Un timón es una superficie de control principal utilizada para dirigir un barco , embarcación , submarino , aerodeslizador , dirigible u otro vehículo que se mueve a través de un medio fluido (generalmente aire o agua ). En un avión , el timón se utiliza principalmente para contrarrestar la guiñada y el factor p adversos y no es el control principal utilizado para girar el avión. Un timón funciona redirigiendo el fluido más allá del casco o fuselaje , impartiendo así un movimiento de giro o guiñada a la nave. En su forma básica, un timón es un plano o una lámina de material unida con bisagras a la popa , cola o popa de la embarcación . A menudo, los timones tienen una forma que minimice la resistencia hidrodinámica o aerodinámica . En una embarcación sencilla , se puede colocar un timón (esencialmente un palo o poste que actúa como brazo de palanca) en la parte superior del timón para permitir que un timonel lo gire . En embarcaciones más grandes, se pueden usar cables, varillas de empuje o sistemas hidráulicos para unir los timones a los volantes. En un avión típico, el timón se acciona mediante pedales mediante enlaces mecánicos o sistemas hidráulicos.
Generalmente, un timón es "parte del aparato de gobierno de un barco o barco que está sujeto fuera del casco", es decir, denota todos los diferentes tipos de remos, paletas y timones. [1] Más específicamente, el aparato de gobierno de los barcos antiguos se puede clasificar en timones laterales y timones montados en la popa, dependiendo de su ubicación en el barco. Un tercer término, remo de dirección , puede denotar ambos tipos. En un contexto mediterráneo , los timones laterales se denominan más específicamente cuartos de timón, ya que este último término designa más exactamente el lugar donde se montó el timón. Los timones montados en la popa están suspendidos uniformemente en la parte trasera del barco en una posición central. [2] [3]
Aunque algunos [a] clasifican un remo de dirección como un timón, otros [b] argumentan que el remo de dirección utilizado en el antiguo Egipto y Roma no era un verdadero timón y definen sólo el timón montado en la popa utilizado en la antigua China de la dinastía Han como un verdadero timón. timón. El remo de gobierno tiene la capacidad de interferir con el manejo de las velas (lo que limita cualquier posibilidad de viajes largos por el océano), mientras que era más adecuado para embarcaciones pequeñas en transporte por aguas estrechas y rápidas; El timón no perturbaba el manejo de las velas, requería menos energía para su funcionamiento por parte del timonel , era más adecuado para embarcaciones más grandes en viajes oceánicos y apareció por primera vez en la antigua China durante el siglo I d.C. [7] [9] [10] [11] [12] Con respecto al uso del remo de dirección sin timón por parte de los antiguos fenicios (1550-300 a. C.) en el Mediterráneo , Leo Block (2003) escribe:
Una sola vela tiende a girar un barco en dirección contra el viento o a favor del viento, y se requiere la acción del timón para mantener un rumbo recto. En esta época se utilizaba un remo de dirección porque el timón aún no se había inventado. Con una sola vela, se requería un movimiento frecuente del remo de gobierno para mantener un rumbo recto; esto ralentizó la embarcación porque una corrección del rumbo del remo de dirección (o timón) actúa como freno. La segunda vela, situada a proa, podría recortarse para compensar la tendencia de giro de la vela mayor y minimizar la necesidad de correcciones de rumbo por parte del remo de gobierno, lo que habría mejorado sustancialmente el rendimiento de la vela. [13]
El remo de dirección o tabla de dirección es un remo o tabla de gran tamaño para controlar la dirección de un barco u otra embarcación antes de la invención del timón. Normalmente se fija al lado de estribor en embarcaciones más grandes, aunque en las más pequeñas rara vez se fija.
