ES2247508T3 - Casco de barco. - Google Patents

Abstract

Un casco de barco para planeo y planeo de alta velocidad, que comprende: Un espejo de popa (12), costados (14) que se extienden hacia delante desde el espejo (12) y terminan en una proa en V (16); La superficie de fondo compuesta por un fondo en V profunda (35) con una astilla muerta de entre 20 y 26 grados en el espejo. A dicho fondo en V profunda lo corta una superficie (24) que genera en toda su extensión un fondo plano en secciones transversales y tal superficie se extiende hacia delante desde el espejo hasta que desaparece en un punto en el 67-70% de la eslora en flotación del casco.

Description

Casco de barco.

Este invento se refiere en general a un casco de barco, particularmente a un casco para planeo, también para planeo de alta velocidad.

Anteriormente los cascos para planeo y planeo de alta velocidad y los propulsados a motor solían ser de dos clases:

Los originales cascos de barco con fondo plano planean con más facilidad y más eficacia especialmente en aguas tranquilas.

Sin embargo en aguas turbulentas, tienen varias desventajas: son inestables al maniobrar (hasta en aguas tranquilas si lo hacen a alta velocidad) y también presentan algunos problemas de estabilidad direccional y de deslizamiento lateral que se manifiestan en estas condiciones (de aguas tranquilas) a altas velocidades.

Otro tipo diferente de fondo de casco es el casco de V profunda, tiene un ángulo de astilla muerta de más de 20 grados en el espejo (astilla muerta es el ángulo que las superficies del fondo forman con la horizontal). Con o sin secciones constantes pero con deflectores longitudinales y cantoneras que también contribuyen a la rigidez del fondo del casco.

En este tipo de fondo (V profunda) la mayoría de los problemas asociados con el fondo plano se eliminan. Su mayor crítica es que se necesitan motores muy potentes para que el barco alcance una velocidad determinada.

En los barcos propulsados a motor en los primeros estados del planeo, el área efectiva de sustentación en la parte plana de la superficie de planeo (en los cascos de fondo plano) les permiten planear más rápidamente que con una V profunda.

Dicho estado se alcanza con más facilidad y con menor gasto de combustible. A velocidades altas, esta incidencia y ventajas disminuyen en los cascos de fondo plano, que se vuelven inestables, especialmente al maniobrar, y también hay una tendencia a que resbalen lateralmente, y también disminuye la estabilidad direccional especialmente en aguas turbulen-
tas.

El típico casco para planeo también genera a alta velocidad una gran cantidad de oleaje y agua pulverizada a su alrededor y detrás de él. Esta generación de olas, representada por la deflexión de cierta masa de agua, requiere y absorbe un porcentaje de la potencia generada por el dispositivo propulsor a partir del combustible almacenado.

La potencia gastada en la generación de olas se desperdicia, crea turbulencias a otros barcos y también causa erosión de la costa. El consumo de combustible se ve incrementado por la generación de olas con el obvio resultado de un costo operativo del barco más alto, al tiempo que la velocidad en potencia se reduce. En muchas áreas la velocidad máxima se limita para evitar la turbulencia generada por la formación de olas.

Por consiguiente, el propósito general del presente invento es presentar un casco de barco para planeo y especialmente para planeo de alta velocidad, que combine un alto rendimiento y una navegabilidad, estabilidad direccional y características de manejo adecuadas especialmente en maniobras de giro en aguas turbulentas. Este casco de barco de alto rendimiento tiene la ventaja de lograr un estado de planeo rápido y fácil con menor consumo de potencia y combustible y también con escasa formación de olas en toda la gama completa de velocidades, desde 0 Km. hasta la máxima alcanzable.

Con este fin, el presente invento consiste en un casco de barco para operaciones de planeo y operaciones de planeo de alta velocidad, que incluye un espejo de popa, costados que se extienden hacia adelante desde el espejo y terminan en una proa en V. Comprende: la superficie del fondo compuesta por una V profunda con cantoneras y deflectores, con una astilla muerta de entre 20 y 26 grados en el espejo.

Este fondo en V profunda lo corta una superficie que genera en toda su extensión un fondo plano en secciones transversales. Dicha superficie se extiende hacia adelante desde el espejo hasta desaparecer en un punto correspondiente al 67-70% de la eslora en flotación del casco. Desde este punto hasta la proa continúa el fondo en V y aproximadamente desde este punto comienza la quilla, que se extiende hacia el espejo, terminando a una distancia de entre el 18-25% de la eslora en flotación del casco antes de llegar al espejo.

Dicha superficie tiene un ancho en el espejo de entre el 6-12% de la manga del casco. Al mismo tiempo desde el espejo, dicha superficie comienza a decrecer gradual y suavemente su altura (distancia perpendicular desde el plano base) y su anchura hasta el final. A partir del 50% del largo de dicha superficie hasta su final (superficie), esta reducción de anchura y altura se incrementa.

