ES2207201T3 - Casco para embarcacion con arquitectura monocasco, catamaran o trimaran. - Google Patents

Abstract

Casco para embarcación con una arquitectura de monocasco, de trimarán o de catamarán, que comprende: una punta de proa (11; 110) conectada a costados de casco (14, 15; 140, 150) que se encuentran en planos paralelos verticales simétricamente opuestos a una línea central (X- X) que terminan en una popa (12; 120); un par de pantoques (17, 18; 170, 180) dispuestos lateralmente respecto de la línea central (X-X), definiendo cada pantoque (17, 18; 170, 180) un borde inferior de dichos costados de casco (14, 15; 140, 150) que comienza en un plano de sección transversal deseada cerca de la punta de proa (11; 110) debajo de la línea de flotación (19; 190) y define después una línea longitudinal que se extiende continuamente hacia atrás en dirección a dicha popa (12; 120); una quilla (13; 130) que comienza cerca de la punta de proa (11; 110) y que se extiende a lo largo de la línea central (X-X) en el lado inferior del casco hacia atrás una longitud menor que la distancia entre la punta de proa (11;110) y la sección de la mitad de la embarcación (5; 05); una parte inferior (16; 160) que se extiende lateralmente entre dichos pantoques (17, 18; 170, 180), y entre cada pantoque (17, 18; 179, 180) y dicha quilla (13; 130) en que la quilla (13; 130) está presente; teniendo una superficie de la parte inferior (16; 160) planos de sección transversal en ángulo recto con la línea central (X-X) que forman estructuras inferiores convexas que puentean un par de canales inferiores longitudinales invertidos (26, 27; 260, 270) que se extienden lateralmente a dicha quilla (13; 130); uniéndose suavemente dicho par de canales (26, 27; 260, 270) hacia atrás de dicha quilla (13; 130) con un canal inferior único (28; 280) que tiene un perfil con lados de canal que se inclinan cada vez más en las secciones transversales de popa y se hacen paralelos a los costados de casco en la popa 12; 120).

Description

Casco para embarcación con arquitectura monocasco, catamarán o trimarán.

La invención se refiere a un casco para embarcaciones con una arquitectura monocasco, de trimarán o de catamarán.

La resistencia total al movimiento hacia delante de una barco es básicamente la suma de la rozamiento superficial (que se obtiene integrando el esfuerzo tangencial sobre toda la superficie del casco en la dirección del movimiento), la resistencia viscosa (que está relacionada con la energía disipada debido a los efectos viscosos) y la resistencia residual. La resistencia residual incluye en gran medida la resistencia de las olas, que está relacionada con la energía disipada por el casco al formar olas gravitacionales.

Un casco en movimiento de avance genera una formación global de olas que está constituida a su vez por dos sistemas de olas distintos pero cooperantes: un sistema divergente de olas y un sistema transversal de olas. La formación global de olas está contenida dentro de dos líneas que se denominan líneas límite del sistema divergente de olas. Cada línea límite forma un ángulo de 19,5 grados con el plano longitudinal de simetría del casco. Las líneas de cresta de las olas transversales son perpendiculares a la dirección del movimiento del casco cerca del casco y giran hacia atrás a medida que las olas transversales se aproximan a las olas divergentes hasta que se unen al mismo sistema divergente de olas. Delante de la proa de la embarcación hay un área de alta presión que genera un frente de olas prominentes como parte del sistema de olas transversal y divergente. Además, los sistemas de olas se forman cerca de los lados de proa y popa del casco.

Puede considerarse a menudo que un sistema de olas resultante está formado por cuatro sistemas de olas:

\bullet

un sistema de olas de proa debido al área de alta presión que se forma cerca de la proa durante el movimiento de avance del casco;

\bullet

un sistema de olas hacia adelante desde la parte lateral de proa debido a un área de baja presión que se forma cerca de dicha parte lateral;

\bullet

un sistema de olas que se forma a lo largo de la parte lateral de popa debido a un área de baja presión que existe en tal parte de un casco;

\bullet

un sistema de olas de proa debido a un área de alta presión que se forma en el área de popa.