Los remos destinados al gobierno aparecieron en los grandes barcos egipcios mucho antes de la época de Menes (3100 a. C.). [14] En el Reino Antiguo (2686 a. C. - 2134 a. C.) se encontraban hasta cinco remos de dirección a cada lado de los barcos de pasajeros. [14] El timón , al principio un pequeño pasador que atravesaba la culata del remo de dirección, se remonta a la quinta dinastía (2504-2347 a. C.). [15] Tanto el timón como la introducción de un poste de dirección vertical en la popa redujeron el número habitual de remos de dirección necesarios a uno a cada lado. [16] Se pueden encontrar remos de dirección individuales colocados en la popa en varios modelos de tumbas de la época, [17] particularmente durante el Reino Medio , cuando los relieves de las tumbas sugieren que se empleaban comúnmente en la navegación por el Nilo . [18] La primera referencia literaria aparece en las obras del historiador griego Heródoto (484-424 a.C.), que había pasado varios meses en Egipto : "Hacen un timón, y este se introduce a través de la quilla ", es decir, probablemente la entrepierna. al final de la quilla (como se muestra en la "Tumba de Menna"). [19] [20]
En Irán , los remos montados en los costados de los barcos para gobernarlos están documentados desde el tercer milenio a. C. en obras de arte, modelos de madera e incluso restos de barcos reales.
.JPG/1280px-Rudder_of_a_Roman_Boat_(RG_Museum_Koeln,_Germany).JPG)
La navegación romana utilizaba remos de cuarto sexillie que atravesaron el Mediterráneo a través de un largo período de constante refinamiento y mejora, de modo que en la época romana las embarcaciones antiguas alcanzaban tamaños extraordinarios. [21] La fuerza del remo de dirección residía en su combinación de eficacia, adaptabilidad y sencillez. [21] Los sistemas de montaje de remos de dirección del barrio romano sobrevivieron prácticamente intactos durante el período medieval. [21]
En la primera mitad del siglo I d.C., los mecanismos de gobierno montados en la popa también eran bastante comunes en las embarcaciones fluviales y portuarias romanas , como lo demuestran los relieves y los hallazgos arqueológicos ( Zwammerdam , Woerden 7). Una placa funeraria de la época adriánica muestra un remolcador del puerto de Ostia con un largo remo montado en la popa para un mejor apalancamiento. [22] El barco ya contaba con una vela de espadaña , lo que aumentaba la movilidad del barco portuario. [23] Otros usos romanos documentados de los remos de dirección montados en la popa incluyen barcazas remolcadas, barcos de transporte de toneles de vino y otros tipos diversos de barcos. [24] [25] [26] Una gran barcaza fluvial encontrada en la desembocadura del Rin cerca de Zwammerdam presentaba un gran mecanismo de dirección montado en la popa. [27] [28] Según una nueva investigación, los avanzados barcos Nemi , las barcazas palaciegas del emperador Calígula (37-41 d. C.), pueden haber contado con timones de 14 m de largo. [29]
La representación más antigua conocida del mundo de un timón montado en un poste de popa se puede ver en un modelo de cerámica de un junco chino que data del siglo I d. C. durante la dinastía Han , mil años antes de su aparición en Occidente. [7] [10] [30] En China, los modelos en miniatura de barcos que cuentan con remos de dirección datan del período de los Reinos Combatientes (c. 475-221 a. C.). [7] Los timones montados en postes de popa comenzaron a aparecer en modelos de barcos chinos a partir del siglo I d.C. [7] Sin embargo, los chinos continuaron usando el remo de dirección mucho después de que inventaron el timón, ya que el remo de dirección todavía tenía un uso práctico para viajes tierra adentro por ríos rápidos. [10] Una de las representaciones más antiguas conocidas del timón chino montado en la popa ( duò 舵) se puede ver en un modelo de cerámica de 2 pies (61 cm) de un junco que data del siglo I d. C., durante la dinastía Han (202 a. C.) . – 220 d.C.). [8] [31] Fue descubierto en Guangzhou en una excavación arqueológica llevada a cabo por el Museo Provincial de Guangdong y la Academia Sínica de Taiwán en 1958. [8] [31] En décadas, se encontraron varios otros modelos de barcos de la dinastía Han con timones en Excavaciones arqueológicas. [32] La primera referencia escrita sólida sobre el uso de un timón sin remo data del siglo V. [30]