Las cantoneras son planas en secciones transversales y se extienden desde el espejo hacia proa incrementando progresivamente su altura desde el plano base hasta juntar ambas cantoneras en un punto por encima de la línea de flotación. El borde exterior de cada cantonera tiene un deflector en toda su extensión, el borde interno de cada cantonera a partir del 50% de la eslora en flotación hasta el espejo se aproxima progresivamente a la línea de crujía generando un ancho de cantonera en el espejo de un 12-16% de la manga en flotación (cada una). Los deflectores (de 2 a 4 por lado) se extienden desde el espejo hacia la proa. Los deflectores junto con el borde externo de cada cantonera (deflector incluido) se extienden paralelos a la línea de crujía a partir del 50% de la eslora en flotación del casco hacia el espejo.

Los túneles (sólo en los casos que lo requieran) comienzan en el espejo y se extienden hasta el 18-25% de la eslora en flotación. Están compuestos por 2 partes, la superior y la lateral. La superior es plana en secciones transversales. Desde el espejo el primer 25% del largo del túnel es plano y desde este punto va decreciendo progresivamente su altura (túnel) hasta que desaparece. La dimensión de los túneles en el espejo depende principalmente del diámetro de la hélice y del ángulo del eje. Los deflectores se interrumpen en los túneles.

Para que se comprenda más fácilmente se hace referencia a los dibujos adjuntos:

Figura 1 es una vista elevada del costado de un casco de barco construido según el invento.

Figura 2 es una vista de plano inverso que muestra el casco de barco de la Fig. 1.

Figura 3 muestra algunas de las secciones transversales a lo largo del barco construido según el invento.

Figura 4 es una sección transversal del casco de la Fig. 1 y 2 construido según el invento en la sección 6.

Figura 5 es una vista del casco del barco de la Fig. 1 y 2, construido según el invento, desde la parte posterior (a la izquierda de la Fig. 1, donde se pueden apreciar los túneles, la quilla no se muestra).

Figura 6 es una vista del casco del barco de la Fig. 1 y 2, construido según el invento, desde la parte posterior (a la izquierda de la Fig. 1, en la opción sin túneles, la quilla no se muestra)

Figura 7 es una sección transversal del casco del barco de la Fig. 1 y 2 según el invento en la sección 2.

Figura 8 es una vista en perspectiva del casco del barco de la Fig. 1 y 2, construido según el invento, donde se puede ver el fondo (V profunda y superficie que la corta), las cantoneras y los túneles. La quilla y los deflectores no aparecen con el único objetivo de poder mostrar más claramente los otros elementos.

Todos los dibujos son reproducciones del original a escala reducida.

En los dibujos, se muestra un casco de barco de tipo ocio, comercial o de patrulla propulsados a motor.

El casco de barco se puede utilizar con motores internos (se recomiendan dos). En los casos de uso con motores dentro-fueraborda, chorros de agua o una transmisión con hélices de superficie ubicados en el espejo, no se recomiendan los túneles. También se puede usar motores fueraborda en barcos más pequeños, en cuyo caso tampoco se recomiendan los túneles. Los túneles tampoco se recomiendan si sólo hay un motor instalado.

En los mismos casos, según las características de diseño y los ángulos de eje, los túneles se podrán eliminar incluso con dos motores internos, pero no se recomienda.

Con este fin, el presente invento consiste en un casco de barco para planeo y para planeo de alta velocidad, e incluye un espejo (12), costados (14) que se extienden hacia adelante desde el espejo (12) y terminan en una proa en V (16). Figura 1 y 2.

Y una eslora y manga en flotación descrita por la línea de flotación (53).

Una superficie de fondo compuesta por una V profunda (35) con cantoneras (18) y deflectores (30).

Con una astilla muerta de entre 20 y 26 grados en el espejo, aunque se recomiendan ángulos de 23 a 25 para mayor rendimiento. Figuras 3, 5, 6 y 8. Al fondo en V profunda (35) lo corta una superficie (24) que se extiende hacia adelante desde el espejo sobre el 67-70% de la eslora en flotación hasta desaparecer en un punto. Y dicha superficie genera un fondo plano en secciones transversales; rompiendo el fondo en V profunda (35).

Dicha superficie comienza en el espejo (12) con un ancho del 6 al 12% de la manga del casco y se extiende hacia delante sobre el 67-70% aproximadamente de la eslora en flotación (se entiende por eslora en flotación cuando el barco está simplemente flotando sin movimiento, como por ejemplo una eslora en flotación generada por la línea de agua (53)), dicha superficie (24) genera un fondo bajo que es siempre plano (en secciones transversales) y rompe el fondo en V profunda (35).