Resulta difícil prever la posición exacta de la cresta de los sistemas de olas de proa y popa. Es igualmente difícil prever la posición de los senos de los sistemas de olas formados en las partes laterales de proa y popa del casco debido a picos de alta presión que se generan cerca de dichas partes laterales de proa y popa.

Dichos cuatro sistemas de olas que forman el sistema global de olas pueden interferir unos con otros de manera más o menos favorable para la resistencia al movimiento de avance del casco. Sin embargo, como la resistencia de las olas contribuye en gran medida a la resistencia total, deberá actuarse sólo sobre la resistencia de las olas tomando medidas tendentes a reducir dicha resistencia de las olas de manera que pueda hacerse disminuir la potencia de propulsión instalada en un barco, siendo la velocidad alcanzada por el barco la misma.

En los últimos años, los diseñadores han tenido como objetivo reducir lo más posible la formación de olas generada por el casco en movimiento de avance.

Por otra parte, hay diseños que mejoran las condiciones de resistencia al movimiento de avance utilizando las formaciones de olas de proa, manteniendo las mismas en la parte inferior del casco y produciendo un sistema resultante de olas de popa más prominente. Entre otros documentos, la Patente de EE.UU. número 5.402.743, expedida el 4 de abril de 1995 a Holderman, titulada "Diseño de casco de pantoque profundo", describe un casco con una estructura inferior que forma dos canales longitudinales que se extienden longitudinalmente a todo lo largo del casco. En la patente anterior, la ola de proa, que es ayudada en su movimiento de rotación y controlada en cierta medida, se desvía en estos canales. La ola de proa es controlada a través de la conformación de dichos canales de conformidad con un tubo de Venturi. El inventor de la anterior patente, entre otras cosas, pone la condición de que el aire en la proa del casco sea expulsado antes de ser incluido dentro de los mismos canales. Además, esta condición establece límites sobre la forma del casco que debe tener lados curvos, es decir, el casco está estrechado en sus secciones transversales hacia proa y hacia popa y consigue una estructura de tubo de Venturi por toda su longitud a través de un par de canales invertidos que limitan longitudinalmente con una quilla continua.

Esta invención se acerca a la anterior patente sólo en la idea de desviar debajo del casco la ola de proa formada en el movimiento de avance. Sin embargo, a diferencia de la anterior patente, un objeto de esta invención es un casco, en el que una parte de la energía empleada en formar el sistema de olas de proa se utiliza para aumentar la sustentación hidrodinámica del casco.

Otro objeto de esta invención es un casco, en el que se reduce la energía disipada en los fenómenos de fricción y viscosidad.

Además, un objeto de esta invención es un casco, en el que se limita una formación resultante de olas de popa y luego la energía de disipación relacionada con la misma.

Todavía otro objeto de esta invención es un casco que tiene estabilidad de forma, con lo que el casco va regularmente a una posición de equilibrio cualquiera que pueda ser la velocidad de la embarcación y, dentro de límites, las condiciones del mar.

Un objeto más de esta invención es un casco que tiene una longitud menor que la de otros cascos de embarcación con igual capacidad de transporte.

Para estos objetos, la presente invención proporciona un casco de pantoque profundo para embarcaciones con una arquitectura de monocasco, de trimarán o de catamarán, que comprende:

\bullet

una punta de proa conectada a los costados del casco que se encuentran en planos paralelos verticales simétricamente opuestos a la línea central que terminan en una popa;

\bullet

un par de pantoques dispuestos lateralmente respecto de la línea central, definiendo cada pantoque un borde inferior de dichos costados de casco, que termina en un plano de sección transversal deseada cerca de la punta de proa debajo de la línea de flotación y define después una línea longitudinal que se extiende continuamente hacia dicha popa;

\bullet

una quilla, que comienza cerca de la punta de proa y que se extiende a lo largo de la línea central en el lado inferior del casco hacia popa una longitud menor que la distancia entre la punta de proa y la sección de la mitad de la embarcación;

\bullet

una parte inferior que se extiende lateralmente entre dichos pantoques y entre cada pantoque y dicha quilla, en que la quilla está presente; teniendo una superficie de la parte inferior planos de sección transversal en ángulo recto con la línea central que forma estructuras inferiores convexas que salvan un par de canales inferiores longitudinales invertidos que se extienden lateralmente a dicha quilla; uniéndose suavemente a dicho par de canales hacia popa desde dicha quilla con un solo canal inferior que tiene un perfil con lados de canal que se inclinan cada vez más en las secciones transversales de popa y se vuelven paralelos a los costados del casco en la popa.

