Efectos del viento sobre el balance


El viento, incluso soplando de forma continua, puede tener efectos apreciables sobre el movimiento de balance del barco. Ya se había observado que cuando un barco navega con el viento por la aleta se produce un incremento del movimiento de balance producido por el paso de las olas, mientras que cuando un barco navega ciñendo al viento disminuye el movimiento de balance debido a las olas. Ambos efectos se deben a la acción del viento sobre las velas en las dos situaciones de navegación citadas.

En primer lugar vamos a suponer que el barco navega ciñendo, con un viento aparente, vA , por la amura de babor, como se indica en la figura. Si el barco tiene un movimiento de balance debido al paso de las olas, se pueden dar los dos siguientes casos:

Cuando el barco oscila hacia barlovento, con una velocidad angular wB , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro, la velocidad será  vB = r . wB  , lo que equivale a una velocidad inducida del viento vB hacia sotavento, tal como se ve en la figura. Por tanto, el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas, será vAB , con un ángulo de ataque respecto a las velas mayor que el de vA .

Este aumento del ángulo de ataque, aumenta la fuerza de sustentación de las velas, LS , y la fuerza de resistencia, DS , por tanto el momento producido por estas fuerzas, que tiende a oponerse a que escore el barco hacia sotavento, también aumenta y actúa disminuyendo el movimiento de balance.

Si se supone ahora que el barco oscila hacia sotavento, con una velocidad angular wS , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro la velocidad será, vS = r . wS , lo que equivale a una velocidad inducida del viento vS hacia barlovento, como se muestra en la figura. Por tanto el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAS , con un ángulo de ataque respecto a las velas inferior al de vA .

Este disminución del ángulo de ataque, disminuye la fuerza de sustentación, LS , y la fuerza de resistencia, DS , por tanto el momento producido por estas fuerzas, que tiende a escorar el barco hacia sotavento, también disminuye y actúa disminuyendo el movimiento de balance.

En resumen, cuando el barco navega ciñendo, la acción del viento sobre las velas actúa como amortiguador del movimiento de balance, ya que la velocidad y dirección del viento sobre las velas, modificadas por el movimiento de balance, genera siempre un momento adicional que tiende a disminuir el movimiento de balance, hacia barlovento o hacia sotavento. Es decir, cuando los barcos navegan ciñendo en presencia de olas experimentan menos balance que siguiendo otro rumbo.

 

Ahora, en segundo lugar, vamos a suponer que el barco navega recibiendo el viento por la aleta, con una velocidad aparente, vA , como se indica en la figura. Si el barco tiene un movimiento de balance debido al paso de las olas, también se pueden dar los dos siguientes casos:

Si el barco oscila hacia barlovento, con una velocidad angular wB , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro, la velocidad será  vB = r . wB  , lo que equivale a una velocidad inducida del viento vB hacia sotavento, como se ve en la figura. Por tanto, el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAB , con un ángulo de ataque respecto a las velas inferior al de vA .

Cuando se navega con el viento por la aleta, debido al gran ángulo de ataque, α , del viento aparente, la fuerza de sustentación, LS , está dirigida normalmente hacia la banda contraria que la fuerza de resistencia de las velas, DS , como se ve en la figura.

Entonces, con grandes ángulos de ataque y según las curvas de los coeficientes de sustentación y resistencia, al disminuir el ángulo de ataque, como se ha dicho, disminuye la fuerza de resistencia, DS , y aumenta algo la de sustentación, LS , que está dirigida hacia la otra banda. Por tanto, el momento conjunto producido por estas fuerzas, que tiende a oponerse a la escora del barco hacia barlovento, también disminuye y su efecto es el de incrementar el movimiento de balance.

Si se supone ahora que el barco oscila gira hacia sotavento, con una velocidad angular wS , en una sección de la vela a una distancia "r" del eje de giro la velocidad será, vS = r . wS , lo que equivale a una velocidad inducida del viento vS hacia barlovento, como se muestra en la figura. Por tanto el nuevo viento aparente debido al movimiento de las velas será vAS , con un ángulo de ataque respecto a las velas mayor que el de vA .

Entonces, debido a la forma de las curvas de los coeficientes, con un incremento del ángulo de ataque, como se ha dicho, aumenta la fuerza de resistencia, DS , y disminuye algo la de sustentación, LS , que está dirigida hacia la otra banda.

Por tanto, el momento conjunto de estas fuerzas, que tiende a escorar el barco hacia sotavento, también se incrementa, es decir actúa aumentando el movimiento de balance.

En resumen, cuando el barco navega con el viento por la aleta, la acción del viento sobre las velas actúa como excitación del movimiento de balance, ya que la velocidad y dirección del viento sobre las velas, modificadas por el movimiento de balance, genera siempre un momento adicional que tiende a incrementar el movimiento de balance, hacia barlovento o hacia sotavento. Es decir, con el viento por la aleta y en presencia de olas, los barcos experimentan un balance más acusado que con otros rumbos.

 

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