empíricamente, así que la cosa es

Teoría de Alas de Lanchester-Prandtl

entonces la cosa fue

los hermanos Wright controlaron a la banda de cuatreros, Yaw, Roll y Pitch, guiñada, balance y cabeceo (similar a la banda de cuatreros que asaltan a un velero navegando a favor del viento y las olas: Yaw, Roll y Broach)

y con eso ya estaba todo hecho por así decirlo, todo lo gordo, y nace el avión, el Ala (el plano aéreo, el aeroplano) controlable

el equilibrio longitudinal (que ahora celebramos más o menos su 100 aniversario) fue cosa de todos, con mucho en ensayo y error

y Ludwig Prandtl logró calcular la Sustentación, y Max Michael Munk remató la faena

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100 años después (1900/1914 - 2000/2014)

en el equilibrio longitudinal de un avión el estabilizador horizontal y el timón de profundidad es el timón del velero con la pala a sotavento

en el avión el Morro de Max Michael Munk trabaja hacia sotavento, y en un velero escorado el Morro de Max Michael Munk creado por la escora (que rompe la simetría de la carena) juega en el equipo de la Orza y el Timón aunque basicamente se dedica a estorbar

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¿Qué hace un Ala real?

downwash (empujar el aire pa'bajo)
vortex (crear torbellinos)

Lanchester lo dibujó
Prandtl lo calculó
y Max Michael Munk remató la faena

... dando lugar a las Alas del Supermarine Spitfire

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"Es evidente que hasta ahora no se ha tenido en cuenta todas las condiciones del problema", F.W. Lanchester, Aerodinámica, 1907

Y aquí abajo los tres -Lanchester, Prandtl y Munk- en un artículo sobre la historia que conduce al diseño de las Alas del Supermarine Spitfire

Lanchester se adelantó, y Munk vio que se deducía de la teoría de Prandtl

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Ahora entendemos lo que le pasaba a Newton turbulento pequeñajo, de bajo Alargamiento (AR, Aspect Ratio)

no desvía bien el viento, el viento pasa por arriba y por abajo, crea muy poca Sustentación/FuerzaLateral (Lift) y encima crea un montón de arrastre (Drag) que arrastra el Resultado (R) hacia la popa, impidiendo ceñir contra el viento, esa vela de bajo alargamiento sirve para dejarse arrastrar por el viento, viento a favor, pero no sirve para ir contra el viento

la noticia llegó al Club de Yates de Nueva York

en el Club de Yates de Nueva York estaban jugando a lo de siempre, a ver quién la tenía -en este caso: la botavara- más larga, y las botavaras salían tres o cuatro metros por la popa, y en proa había tremendo botalón, pues el juego era a ver quién ponía más trapo, y más abajo para ser capaz de aguantarlo

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Teoría de Alas Lanchester-Prandtl-Munk




y entonces ... en vez de botalones enormes y botavaras que salían varios metros por la popa ... el juego fue a ver quién es capaz de poner en pie el palo/mástil más alto y que no caiga sobre nuestra cabezas

y en este juego sobresalió un fabricante de aviones: Starling Burguess, que (con buena vista) podemos ver a los mandos de uno de sus aviones ... y diseñando un velero con su calculadora arcaica -¿Casio FX-39?- encima de la mesa

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[Mode Arrabal On]

-hablemos de la cangreja cohones ya ... la cangreja va a shegar

[Mode Arrabal Off]

ejque ... ejque la cangreja no ciñe

bueno, vamos a ver

para empezar eso es una cosa que decían en el Club de Yates de Nueva York donde habían deformado la cangreja hasta lo indecible, los muy brutos, y era una cangreja con un pujamen gigantesco y un grátil pequeñajo

el Alargamiento (AR, Aspect Ratio) de una vela solitaria es grátil dividido entre pujamen

el Alargamiento (AR, Aspect Ratio) de un balandro con 1 Ala compleja construida con 2 velas simples es igual a = altura al cuadrado del puño de driza de la Mayor sobre el nivel del mar / dividido entre la Superficie vélica en ceñida

y la otra parte de la cuestión es que la ceñida es tarea compartida

el ángulo de ceñida, el ángulo entre el Rumbo del velero (Rv) y el Viento aparente (Vap) es igual a la suma del ángulo del arrastre aerodinámico y el ángulo del arrastre hidrodinámico

es decir: con una buena Orza y un buen Timón un aparejo de mayor con cangreja ciñe de maravilla

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Se forja, se incuba, se engendra en los años 20 del pasado siglo en el despegue de la industria aeronáutica, y digamos que nace en 1930 el balandro moderno

nace con una Mayor que al menos es el 60/66% de la superficie vélica en ceñida, un Alargamiento suficiente (AR => 3) un palo flexible y un cable de acero, el stay de popa, un back-stay (y además un violín)

el back-stay es la forma de traducir a mayor tamaño (Desplazamiento > 1 Ton) el aparejo de los botecitos de vela ligera que están naciendo justo en esas fechas

a este aparejo con el que nació el balandro moderno se le ha quedado el nombre de aparejo "fraccionado" por la fracción (3/4, 7/8 ...) que indica la altura del arraigo del Foque respecto a la altura del palo