Un casco así configurado de acuerdo con la invención puede llamarse monocasco, trimarán o catamarán.

Dichas estructuras inferiores invertidas tienen líneas de flotación que definen una parte inferior configurada en forma de un difusor con áreas de sección transversal aumentada, de popa a proa, de dicho par de canales y de dicho canal único, en que la energía cinética del flujo conducido desde proa es transformada en energía de presión.

Dicho casco hace posible que se reduzca la energía disipada en los fenómenos de fricción y viscosidad ya que se conduce aire debajo del casco dentro de los canales como anteriormente, no para originar una capa continua de aire y luego utilizar un efecto de planeo, sino para incluir aire dentro del agua a fin de mantener una capa espumosa límite. Es importante mantener una capa espumosa límite sobre la base de las siguientes observaciones:

i)

si se mantuviera una capa de aire continua, se obtendría una situación óptima desde el punto de vista de la reducción de la fricción; sin embargo, excepto con un barco de regatas, la velocidad del casco no sería lo suficientemente alta como para comprimir la capa de aire en tal medida que el efecto de elevación aerodinámico transferido al casco fuera grande;

ii)

si la superficie inferior del canal estuviera en contacto directo con el agua, sería la mejor situación desde un punto de vista de la sustentación hidrodinámica de un casco, pero la peor desde un punto de vista de la resistencia al movimiento de avance de un barco a causa de un aumento de los fenómenos de fricción y viscosidad debidos al aumento de la superficie mojada;

iii)

una capa espumosa concilia la necesidad de hacer disminuir lo más posible la resistencia de fricción y la posibilidad de explotar la sustentación hidrodinámica. Puesto que la espuma está constituida en general por cámaras esféricas muy pequeñas que contienen aire o gas (es decir, gas de escape), la espuma es lo bastante rígida como para permitir que se transmita una sustentación hidrodinámica suficiente con igual velocidad del casco, contra una resistencia reducida al movimiento de avance.

La capa espumosa puede obtenerse adecuadamente conduciendo las olas de proa, que son generadas por la quilla y los pantoques, a los canales, y diseñando apropiadamente un aparato propulsor con relación tanto a la elección como a la disposición del mismo.

Desde el punto de vista de la respuesta del casco de cuerdo con la invención al sistema de olas generado cuando se mueve hacia adelante, el casco tiene un área de alta presión en la proa en relación con la cresta de ola, a continuación un área de baja presión en relación con un seno de ola y un área subsiguiente de baja presión que se formaría hacia popa desde la quilla más allá del punto de máximo calado de la parte inferior del casco. Cuando cambia la velocidad del casco, el centro de flotación resultante de la distribución de la presión anteriormente explicado puede caer hacia adelante o hacia atrás del centro de gravedad de la embarcación. Sin embargo, la posición longitudinal del casco puede cambiar solamente un momento, ya que cambiando el calado de la proa y de los costados del casco, se cambiarían como consecuencia el área de alta presión y la siguiente área de baja presión, reajustando inmediatamente el equilibrio hidrodinámico. El mayor o menor calado de la popa cambiaría las secciones transversales del difusor constituido por la parte inferior plana ascendente hacia popa desde la quilla, junto con los lados internos de los pantoques, y se ayudaría a mantener este equilibrio. La parte inferior plana funcionaría como un soporte constante para el casco. En conclusión, el casco de acuerdo con la invención "navega constantemente sobre su ola", que está contenida entre sus pantoques en la parte situada hacia atrás desde la quilla a la popa, y guiada delante por la roda y la quilla.

Además, debido a la variación de la presión a lo largo de los canales de proa a popa de la quilla, el flujo de agua de la ola de proa está sometido a un movimiento en espiral hacia la derecha en el canal izquierdo y a un movimiento en espiral hacia la izquierda en el canal derecho, ayudando ambos a la formación de burbujas de aire y aumentando la capa espumosa, con una reducción de la fricción viscosa.

