Receta para un Balandro moderno

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Reconciliando los Números: Estimaciones, Prototipo U20

18 nudos de viento entran a 30 grados de la proa
el bote navega a 5 nudos
14 nudos de viento real

Arrastre/Resistencia (Drag) Aerodinámica

Velas: 147 Newtons
Palo: 10 Newtons
cabos: 10 Newtons
Casco y anchas espaldas del tripulante: 118 Newtons

Total 285 que son 290 y lo dejamos en 300 Newtons de arrastre aerodinámico

Claro, si se quiere optimizar un velero para la ceñida lo que hay que hacer es cortar el casco y la tripulación por la mitad, y ya metidos en faena cortarle la cabeza al patrón, por supuesto, nótese que en mi estimación un 40% (!!!) del arrastre aerodinámico es debido a que quiero tremendo francobordo para darle seguridad al botecito y que además sea palaciego por dentro

Sustentación/FuerzaLateral (Lift) Aerodinámica

1000 Newtons, es un bote con una Potencia del 10%

va escorado 20 grados

Y resulta un empuje de unos 30 kilos

Resistencia/Arrastre (Drag) Hidrodinámico

El cálculo es larguísimo, pero la cosa estará en 25-30-40 kilos entre la velocidad del casco en la práctica, 5 nudos, y la velocidad pura matemática determinada por la longitud de onda de la ola del casco, 5,9 nudos que no hay manera de alcanzar ... y si le metemos 90 litros de agua salada haciendo banda

Sustentación/FuerzaLateral (Lift) Hidrodinámica

Con 3 grados de abatimiento

Casco de pantoque vivo: unos 100 Newtons
Tremenda orza de alto alargamiento: 500-700 Newtons
Timón bien despachado: 400-200 Newtons

Total 1000-1200 Newtons de fuerza lateral

El bote va ciñendo a 43 grados del viento real, pero y si tal vez quizá a 45 grados y con 99 litros de agua salada haciendo banda ... 5,6 (?) ... 5,7 (?) ... 5,8 (!?) ... 5,9 (!!!)

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4 a 10

3 a 10

2,5 a 10

(estos dibujos son de CA Marchaj que según parece este año cumple 98 años)

un 40 por ciento, un 30 por ciento, un 25% de la fuerza del aparejo se puede sacar como empuje o fuerza de avance

Esto son relaciones normales o típicas en un velero entre la fuerza que le hace avanzar y la fuerza que desarrolla el aparejo, que es más o menos la misma fuerza que le hace escorar

Y la Potencia o capacidad de aguantar trapo es GZ (el brazo que adriza el velero) dividido entre h (el brazo que hace escorar al velero, la distancia vertical -la altura- entre donde trabaja la orza-timón-casco y donde trabajan las velas)

un grandote por ejemplo:

Potencia 6%
10.000 kilos de Desplazamiento
el aparejo en ceñida va cargado con 600 kilos, desarrolla una fuerza de 6 Mil Newtons, un 6% del Desplazamiento
y de esos 600 kilos (6.000 Newtons) un grandote aprovecha un digamos 40% que son 240 kilos, y así va sobrado pues los grandotes tienen una resistencia al avance del 2% del Desplazamiento, que serían 200 kilos, cuando navegan a la velocidad del casco en la práctica

un chiquitajo potente y ligero:

Potencia 10%
1.000 kilos de Desplazamiento
el aparejo en ceñida va cargado con 100 kilos, 1.000 Newtons, un 10% del Desplazamiento
y de esos 100 kilos puede sacar para avanzar un 25-30% porque hay mucho cascarón y poco trapo en comparación con el grandote, además encima como es chiquitajo tiene mucha superficie mojada en comparación con el grandote, y así su resistencia al avance es de alrededor de un 2,75% que serían unos 25-30 kilos

por eso los grandotes van sobrados en ceñida y los pequeñajos a pesar de ser ligeros y potentes van justitos

Predecir con exactitud la velocidad que va a alcanzar un velero es muy difícil; pero tener una idea aproximada de su velocidad es fácil

(En un crucero para el honrado transporte de latas de cerveza ... el objetivo de estos cálculos para reconciliar y encajar los números ... no es calcular la velocidad con precisión, sino ajustar el Equilibrio en ceñida y ver qué fuerza hay en el timón, no vaya a ser que sea demasiado ardiente)

Veamos los múltiplos para tener una idea y predicción sencilla a ojo de buen cubero de la velocidad que puede alcanzar un velero:

10 metros de eslora en la línea de flotación, eslora de la línea de flotación contando todo el culo/trasero que se moje

raíz cuadrada de 10 = 3,1622

x 2,1 = 6,6 nudos, ciñendo muy ceñido al viento
x 2,4 = 7,6 nudos, abriendo el rumbo
x 2,7 = 8,5 nudos, por la aleta a todo trapo con Spy y/o con viento fresco/fresquito