Tras los éxitos de Myth Of Malham (Fasnet Race, 1947-1957) se propaga un aparejo que se llamó "a tope de palo", y que en la One Ton Cup interpretaron de la forma conocida: una Gran Vela de Proa que lleva la voz cantante (y que al menos es el 60/66% de la superficie vélica en ceñida) y una pequeña vela de popa que trabaja de guardaespalda, y así le podríamos llamar aparejo con Génova y menor de escolta

Este es el aparejo más eficiente en ceñida con viento bonancible

y las regatas dicen que se ganan en ceñida, y las regatas de la One Ton Cup eran en verano

este aparejo fue abrazado con desmedido entusiasmo por los cruceristas, porque a los honrados transportistas de cerveza nuestra religión nos prohíbe jugar con el palo; pero, claro, hay otros rumbos además de la ceñida, y hay otros vientos, de ahí lo quejumbrosa que se volvió esta noble cofradía pues con razón no terminaba de ver claro el apaño

la forma de arreglar este aparejo de regatas para crucero es ponerle una trinqueta ... como llevaba Myth Of Malham

luego, más recientemente, surge un aparejo sin nombre, que podemos llamar "de crucetas retrasadas" (que en el dibujo me ha salido una birria) y que es un primer intento de síntesis entre los dos aparejos anteriores, en este aparejo las dos velas son similares de un 45/55% de la superficie vélica en ceñida, y lleva un backstay que quiere y no quiere flexar un palo que quiere y no quiere flexar, total un consenso para intentar contentar a todos

y por último ha surgido un cuarto aparejo y segunda síntesis: la neo-cangreja, que cuadra y cierra el círculo, volviendo en cierto sentido al punto de partida, pero con la experiencia acumulada en este viaje

una Mayor que se activa y se desactiva la parte de arriba forzando un sable y quitándole y dándole torsión/alabeado (twist)

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con una placa plana, un tablero de madera, de Alargamiento infinito (es decir que va de pared a pared del túnel de viento sin dejar escapar el aire) se puede conseguir un Coeficiente máximo de Sustentación/FuerzaLateral (CL) de casi 0,8, por ejemplo 0,75, con 8 grados de ángulo de ataque (Alfa)

con un tablero de madera de bajo Alargamiento, AR 2, en el mundo real, para conseguir un Coeficiente de 0,8 se necesitan 45 grados de ángulo de ataque (Alfa)

con un Ala simple y simétrica de alto Alargamiento AR 10 de un pequeño avión se consigue un Coeficiente máximo que se acerca a 1,5 con algo más de 15 grados de ángulo de ataque

con una Vela solitaria AR 2 se consigue 1,5 con 30 grados de ángulo de ataque

es fácil conseguir Sustentación/FuerzaLateral (Lift)

el problema es a qué precio, es decir cuánto cuesta en términos de arrastre (Drag)





(fotografía de Ludwig Prandtl)

el arrastre (Drag) tiene tres capítulos:

(1) CD_0, el rozamiento (y la diferencia de presión entre el borde de ataque y el borde de salida)

(2) CD_i, el arrastre inducido por la sustentación

(3) CD_d, el desprendimiento que se llama separación, "gran ángulo de ataque", "el fluido se separa"





(el profesor Fabio Fossati y sus maquetas en el túnel de viento del Politécnico de Milán, 3:05)

si miramos los números obtenidos ... son casi imposibles de creer

no nos damos cuenta de la llamativa eficacia del aparejo de un balandro porque tenemos que arrastrar tremendo carromato por el agua y contra el aire

el 30-40-50-60% de la resistencia aerodinámica es resistencia parásita creada por el cascarón, es decir la obra muerta del casco, la jarcia y la chirimbolada embarcada, que si un toldo, que si un arco con unas placas, que si un cargador eólico ...

el aparejo de un balandro tiene unos números prodigiosos

¿cómo consigue un balandro tamaña hazaña?

Pues construyendo 1 Ala compleja con 2 Velas

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la clave del prodigioso balandro se encuentra en el control de la separación (S) del fluido gracias a una segunda vela, ya una vela de proa (1930, como los botes de vela ligera) ya con una vela de popa (la mayor pequeña de los años 60 que escolta y hace de guardaespaldas de la vela principal: un gran Génova)

en el primer caso el downwash de la vela de proa protege a la Vela principal del desprendimiento/separación del fluido, y así puede trabajar de forma eficiente con un gran ángulo de ataque (20-25 grados en los botes de vela ligera, 30-35 grados en los barcos de mayor tonelaje)

en el segundo caso la Vela principal va a proa, y consigue trabajar de forma eficiente con un gran ángulo de ataque gracias a una gran curvatura del perfil (el embolsamiento) y gracias a una vela de popa que protege su borde de salida

pero ahí no acaba la cosa, pues además ocurre que la vela de popa le curva el viento a la de proa, es el upwash

upwash que resulta enormemente provechoso, pues al abrirse el viento que incide en la vela el resultado (R) de la Fuerza aerodinámica va más hacia la dirección de la marcha que es precisamente lo que queremos



ñó

entonces, si el upwash es bueno pa un velero ...

¿cómo podemos aumentar el upwash?

Pues inclinando el borde de ataque gracias a llevarnos el palo pa popa

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twist again

¿Es un pájaro?

Noooo

¿Es un avión?

Noooo

Is it the twister?

Es el Alabeador?

Síii, Yeaaaaaah