Uno o dos propulsores pueden cambiar el diseño de la presión debajo del casco, y luego la posición del centro de flotación y el movimiento en espiral mencionados.

El casco configurado de acuerdo con la presente invención hace que la formación de olas de proa así conducida devuelva al casco una parte de su energía en forma de un aumento de la sustentación hidrodinámica. Además, un casco así configurado permite que, en su altura resultante, tanto a través de una selección apropiada de las dimensiones del casco entre sus pantoques como de una disposición adecuada del aparato de propulsión, se controle la ola producida por la cooperación de los sistemas de olas generados en el movimiento del barco. Esta altura resultante de la ola depende también de un efecto de amortiguación de dicha capa espumosa.

Además, la superficie inferior del canal, que tiene secciones transversales convexas como anteriormente, puede estar configurada de manera que la resultante del empuje debido a la sustentación hidrodinámica pase a través del centro de flotación aproximadamente para no generar una variación de equilibrio tanto cuando la embarcación se encuentra estacionaria o está navegando en un modo de desplazamiento como cuando la embarcación está navegando en un modo de deslizamiento sobre su ola.

La invención se comprenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

La figura 1 es una vista lateral de una primera realización de un casco de acuerdo con la invención;

La figura 2 es una vista desde abajo del mismo casco de la figura 1, mostrando la mitad superior la estructura de quilla y pantoques y mostrando la mitad inferior las líneas de flotación;

La figura 3 es una vista en sección transversal de la primera realización del casco de la invención, que muestra cada una de nueve estaciones;

Las figuras 4A, 4B, 4C y 4D son vistas en sección transversal de la primera realización del casco, tomadas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C y D-D, respectivamente, de las figuras 1 y 2.

La figura 5 es una vista lateral de una segunda realización de un casco de acuerdo con la invención;

La figura 6 es una vista desde abajo del mismo casco de la figura 5, mostrando la mitad superior la estructura de quilla y pantoques, y mostrando la mitad inferior las líneas de flotación;

Las figuras 7 y 8 son vistas en sección transversal de la segunda realización del casco de la invención, que muestran cada una de diez estaciones;

Las figuras 9E, 9F, 9G, 9H y 9I son vistas en sección transversal de la segunda realización del casco, tomadas a lo largo de las líneas E-E, F-F, G-G, H-H e I-I, respectivamente, de las figuras 5 y 6.

Haciendo referencia a los dibujos de la primera realización de la invención, las figuras 1 y 2 muestran cada una de diez secciones o posiciones transversales verticales numeradas. Un casco de una embarcación (también llamada "barco") de acuerdo con la invención tiene una punta de proa 11, por ejemplo, en forma de una roda, una popa, por ejemplo, en forma de una cuaderna 12, una quilla 13, costados de casco 14 y 15, una parte inferior 16, pantoques 17 y 18. Los pantoques 17 y 18 son los puntos en que los costados 14 y 15, respectivamente, se encuentran con la parte inferior 16. En 19 está diseñada una línea de flotación estacionaria de barco.

Como se muestra en las figuras 1 a 3, la punta de proa 11 está conectada convexamente a los costados de casco 14, 15 a través de formas convexas adecuadamente conectadas. Los costados de casco 14, 15 se encuentran en planos paralelos verticales, que son simétricamente opuestos con respecto a un plano longitudinal diametral mostrado en una línea central X-X, y el extremo hacia atrás en la popa 12. La popa 12 es plana. Sin embargo, una popa de barco puede estar configurada de manera diferente.

Los costados de casco 14 y 15 terminan hacia abajo en los pantoques 17 y 18, respectivamente, estando dispuestos lateralmente respecto del plano longitudinal diametral y definiendo un borde inferior de los mismos costados de casco 14 y 15. Cada pantoque 17, 18 comienza en 20, en un plano en sección transversal entre posiciones 9 y 10, después define una curva longitudinal que se extiende continuamente hacia atrás en dirección a la popa 12 y que termina en una punta 21.