Los timones chinos se fijan al casco mediante mordazas o casquillos de madera, [33] mientras que los más grandes se suspendían desde arriba mediante un sistema de aparejos de cuerda para poder subirlos o bajarlos al agua. [33] Además, muchos juncos incorporaban "timones fenestrados" (timones con agujeros, que supuestamente permitían un mejor control). Se conocen descripciones detalladas de los juncos chinos durante la Edad Media a través de varios viajeros a China, como Ibn Battuta de Tánger , Marruecos y Marco Polo de Venecia , Italia . El posterior enciclopedista chino Song Yingxing (1587-1666) y el viajero europeo del siglo XVII Louis Lecomte escribieron sobre el diseño de la chatarra y su uso del timón con entusiasmo y admiración. [34]
Paul Johnstone y Sean McGrail afirman que los chinos inventaron el timón montado en un poste de popa "mediano, vertical y axial", y que ese tipo de timón precedió al timón de pivote y muñón que se encuentra en Occidente en aproximadamente un milenio. [30]
Un sello de Chandraketugarh (Bengala Occidental) fechado entre los siglos I y III d.C. representa un mecanismo de dirección en un barco llamado "Indra del Océano" (Jaladhisakra), lo que indica que se trataba de un barco con destino al mar. [35] [36]
Los barcos árabes también utilizaban un timón montado en un poste de popa. [37] En sus barcos "el timón está controlado por dos líneas, cada una unida a un travesaño montado en la cabeza del timón perpendicular al plano de la pala del timón". [37] La evidencia más antigua proviene del Ahsan al-Taqasim fi Marifat al-Aqalim ('Las mejores divisiones para la clasificación de regiones') escrito por al-Muqaddasi en 985:
Los remos montados en los costados de los barcos evolucionaron hasta convertirse en remos de dirección de cuarto, que se utilizaron desde la antigüedad hasta finales de la Edad Media en Europa . A medida que aumentaron el tamaño de los barcos y la altura de los francobordos, los remos de dirección de un cuarto se volvieron difíciles de manejar y fueron reemplazados por timones más resistentes con pivote y gobio . Si bien se encontraron remos de dirección en Europa en una amplia gama de embarcaciones desde la época romana, incluidas las galeras de guerra ligeras en el Mediterráneo, [9] [30] la representación más antigua conocida de un timón de pivote y gobio se puede encontrar en las tallas de la iglesia de Zedelgem. y Winchester que data alrededor de 1180. [9] [30]
Mientras que los timones anteriores se montaban en la popa mediante postes o aparejos de timón, las bisagras de hierro permitían que el timón se sujetara a toda la longitud del poste de popa de forma permanente. [39] Sin embargo, su máximo potencial sólo pudo realizarse después de la introducción del poste de popa vertical y el barco con aparejo completo en el siglo XIV. [40] A partir de la era de los descubrimientos , los barcos europeos con timones de pivote y muñón navegaron con éxito en los siete mares. [40]
Historiadores como Joseph Needham sostienen que el timón de popa fue trasladado de China a Europa y al mundo islámico durante la Edad Media. [7] [8] [30]
Los timones convencionales se han mantenido esencialmente sin cambios desde que Isambard Kingdom Brunel introdujo el timón equilibrado en el SS Great Britain en 1843 [41] y el motor de dirección en el SS Great Eastern en 1866. [42] Si un barco requiere maniobrabilidad adicional a bajas velocidades, el El timón puede complementarse con un propulsor de maniobra en la proa, [43] o ser reemplazado completamente por propulsores de acimut .