Al mismo tiempo desde el espejo (12) esta superficie reduce gradual y suavemente su altura (distancia desde el plano base (23)) y su anchura; a partir del 50% del largo de dicha superficie y hasta el punto en que dicha superficie (24) desaparece, esta reducción de anchura y altura se incrementa. Y desde este punto hasta la proa continúa el fondo en V. Fig. 7.

La quilla (25) comienza aproximadamente en el punto donde la superficie (24) que corta la V profunda (35) se une con la V profunda y se prolonga desde ese punto hacia el espejo, terminando a una distancia generalmente entre el 18-25% de la eslora en flotación del casco antes de llegar al espejo. Fig. 1, 2 y 8.

La quilla (25) también puede ser plana en la parte inferior. Se recomienda pero no siempre es necesario. Fig. 4.

Los deflectores (30) se extienden desde el espejo hasta la proa a ambos lados del fondo en un número que va de dos a cuatro por lado y desde aproximadamente el 50% de la eslora en flotación del casco hasta el espejo y son paralelos a la línea de crujía (40).> Fig. 2.

Las cantoneras (18) son planas en secciones transversales a partir del espejo (12)(donde siempre se encuentran por debajo de la línea de flotación (53)) y se extienden desde el espejo hacia proa (16) incrementando progresivamente su altura desde el plano base (23) hasta juntar ambas cantoneras en un punto por encima de la línea de flotación (53) en la región de proa (16).

El borde externo de cada cantonera tiene un deflector (20) en toda su extensión (considerando como borde exterior de la cantonera el que resulta de la intersección de la cantonera (18) y el lado (14)).

El borde interno de cada cantonera (el más cercano a la línea de crujía (40)) a partir del 50% de la eslora en flotación hasta el espejo se aproxima progresivamente a la línea de crujía y genera un ancho de cantonera en el espejo del 12-16% de la manga en flotación en el espejo (cada una).

Los deflectores (30) junto con el borde externo de cada cantonera (deflector incluido) se extienden paralelos a la línea de crujía (40) a partir aproximadamente del 50% de la eslora en flotación hasta el espejo (12).

La superficie (24) que interrumpe la V profunda permanece siempre plana en secciones transversales, y semeja la forma de cierto tipo de triángulo en vista de planta.

Los túneles (22) (sólo en los casos que lo requieran) comienzan en el espejo (12) y se extienden hacia delante hasta el 18-25% de la eslora en flotación.

Están formados por 2 partes, la superior y la lateral. La superior también es plana en secciones transversales en toda su extensión. La anchura y la altura desde el plano base (23) de los túneles en el espejo dependen del diámetro de la hélice y del ángulo del eje. Desde el espejo (12) en el primer 25% del largo del túnel la parte superior del túnel es plana. Fig. 1 y 8.

Y desde este punto cada túnel va disminuyendo su altura (distancia desde el plano base (23)) hasta que desaparece.

Los deflectores (30) se interrumpen en los túneles. Fig. 2

La otra parte de los túneles, o sea el lado de cada uno, comienza en el punto donde el fondo en V profunda (35) corta a la superficie (24), y se extiende verticalmente hasta la parte superior del túnel con ángulo (respecto a la vertical éste puede variar dependiendo, por ejemplo, del diámetro de las hélices).

La altura vertical de la quilla (25) (distancia desde el plano base (23) hasta la superficie (24)) y las proporciones de los túneles (22) pueden variar dependiendo en cada caso, por ejemplo, del tipo de motor o del diámetro de la hélice.

La operación del casco de barco es la siguiente:

El barco puede alcanzar más rápida y fácilmente la etapa de planeo, con un menor ángulo de planeo y una menor formación de olas que con los cascos anteriores. En las secciones transversales, las cantoneras, el fondo bajo (generado por la superficie que corta la V profunda) y la parte superior de los túneles (si el barco los tuviera) son planos, como pueden observarse en las Fig. 3 y 5, y sin túneles en la Fig. 6.

Este invento permite alcanzar el estado de planeo antes y con un menor consumo de potencia y un mayor ahorro de combustible que con los cascos anteriores. La energía gastada en la formación de olas con los cascos anteriores ahora se reduce y se elimina en un gran porcentaje (en toda la gama de velocidades), y esta potencia se utiliza para incrementar la velocidad del barco.

La superficie que corta el fondo en V profunda es el elemento que más influye para alcanzar antes el estado de planeo. Cuando el barco está operando a baja velocidad el agua va derecha al espejo debido al efecto de los deflectores, las cantoneras y la quilla que actúan conjuntamente. Este efecto se incrementa al aumentar la velocidad, lo que permite obtener una baja formación de olas y muy buena estabilidad direccional, especialmente en aguas turbulentas.