La quilla 13 se extiende a lo largo de la línea central X-X en el lado inferior del casco de adelante atrás en una parte entre la punta de proa 11 y una posición de barco 6. Preferiblemente, la quilla 13 se estrecha hacia abajo, teniendo contornos biconvexos simétricos 22 y 23, un borde delantero 24 y un borde trasero 25, ambos adecuadamente conectados. Los contornos biconvexos 22 y 23 tienen la máxima cuerda en el segundo tercio de la longitud de la quilla 13 desde la punta de proa 11. Sin embargo, esta configuración puede variarse a fin de optimizar los parámetros de diseño. Con respecto a la posición de la quilla 13, resulta adecuado que su borde delantero 24 esté situado en la punta de proa 11 y su borde trasero 25 esté situado en una sección transversal 6 delante de la sección de la mitad de la embarcación 5 en aproximadamente un décimo de la longitud de la embarcación sobre la línea de flotación. Sin embargo, la posición del borde trasero 25 puede variarse según se requiera. En la realización mostrada, la quilla 13 tiene su extremo inferior situado en un plano horizontal, en que también se encuentra la punta 21 de los pantoques 17 y 18. Un proyecto diferente podría requerir un calado mayor o menor.

La parte inferior 16, es decir, el lado inferior del casco de acuerdo con esta invención, tiene una superficie que se extiende lateralmente entre los pantoques 17 y 18 en la parte entre las secciones transversales 0 a 6 y entre cada pantoque 17 y 18 y la quilla 13 entre la sección transversal 6 y la punta de proa 11. La superficie de la parte inferior 16 tiene planos de sección transversal en ángulo recto con la línea central X-X, formando los planos de sección transversal estructuras inferiores convexas que puentean los pantoques 17 y 18 entre sí y con la quilla 13. Estas estructuras inferiores convexas definen un par de canales longitudinales invertidos 28 y 27 que se extienden a lo largo de ambos contornos 22 y 23 de la quilla 13. Como se muestra en la Figura 4D, cada canal longitudinal 26, 27 tiene un perfil con lados de canal profundamente curvados cerca de la proa en el punto de comienzo 20 de los pantoques 17, 18. Hacia popa, por ejemplo como se muestra en la figura 4C, los lados de los canales inferiores convexos están inclinados angularmente con una rampa menos empinada en el lado externo de canal con respecto al lado de canal definido por la quilla 13. En la sección C-C la parte inferior de los canales 26 y 27 se une suavemente a un solo canal inferior convexo invertido 28 hacia popa desde la quilla. Como se muestra en la figura 4B, el canal 28 tiene un perfil con lados de canal angularmente conectados cada vez más inclinados en la sección transversal hacia popa. En la popa 12, los lados de canal se hacen paralelos a los costados de casco 14 y 15 y luego forman ángulos rectos con la parte inferior 16.

Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, en 29 está indicado un lugar de máxima curvatura de los lados de canal inferiores. La parte inferior 16 está configurada de manera que tiene un aumento progresivo en sección transversal desde la roda a popa, el primero del par de canales 26 y 27 y luego del canal único 28.

Por tanto, se logra el objetivo de limitar la formación de sistemas de olas de proa generada por la penetración de la quilla en su movimiento con aguas en calma. Dicho sistema de olas es conducido entre los dos costados de casco 14 y 15 sumergiéndose debajo de la línea de flotación 19 a una distancia adecuada desde la punta de proa 11.

Haciendo ahora referencia a las figuras 5, 6, 7, 8, 9E, F, G, H, I, se muestra una segunda realización del casco que tiene una arquitectura de monocasco, de trimarán o de catamarán. En las figuras, partes similares a las de la primera realización mostrada en las figuras 1 a 4D están denotadas por números de referencia similares.

Como se muestra en las figuras 5 a 7, costados de casco 140, 150, de manera similar a la primera realización, se encuentran en planos paralelos verticales, que son simétricamente opuestos con respecto a un plano longitudinal diametral mostrado en una línea central X-X. Sin embargo, una punta de proa 110 está conectada delante convexamente y luego cóncavamente a los costados de casco 140, 150, con la consecuencia de que una parte de proa se extiende más ampliamente que en el casco de la primera realización.

Los costados de casco 140 y 150 terminan hacia abajo en pantoques 170 y 180, respectivamente, que comienzan en 200, en un plano en sección transversal hacia popa de la posición 08 (figura 5), después de lo cual los pantoques 170, 180 definen una línea longitudinal que se extiende continuamente hacia atrás en dirección a la popa 120 y que terminan en una punta 210. La función de dicha parte de proa ensanchada se explicará en lo que sigue.