Los timones de los barcos pueden ser interiores o exteriores. Los timones externos se cuelgan en la popa o en el espejo de popa. Los timones interiores cuelgan de una quilla o skeg y, por lo tanto, están completamente sumergidos debajo del casco, conectados al mecanismo de dirección por un poste del timón que sube a través del casco hasta el nivel de la cubierta, a menudo hasta la cabina del piloto. Los timones colgados de la quilla interior (que son una continuación del borde de salida posterior de la quilla completa) se consideran tradicionalmente los timones más resistentes a los daños para la navegación en alta mar. Los timones suspendidos en embarcaciones con quillas de aleta más pequeñas pueden proporcionar un mejor rendimiento con características de manejo más rápidas.
La ubicación del poste del timón y del mástil define la diferencia entre un queche y un yawl, ya que estos barcos de dos mástiles son similares. Se define que las yolas tienen el mástil de mesana a popa (es decir, "detrás") del timón; Los queches se definen como aquellos que tienen el mástil de mesana delante del timón.
Los timones de embarcaciones pequeñas que pueden dirigirse más o menos perpendiculares al eje longitudinal del casco funcionan como frenos eficaces cuando se empujan "con fuerza". Sin embargo, términos como "duro a estribor", "duro a estribor", etc. significan un giro de velocidad máxima para embarcaciones más grandes. Los timones suspendidos en el espejo de popa o los timones de aletas montados en la parte trasera generan un mayor momento y un giro más rápido que los timones suspendidos en la quilla montados hacia adelante. Los timones de embarcaciones más pequeñas se pueden operar mediante un timón que encaja en la mecha del timón y que también forma las fijaciones a la lámina del timón. Las embarcaciones en las que la longitud del timón podría impedir el movimiento del timón se pueden dividir con una junta universal de goma y la parte unida al timón se denomina extensión del timón. Los cultivadores se pueden extender aún más mediante una extensión de bloqueo por torsión telescópica ajustable.
También está el timón de tipo barril , donde se incluye la hélice del barco y se puede girar para gobernar el barco. Los diseñadores afirman que este tipo de timón en un barco más pequeño responderá más rápido al timón. [44]
Los barcos grandes (de más de 10.000 toneladas de arqueo bruto) tienen requisitos en cuanto al tiempo de rotación del timón. Para cumplir con esto, se emplean controles de timón de alto par. [45] Un sistema comúnmente utilizado es el mecanismo de dirección tipo ariete . Emplea cuatro arietes hidráulicos para hacer girar la mecha del timón (eje de rotación), lo que a su vez hace girar el timón. [46]
_at_Gloucestershire_Airport_(England)_24May2017_arp.jpg/1280px-Cessna_208_Caravan_1_floatplane_(G-MDJE)_at_Gloucestershire_Airport_(England)_24May2017_arp.jpg)
En un avión, un timón es la superficie de control direccional junto con el elevador similar a un timón (generalmente unido a la estructura horizontal de la cola, si no un elevador de losa) y los alerones (unidos a las alas) que controlan el cabeceo y el balanceo, respectivamente. El timón suele estar unido a la aleta (o estabilizador vertical ), lo que permite al piloto controlar la guiñada alrededor del eje vertical, es decir, cambiar la dirección horizontal en la que apunta el morro.
A diferencia de un barco, los controles de alerones y timón se utilizan juntos para girar una aeronave: los alerones imparten balanceo y el timón imparte guiñada y también compensa un fenómeno llamado guiñada adversa . Un timón por sí solo hará girar un avión convencional de ala fija, pero mucho más lentamente que si también se utilizan alerones en conjunto. A veces, los pilotos pueden operar intencionalmente el timón y los alerones en direcciones opuestas en una maniobra llamada deslizamiento o deslizamiento lateral. Esto se puede hacer para superar los vientos cruzados y mantener el fuselaje alineado con la pista, o para perder altitud aumentando la resistencia, o ambas cosas.
Otra técnica para el control de guiñada, utilizada en algunos aviones sin cola y alas voladoras , es agregar una o más superficies que crean resistencia, como alerones divididos, en la sección exterior del ala. Operar una de estas superficies crea resistencia en el ala, lo que hace que el avión se desvíe en esa dirección. Estas superficies suelen denominarse timones de arrastre.