Para ir más allá la proporción "D / L" (Desplazamiento / Eslora en la línea de flotación) tiene que ser menor de 140 (en medidas imperiales, del Almirantazgo británico)

este bicho grandote hemos dicho que es de 10 toneladas

multiplicamos las toneladas por 28.300 y dividimos por la eslora elevada al cubo

10 x 28.300 / (10 x 10 x 10 metros de eslora en la línea de flotación) = 283 D/L

Así que el grandote hace 6,6 ... 7,5 ... y 8,5 nudos

Veamos el pequeñajo: 6 metros de eslora en la línea de flotación

raíz cuadrada de 6 = 2,4494

x 2,1 = 5 nudos
x 2,4 = 5,9 nudos
x 2,7 = 6,6 nudos

x 3,63 = 8,9 nudos

1 tonelada x 28.300 dividido entre (6 x 6 x 6) = 131 D/L

a favor del viento, ya con viento fresquito o fresco ya con un buen tangón/botalón y Spy ... el pequeñajo atraviesa el muro de la resistencia creada por la ola del casco

el bote pequeñajo hace 9-10 nudos y al bajar la ola hace 12 nudos

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Tektron 50 (Catamarán Bicharraco)

ciñendo a 44 grados del viento real

Velocidad 12,5 nudos



U20 (Tabla de Surf cabinada)

ciñendo a 43 grados del viento real

Velocidad 5 nudos

-corre que te pillo

Pero, claro, aquí no acaba la cosa, pues ellos ya van a plena potencia ... y nos han pillado desprevenidos ... entonces ponemos los dos tripulantes en la misma banda ... y además cargamos en la banda de barlovento 90 litros de agua salada ... el centro de gravedad entonces se mueve unos 20 centímetros ... y el brazo GZ sería de 63 centímetros ... y entre el conjunto orza-timón-casco y la fuerza de las velas estimo que hay una distancia, una altura, de 420 centímetros

63 / 420 = 0,15

15% de Potencia

Velocidad 5,5 nudos

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(Coeficientes ideales/cojonudos para la versátil furgona de un honrado transportista de latas de cerveza)

Supongamos que en el aire hay 10 Newtons por metro cuadrado, pues bien un One Ton IOR es capaz de configurar su aparejo a 1,6 y convertir los 10 Newtons en 16 Newtons

Por otro lado el catamarán bicharraco que nos ha pasado echando chispas por la banda de babor esos tíos panda de brutos le han metido 6 toneladas de tensión a la escota de la Mayor para configurar su aparejo a 0,8

-Están locos estos romanos

El ideal desde mi punto de vista sería poder configurar el aparejo de 1,4 a 0,7 sin soltar la lata de cerveza

30 Newtons (de una mañana de verano) x 1,4 = 42
60 Newtons (de una tarde de verano) x 0,7 = 42

¿Es posible?

Sí, tal vez sería posible

Veamos

El timón va frenado con un cabo por rozamiento, la lata de cerveza va en la mano derecha, y cerca de la mano izquierda tengo cuatro cabos con sus muchas poleitas:

-la escota de la Mayor
-el carro de la Mayor

-un cabo para la botavara del foque
-un cabo que le da y quita embolsamiento al foque

(los cuatro cabos están en las dos bandas)

Pero ... en el dibujito parece que se ve un winche cerca del palo

Sí, el botecito lleva un winche, lleva 1 winche para

(1) recoger el ancla de anclar en la arena y el fango
(2) recoger el ancla de anclar en el mar, el ancla de capa
(3) recoger la orza que sube hacia popa y varar sobre la arena y el fango

Mucho correr correr, pero a veces hay que parar

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Los cargueros como un Boeing 737 cuando necesitan fuerza para sus ejercicios de halterofilia y levantamiento de pesos ...
despliegan los flaps y con eso consiguen

-un ala de mayor tamaño, izan más trapo, recoger los flaps es rizar las velas

-una vela más embolsada

y además despliegan un slat en el borde de ataque para que el ala pueda trabajar con un

-mayor ángulo de ataque

para conseguir más fuerza hace falta más trapo, más cantidad de vela, o una vela que obtenga un mayor coeficiente porque esté más embolsada y trabaje con un mayor ángulo de ataque



Según ORC-VPP-2013 ... el Código Cero ... es una vela capaz de obtener un coeficiente de

2,2

Esto se podría decir que es lo máximo que puede dar de sí una vela

El Código Cero no es una vela mágica, consigue su coeficiente a base de pan y patatas: gran embolsamiento y gran ángulo de ataque

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En el dibujo aparece una vela en dos dimensiones, el arco es la vela, y hay una cuerda y una flecha imaginaria

la flecha dividida entre la cuerda = 0,15 que por 100 es un 15%, y el dibujito está equivocado porque el embolsamiento es de un 20% (y el ángulo de ataque de 40 grados, los embolsamientos y los ángulos de ataque suelen mantener estas relaciones del doble y la mitad)

flecha / cuerda = 0,20

entonces

coeficiente en dos dimensiones = 0,8 + cuatro pi por flecha entre cuerda

= 0,8 + 4 x 3,1416 x 0,20

= 3,31

Y ahora tenemos que pasar del dibujito en dos dimensiones a la vela real en tres dimensiones

Coeficiente en tres dimensiones = 3,31 / (1 + 2 / 4) =

2,2

suponiendo un alargamiento (AR, Aspect Ratio) de 4 = altura de la vela elevada al cuadrado dividido entre la superficie de la vela