La quilla 130 se extiende a lo largo de la línea central X-X en el lado inferior del casco de adelante atrás. De preferencia, la quilla 130 se estrecha hacia abajo, teniendo contornos biconvexos simétricos 220 y 230, un borde delantero 240 y un borde trasero 250. La quilla 130 tiene secciones transversales de un cuerpo fusiforme.

Los contornos biconvexos 220 y 230 tienen la máxima cuerda aproximadamente a mitad de camino de la longitud de la quilla 130. Con respecto al emplazamiento de la quilla 130, resulta adecuado que su borde delantero 240 esté situado cerca de la punta de proa 110 y que su borde trasero 250 esté situado en una sección transversal entre una sección transversal 06 y la sección de la mitad de la embarcación 05, delante de la última en aproximadamente un vigésimo de la longitud de la embarcación en la línea de flotación. Sin embargo, la posición del borde trasero 250 puede variarse cuando se requiera. En la segunda realización, la quilla 130 tiene su extremo inferior situado en un plano horizontal, en que también se encuentra la punta 210 de los pantoques 170 y 180. Un proyecto diferente podría requerir un calado mayor o menor.

La parte inferior 160, de acuerdo con la segunda realización de esta invención, tiene una superficie que se extiende entre los pantoques 170 y 180 en la parte entre la posición 00 del casco y el borde trasero 250 de la quilla 130, entre cada pantoque 170 y 180 y la quilla 130 en la parte entre el borde trasero 250 y la posición 08 del casco, y hacia la proa junto a la misma quilla.

Las estructuras que forman la parte inferior 160 definen un par de canales longitudinales invertidos 260 y 270 que se extienden a lo largo de ambos contornos 220 y 230 de la quilla 130. Como se muestra en la figura 9I, cada canal longitudinal 260, 270 comienza con un perfil con lados de canal muy planos. Hacia popa desde la posición 08, como se muestra en la figura 9H, los costados de casco 140, 150 se sumergen bruscamente y los pantoques 170 y 180 están inmediatamente en su calado máximo. Desde la sección transversal H-H a la sección G-G (figura 9G) la parte inferior se curva hacia abajo hasta la sección del borde trasero 250 de la quilla y los lados de los canales inferiores convexos tienden a ser conectados de manera convexa en el lado externo con respecto al lado cóncavo definido por la quilla 130. En la sección transversal del borde trasero 250 la parte inferior 160 sube otra vez hasta la línea de flotación 190 en la posición 00. Desde la misma sección transversal del borde trasero 250 de la quilla 130, la parte inferior de los canales 260 y 270 se une suavemente a un solo canal inferior convexo invertido 280.

Como se muestra en la sección transversal G-G, figura 9G, el canal 280 tiene un perfil con secciones convexa-plana-cóncava-plana hasta la línea central. Desde la posición 04 del casco, la parte inferior está aplanada en sentido ascendente y los lados del canal inferior 280 se inclinan cada vez más hasta quedar situados paralelos a los costados de casco 140 y 150 y luego en ángulo recto con la parte inferior 160. Haciendo referencia a las figuras 5 y 6, en 290 está indicado un lugar de máxima curvatura de los lados del canal inferior.

En la segunda realización de esta invención, el perfil inferior particular con secciones convexa-plana-cóncava-plana sirve para producir continuamente puntos para la distribución de la presión en el lado inferior del casco, que dan al casco una mayor estabilidad que la del casco de la primera realización.

Además, con respecto a la primera realización, la proa más alargada y aplanada permite que la ola de proa se dirija, mantenida hacia abajo por la parte bruscamente inclinada. La entrada de los canales 260 y 270 es mucho más estrecha con respecto a la primera realización, en virtud del borde mucho más engrosado de la quilla 130 en la parte inferior 160. Esto aumenta la función de difusor de la parte inferior del casco. Esta configuración de la proa, en condiciones de mar gruesa, hace que la ola de proa pase sobre la parte superior de la proa de manera que el casco adquiere una mayor estabilidad ya que la ola sobre la proa es equilibrada por el empuje hidrostático de la ola que pasa debajo de la proa.

