El foil de Bruce es una variante del sotavento , que consiste en un foil montado normalmente sobre un estabilizador y siempre colocado en ángulo para proporcionar fuerza tanto lateral como vertical. Fue inventado por Edmond Bruce a principios de la década de 1960 y publicado por primera vez en la revista Amateur Yacht Research Society en abril de 1965.
Casi todos los métodos que aumentan la resistencia al movimiento lateral también provocan escora , la inclinación producida por el desequilibrio de las fuerzas sobre las velas , muy por encima de la línea de flotación, y la resistencia lateral, generada por la orza u otro ala debajo de la línea de flotación. El par resultante hace que el casco se incline hasta que la flotabilidad del casco proporciona un par suficiente para equilibrar la fuerza de escora. Por lo tanto, la flotabilidad limitada del casco limita la cantidad de fuerza que la vela puede producir de manera efectiva.
Una solución para hacer frente a este límite es alinear las fuerzas generadas por la vela y el foil submarino, anulando la mayor cantidad posible de torsión y reduciendo así la cantidad de escora. Han surgido dos enfoques para esto: uno es el aparejo inclinado y el otro el foil Bruce.
Un foil Bruce reduce el par al mover el foil lejos de la línea central del casco y colocarlo en un ángulo de modo que una línea perpendicular a través del centro de la parte submarina del foil intersecte el centro de presión de las velas. Al igual que una orza tradicional, el foil Bruce generalmente tiene un diseño simétrico, como la serie NACA 00xx, que se basa en el deslizamiento a sotavento del casco para proporcionar el ángulo de ataque necesario para generar sustentación. Cuando se monta en el lado de sotavento, el foil Bruce genera una sustentación ascendente además de una fuerza lateral, y cuando se monta en el lado de barlovento , genera una fuerza descendente.
Los perfiles Bruce se pueden montar en pares, uno a cada lado, como se utiliza en algunos diseños de trimarán . En este caso, el perfil de sotavento funciona en conjunto con el ama de sotavento para proporcionar sustentación, y el perfil de barlovento se puede retraer para reducir la resistencia. [1]
En equilibrio, la fuerza del foil y la vela siempre estarán equilibradas, por lo que el vuelco debería ser imposible, pero en la práctica no es así. Dado que la fuerza del foil es relativa al movimiento del casco a través del agua, y la fuerza de la vela es relativa al viento que pasa por la vela, los cambios repentinos en la velocidad o dirección del viento pueden desequilibrar el foil y provocar escora. Además, un foil en el lado de barlovento presenta una situación inestable, ya que cualquier levantamiento del foil fuera del agua, por mecanismos como la escora o la acción de las olas, dará como resultado una fuerza descendente reducida, lo que puede provocar un vuelco. Un foil de sotavento proporciona más estabilidad, ya que la pérdida de sustentación obligará al foil a volver al agua.
Las principales ventajas sobre una orza o una orza típicas es que el foil Bruce permite que las velas permanezcan casi erguidas y mantengan toda la fuerza del viento disponible para impulsar el movimiento sin que la tripulación tenga que mover su peso. La principal desventaja es que las velas permanecen erguidas y mantienen toda la fuerza del viento disponible, en lugar de perder potencia con el aumento del ángulo de escora como sucede con los foils tradicionales. El foil Bruce también produce una mayor resistencia como resultado del componente vertical de la fuerza, así como una fuerza de guiñada debido a la colocación descentrada del foil, que puede requerir la alteración del sistema de gobierno para compensar.