curso de Aerodinámica con un poco de esfuerzo

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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

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Veamos bien el truco de los años 60-70

Gran vela de proa (Génova) y mayor-pequeña de escolta a popa

si desviamos el viento a lo bruto con un tablero de madera con un gran ángulo de ataque conseguimos Sustentación/FuerzaLateral (Lift) y Arrastre (Drag) en las mismas cantidades, pues en realidad sólo hemos desviado el viento por una cara, por la cara de barlovento, la otra mitad del viento es un puro remolino lleno de torbellinos, así que el resultado es bien justo y salomónico

el primer truco es curvar el perfil hacia el viento

pero este truco funciona hasta cierto punto, pues el fluido a medida que va avanzando por la cara de sotavento se va frenando, y se frena y se hace el remolón, y se arremolina, y se desprende

y entonces viene el segundo truco: animar al fluido, que el fluido no pierda velocidad tirando de él gracias a una baja presión relativa creada por una vela de popa, la mayor pequeña que cuida que no aumente la presión en el borde de salida del génova

Y el truco de los años 30-50, foque y Mayor, ejque una vela de proa le lanza curvado el viento a la cara de sotavento de la vela de popa evitando la separación del fluido

un balandro en ceñida construye 1 Ala compleja y eficiente con 2 velas, la suma es más que las partes, las dos velas se benefician

la otra parte de la cuestión es que la vela de proa está en la zona del viento curvado por la vela de popa, es el upwash



Y la guinda del pastel es que un borde de ataque inclinado hacia atrás (sweep back angle) aumenta el upwash, lo va aumentando más mientras más arriba del grátil, que por eso tiene que ir con torsión/alabeado (twist)

y también un palo inclinado hacia popa aumenta el upwash en la parte de arriba de la Mayor

la vela de proa va alabeada/torsionada para hacerse cargo del upwash y la mayor va con más o menos torsión/alabeado dependiendo de si se quiere más o menos Fuerza

dar y quitar torsión/alabeado a la Mayor es la forma más barata de controlar su fuerza

a fin de cuentas nada nuevo bajo el sol



la Mayor con cangreja podría ser una buena solución para un carguero -un velero de crucero-, y solución óptima desde el punto de vista del coste-eficacia

la primera y principal ventaja de la Mayor con cangreja es que permite darle forma a una vela barata y duradera, con la cangreja se puede trimar un saco de patatas por así decirlo, pues tiene cuatro esquinas pa jugar

la segunda ventaja ejque en cuanto se abre el rumbo y se sale de la ceñida cerrada se convierte en la vela adecuada

y con una cangreja se puede dar y quitar torsión/alabeado a la Mayor

y encima tiene una magnífica respuesta a la racha (el sail gust response)

Pero, claro, para un velero pequeño lo mismo se puede conseguir con 1 sable forzado por la baluma

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Alabeador carguero de media tonelada de bajo Alargamiento

la cangreja no pasa de la horizontal, pues no hay nada más desagradable que una cangreja despendolada

si se larga la driza toda la Mayor baja del tirón, y no hay problemas para rizar navegando a favor del viento

lleva runner (stay de popa volante) como los pesqueros del siglo XIX para dar tensión al stay propiamente dicho, y para el Spi, pero no hace falta para aguantar el palo de pie

la vela de proa va en su botavara, y el Spi va en su botalón orientable

y los tres cabos de control -escota, carro y cangreja- irían en las dos bandas, que es lo mismo que escota, carro y backstay en las dos bandas

el palo va firme como en un aparejo "a tope de palo", y el aparejo es flexible y versátil como un aparejo "fraccionado"

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kwintó, se sale del papel, tenía que haberlo dibujado más abajo

bueno, a simple vista ya se sospechaba que era muy chaparrito

es un carguero, no es para regatas, pero hay que pelear por un Alargamiento (AR, Aspect Ratio) suficiente, y hay que amarrar un Alargamiento efectivo de 3,3 y para eso hace falta al menos un Alargamiento geométrico de 3

en el chaparrito el pico de la cangreja estaba a 10 metros de altura sobre el mar, y tenía 34 metros cuadrados de trapo

10 x 10 / 34 = 2,94 y se podría bajar el trapo a 32 metros cuadrados
10 x 10 / 32 = 3,1 que después el túnel de viento nos daría x 1,1 => 3,3 de Alargamiento efectivo (por + mayor llena arriba + borde de ataque sin quiebro - solapamiento de la vela de proa que no lleva)

la otra cosa que hay que encajar a la hora de dibujar barquitos de papel en el mundo de la fantasía es la cantidad de trapo, y este carguero de media tonelada tiene 7,99 metros de eslora, y entonces primero hacemos un cuadrado 8 x 8 = 64, y luego hacemos un triángulo como si fuera una gran vela latina 64 / 2 = 32 metros cuadrados sería lo mínimo mínimo, y x 1,1 = 35 y pico, y es 36 lo que pide el bicho, y además lo está diciendo la vela de proa que tiene 14,4 metros cuadrados / 0,4 = 36

porque la otra cosa a la hora de dibujar barquitos de papel es cómo va repartido el trapo, y hay tres formas paradigmáticas para repartir el trapo entre la vela de proa y la vela de popa:

40 - 60

60 - 40

50 - 50

por supuesto quién dice 50-50 puede ser 45-55 y 55-45

total, el pico de la cangreja hay que subirlo 60 cm y la botavara bajarla 30 cm si pudiera ser