Tal estructura permite que pueda desarrollarse un casco para alta velocidad, por ejemplo, en el margen comprendido entre 15 y 25 nudos.

Naturalmente, también los costados de casco de acuerdo con la invención en el movimiento forman su sistema de olas de proa divergentes y transversales. Sin embargo, debido a una asimetría de dichos costados de casco, en este sistema de olas de proa, las partes de las olas que se mueven hacia afuera desde el barco tiene sólo ligera importancia, mientras que la parte dirigida hacia la línea central es conducida dentro del canal inferior, favoreciendo la inclusión de aire-agua y luego la formación de la capa espumosa anteriormente descrita.

Asimismo, la configuración de la superficie inferior con dos canales y un solo canal hacia popa desde la quilla, junto con la formación de la capa espumosa, hace posible que una parte de la energía empleada en la formación del sistema de olas de proa sea explotada como un aumento de la sustentación hidrodinámica, como se ha mencionado.

Aún más, la configuración de la superficie inferior con dos canales y un solo canal hacia popa desde la quilla puede hacerse de manera que la resultante del empuje debido a la sustentación hidrodinámica pase a través del centro de flotación aproximadamente para no generar una variación de equilibrio tanto cuando el barco está estacionario y está navegando en un modo de desplazamiento como cuando el barco está navegando en un modo de deslizamiento. En ambas situaciones, la posición del barco es constante, es decir, con respecto a proa- pesada o asentamiento; cuando el barco comienza a moverse, el único cambio en la posición del barco tiene lugar en el nivel de la línea de flotación, que está más bajo.

Gracias a la mayor estabilidad que anteriormente, se reduce la cabezada y luego el riesgo de golpes de cabezada, es decir, el impacto de la parte inferior de la proa de la embarcación golpeando el agua. La presión originada debajo de la parte inferior constituye un obstáculo para este fenómeno conocido que aparece como una onda de presión reflejada desde bancos de arena.

Como se ha descrito anteriormente, un casco así configurado favorece una disminución del sistema de olas residual después del tránsito del barco, en virtud del efecto de amortiguación de la capa espumosa.

A fin de aumentar tanto la consistencia como el volumen de la capa espumosa y de ayudar a que el agua fluya al interior de los canales inferiores, es adecuado colocar uno o más propulsores en la parte de popa de la quilla. Por tanto, además del efecto anteriormente mencionado de inclusión de aire-agua, se origina un fenómeno de succión en la entrada de los canales en la parte inferior del barco. Este fenómeno de succión impide que se bloquee el flujo de agua, que provocaría una disminución de la capa de espuma y luego un aumento incontrolado de las resistencias al movimiento de avance.

Un propulsor situado debajo de la parte inferior del barco como se ha mencionado anteriormente, que aumenta un área de baja presión en la entrada de dos canales inferiores, ayuda a que las olas fluyan y luego favorece una navegación en condiciones de mar agitado.

Con respecto al propulsor, se haría observar que para embarcaciones de tonelaje mediano el propulsor puede ser adecuadamente un accionamiento de chorro que tenga admisión de chorro situada en los canales inferiores entre la quilla y los costados de casco para favorecer el efecto de succión, es decir, la depresión en la entrada de proa. La salida del accionamiento de chorro puede estar situada de manera adecuada justamente hacia adelante de la quilla para favorecer, por una parte, la formación de la capa de espuma como se ha descrito anteriormente y, por otra parte, para aumentar la velocidad en un solo canal inferior entre dos costados de casco con un aumento consiguiente de la sustentación hidrodinámica y del caudal de agua a través del mismo canal.

En embarcaciones de mayor tonelaje pueden colocarse uno o más hélices también hacia adelante de la quilla con los mismos efectos sobre el flujo de agua y luego sobre el rendimiento de la embarcación.

Cuando el propulsor es una vela, la quilla central tiene un gran calado y debido a la baja velocidad potencial la forma de la quilla puede tener en su parte baja un perfil de la aleta en ángulo recto con la quilla en su parte de popa. El lado inferior del perfil de aleta es casi plano, mientras que el lado superior del mismo es cóncavo para favorecer la extensión del área de baja presión hacia popa, permitiendo que la ola salve fácilmente la parte inferior del casco en el punto de máximo calado.

