Estudio de la Resistencia al Avance en Buques
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Resistencia del Buque al Movimiento
Concepto Físico de la Resistencia
Un buque moviéndose en el agua a velocidad constante está venciendo una energía resistente del agua, de igual fuerza que la energía que la máquina propulsora genera por medio de hélices.
Resistencia Total (RT)
Se divide en Resistencia Friccional, Resistencia Residual y Resistencia del Aire.
La Resistencia Friccional es del 70% al 80% de la resistencia total en buques grandes de velocidad moderada (mayor a 100 m de eslora) y es menor al 50% en buques pequeños.
Resistencia Friccional (Rf)
Resistencia debida al rozamiento del agua con la superficie externa de la carena. Las partículas en el líquido en contacto con el buque son arrastradas por este sin resbalar. La Resistencia por Friccion depende de:
- Características de la superficie mojada
- Cantidad de superficie mojada
- Velocidad del buque
- Densidad del líquido
- Viscosidad del líquido
- Tipo de corriente
- Eslora del buque
Resistencia Residual (RR)
Está compuesta de una resistencia principal que se le atribuye a la energía gastada por la formación de olas y de pequeñas resistencias secundarias.
Resistencia por Formación de Olas (RW)
El buque en su movimiento al chocar con el agua en calma provoca una serie de olas que son divergentes a proa y popa y transversales a la altura del costado. Las líneas de cresta son oblicuas a la dirección del buque, formando un ángulo con la dirección del buque. La Resistencia por formación de olas depende de:
- Densidad del agua
- Forma de la carena
- Aceleración de la gravedad
- Velocidad relativa
Resistencia de Estela, de Remolinos, de Succión o Forma (Rf)
La resistencia por formación de remolinos es el resultado de que las líneas de flujo de la corriente no se cierran detrás del casco en movimiento, dejando como consecuencia un espacio de agua con presiones relativamente bajas detrás de la popa con las presiones de proa. Un buen diseño (forma currentiforme) de la carena y de los demás elementos unidos a ella evita que los filetes líquidos hidrodinámicos se separen del casco, de esta manera se reducirá la resistencia por remolinos.
Resistencia del Aire (Ra)
Así como sobre la carena actúa la resistencia del medio, en este caso el agua de mar, sobre la obra muerta y superestructura actúa la resistencia del aire.
Cálculo de la Potencia Efectiva
- BHP: Potencia del motor medida en el banco de pruebas
- SHP: Potencia en el eje, potencia a la salida del grupo inversor, reductor
- DHP: Potencia en la hélice
- EHP: Potencia efectiva
Fórmula del Almirantazgo
Consiste en el establecimiento de ciertas reglas más o menos racionales, aunque muy simplistas, llamada fórmula del almirantazgo. En esta fórmula se ligó entre sí las variables más importantes: el desplazamiento del buque, su velocidad y la potencia de su máquina.
La fórmula permite calcular en forma aproximada la potencia de la máquina de un buque a construirse usando para él el coeficiente C igual o muy parecido al que resultara de un buque similar ya construido.
Tipos de Timón
La pala del timón puede tener formas variadas y su superficie puede estar distribuida, asimismo, de distinto modo con respecto a la mecha del timón. Si toda la pala del timón está a popa de la mecha, el timón se llama no compensado. En cambio, si hay parte de la superficie a popa y parte a proa de la mecha, el timón es compensado.