En los casos de barcos con túneles (si fueran necesarios), la forma adecuada (Fig. 1 a 3; 5 y 8) también influye para evitar la cavitación de la hélice.

Cuando el barco se encuentra operando en modo de planeo de alta velocidad o simplemente en modo de planeo, la quilla permanece siempre en el agua, así como las partes posteriores del fondo, y este efecto concretamente incrementa la estabilidad direccional que se nota sobre todo cuando el barco gira. Las características de buena maniobrabilidad del barco también se notan sobre todo cuando el barco gira, especialmente en aguas turbulentas. La quilla tiene una gran importancia en la estabilidad direccional y su altura (desde el plano base) puede variar dependiendo, por ejemplo, del diámetro de la hélice o del área de operación, porque en algunos casos, según el motor y el diámetro de la hélice, contribuye a proteger las hélices en el caso de tocar fondo, tocando primero la quilla y no las hélices.

Los deflectores contribuyen a la estabilidad direccional y a mantener en alguna medida la cubierta "seca" (junto con las cantoneras en el área de proa) y también a la mayor rigidez del fondo.

El casco de barco descrito y relacionado con los dibujos puede alcanzar el estado de planeo con más facilidad y más rápidamente que los cascos anteriores, genera una menor formación de olas que los cascos anteriores en toda la gama de velocidades, ahorra consumo de combustible, ofrece rasgos de buena maniobrabilidad y evita el deslizamiento lateral y presenta una buena estabilidad direccional especialmente en aguas turbulentas. Estas particularidades se manifiestan especialmente al hacer maniobras de giro en aguas turbulentas.

Claims (4)

1. Un casco de barco para planeo y planeo de alta velocidad, que comprende:

Un espejo de popa (12), costados (14) que se extienden hacia delante desde el espejo (12) y terminan en una proa en V (16);

La superficie de fondo compuesta por un fondo en V profunda (35) con una astilla muerta de entre 20 y 26 grados en el espejo. A dicho fondo en V profunda lo corta una superficie (24) que genera en toda su extensión un fondo plano en secciones transversales y tal superficie se extiende hacia delante desde el espejo hasta que desaparece en un punto en el 67-70% de la eslora en flotación del casco. Desde este punto hasta la proa el fondo en V profunda continúa y desde este punto aproximadamente comienza la quilla (25) que se extiende hacia el espejo, terminando a una distancia de entre el 18-25% de la eslora en flotación del casco antes de llegar al espejo. Dicha superficie (24) tiene un ancho en el espejo de entre 6-12% de la manga del casco; así mismo, desde el espejo (12) y hasta su extremo, la superficie (24) va decreciendo gradual y suavemente en anchura y también en altura desde el plano base (23). A partir del 50% del largo de la superficie (24) y hasta el punto donde dicha superficie desaparece, se aumenta la reducción del alto y del ancho; y Las cantoneras (18) que son planas en secciones transversales y se extienden desde el espejo hacia proa incrementando progresivamente su altura desde el plano base (23) hasta que ambas cantoneras se juntan en un punto por encima de la línea de flotación. El borde exterior de cada cantonera tiene un deflector en toda su extensión; el borde interno de cada cantonera, a partir del 50% de la eslora en flotación desde el espejo, se aproxima progresivamente a la línea de crujía (40) y cada una de ellas alcanza un ancho de cantonera en el espejo por lo general del 12-16% de la manga en flotación en el espejo. Varios deflectores (30), en un número de 2 a 4 por lado, se extienden por lo general desde la proa hasta el espejo, y junto con el borde externo de cada cantonera y sus deflectores (20) por lo general se extienden paralelos a la línea de crujía (40) desde aproximadamente el 50% de la eslora en flotación del casco hasta el espejo.

2. Un casco de barco, como el presentado en la Reivindicación 1, con túneles (22) que se extienden por lo general desde el espejo (12) hacia delante hasta el 18-25% de la eslora en flotación del casco. Están formados por 2 partes, la superior y la lateral, siendo la parte superior plana en secciones transversales. La parte superior de cada túnel (22) a partir del espejo es también plana en el primer 25% de su largo y desde esta región se extiende hacia delante decreciendo progresivamente su altura desde el plano base (23) hasta que desaparece. Las dimensiones de los túneles depende principalmente del diámetro de la hélice y del ángulo del eje. Los deflectores (30) se interrumpen en los túneles (22).

3. Un casco de barco, como el presentado en la Reivindicación 1 y 2, en el que la altura vertical de la quilla (25) o distancia desde la superficie (24) al plano base (23) depende del diámetro de la hélice o del dispositivo de propulsión.

4. Un casco de barco, como el presentado en las Reivindicaciones 1 a 3, con una plataforma de baño en el espejo integrada constructivamente en el casco, encontrándose el espejo por debajo de la plataforma de baño.