Algunas ventajas de la invención pueden resumirse como sigue. Una de estas ventajas es una versatilidad de diseño mayor que antes, es decir, el casco puede desarrollarse para márgenes de velocidad más amplios.

Asimismo, un casco monocasco, trimarán o catamarán, expresado con un neologismo adoptado en esta memoria descriptiva, tiene, en la ejecución con respecto a los sistemas de olas, ventajas de las tres arquitecturas: monocasco, catamarán y trimarán. El casco de acuerdo con la invención no se comporta como una viga soportada sobre las olas como los monocascos, ni está sometido a esfuerzos de torsión como es típico de los multicascos que, por tanto, están limitados en sus posibilidades y capacidades de transporte. Luego, la arquitectura monocasco-trimarán-catamarán, aunque es un monocasco, supera los inconvenientes estructurales de los cascos anteriormente mencionados, al tiempo que adquiere sus ventajas con respecto al rendimiento hidrodinámico.

Claims (6)

1. Casco para embarcación con una arquitectura de monocasco, de trimarán o de catamarán, que comprende: una punta de proa (11; 110) conectada a costados de casco (14, 15; 140, 150) que se encuentran en planos paralelos verticales simétricamente opuestos a una línea central (X-X) que terminan en una popa (12; 120); un par de pantoques (17, 18; 170, 180) dispuestos lateralmente respecto de la línea central (X-X), definiendo cada pantoque (17, 18; 170, 180) un borde inferior de dichos costados de casco (14, 15; 140, 150) que comienza en un plano de sección transversal deseada cerca de la punta de proa (11; 110) debajo de la línea de flotación (19; 190) y define después una línea longitudinal que se extiende continuamente hacia atrás en dirección a dicha popa (12; 120); una quilla (13; 130) que comienza cerca de la punta de proa (11; 110) y que se extiende a lo largo de la línea central (X-X) en el lado inferior del casco hacia atrás una longitud menor que la distancia entre la punta de proa (11;110) y la sección de la mitad de la embarcación (5; 05); una parte inferior (16; 160) que se extiende lateralmente entre dichos pantoques (17, 18; 170, 180), y entre cada pantoque (17, 18; 179, 180) y dicha quilla (13; 130) en que la quilla (13; 130) está presente; teniendo una superficie de la parte inferior (16; 160) planos de sección transversal en ángulo recto con la línea central (X-X) que forman estructuras inferiores convexas que puentean un par de canales inferiores longitudinales invertidos (26, 27; 260, 270) que se extienden lateralmente a dicha quilla (13; 130); uniéndose suavemente dicho par de canales (26, 27; 260, 270) hacia atrás de dicha quilla (13; 130) con un canal inferior único (28; 280) que tiene un perfil con lados de canal que se inclinan cada vez más en las secciones transversales de popa y se hacen paralelos a los costados de casco en la popa 12; 120).

2. Casco para embarcación según la reivindicación 1, caracterizado porque cada canal (26, 27) está conectado por una curva desde la punta de proa (11) a los costados de casco (14, 15) hasta el punto de comienzo de los pantoques (17, 18), en que cada canal tiene un perfil con lados de canal profundamente curvados; estando dichos lados de canal en las secciones transversales hacia la popa (12) angularmente conectados por una rampa a una parte central plana.

3. Casco para embarcación según la reivindicación 1, caracterizado porque cada canal (260, 270) está conectado por una curva desde la punta de proa (110) a los costados de casco (140, 150) hasta el punto de comienzo de los pantoques (170, 180), en que cada canal tiene un perfil con lados de canal muy empinados; estando dichos lados de canal en las secciones transversales hacia la popa (120) convexamente conectados a una parte central plana.

4. Casco para embarcación según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha quilla (13; 130) está estrechada hacia abajo, teniendo contornos biconvexos simétricos (22, 23; 220, 230), un borde delantero (24; 240) y un borde trasero (25; 250).

5. Casco para embarcación según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos contornos biconvexos (22, 23) tienen la máxima cuerda en el segundo tercio de la longitud de la quilla (13) desde la punta de proa (11).

6. Casco para embarcación según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos contornos biconvexos (220, 230) tienen la cuerda máxima a medio camino de la longitud de la quilla (130).