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Vela de ala

BMW Oracle Racing USA 17 de la Copa América 2010 , con vela mayor rígida en ala, y foque convencional en proa
Fuerzas sobre un ala (verde = sustentación, rojo = arrastre).

Una vela de ala , vela de doble revestimiento [1] o vela de doble revestimiento [2] es una estructura aerodinámica de comba variable que se instala en una embarcación marina en lugar de velas convencionales . Las velas de ala son análogas a las alas de los aviones , excepto que están diseñadas para proporcionar sustentación en ambos lados para adaptarse a cualquier amura . Mientras que las alas ajustan la curvatura con flaps , las velas de ala ajustan la curvatura con una estructura flexible o articulada (para velas de ala duras). Las velas de ala suelen estar montadas sobre un mástil no atirantado, a menudo hecho de fibra de carbono para mayor ligereza y resistencia. La geometría de las velas de ala proporciona más sustentación y una mejor relación sustentación-resistencia que las velas tradicionales. Las velas de ala son más complejas y caras que las velas convencionales. [3]

Introducción

La parte superior del ala de un catamarán de carreras Oracle AC45

Las velas de ala tienen dos construcciones básicas que crean un perfil aerodinámico, "blando" y "duro", ambos montados en un mástil giratorio no atirantado. [4] Mientras que las velas de ala duras son estructuras rígidas que se guardan sólo al retirarlas del barco, las velas de ala blandas [5] [6] se pueden enrollar o guardar a bordo. [4]

L. Francis Herreshoff fue pionero en un aparejo precursor que tenía foque y mayor , cada uno con una vela de dos capas con bordes de ataque unidos a un mástil giratorio. La clase C Class Catamaran ha estado experimentando y perfeccionando las velas en un contexto de carreras desde los años 60. El inglés John Walker exploró el uso de velas de ala en buques de carga y desarrolló la primera aplicación práctica para yates de vela en la década de 1990. Las velas de ala se han aplicado a embarcaciones pequeñas, como el bote Optimist y el Laser , a yates de crucero y, más notablemente, a veleros de carreras multicasco de alto rendimiento , como el USA-17 . Las embarcaciones más pequeñas tienen un ala unitaria que se escalo manualmente. Las plataformas de crucero tienen una plataforma blanda que se puede bajar cuando no está en uso. Las plataformas de alto rendimiento a menudo están ensambladas con componentes rígidos y deben ser escalonadas (instaladas) y desescaladas por equipos en tierra. [3]

Ajuste de inclinación

Sección transversal de un perfil aerodinámico que muestra la línea de curvatura.

Las velas de ala cambian la curvatura (la asimetría entre las superficies superior e inferior del perfil aerodinámico ), dependiendo de la virada y la velocidad del viento. [7] [ página necesaria ] Una vela de ala se vuelve más eficiente con una mayor curvatura en el lado a favor del viento . Dado que el lado de barlovento cambia con cada virada, también debe cambiar la curvatura de la vela. Esto sucede pasivamente en una vela convencional, ya que se llena de viento en cada virada. En una vela de ala, un cambio de comba requiere un mecanismo. Las velas de ala también cambian la curvatura para ajustarse a la velocidad del viento. En un avión, los flaps aumentan la curvatura o curvatura del ala, elevando el coeficiente de sustentación máximo (la sustentación que un ala puede generar) a velocidades del aire más bajas (velocidad del aire que pasa sobre ella). Una vela de ala tiene la misma necesidad de ajuste de inclinación a medida que cambia la velocidad del viento: una curvatura de inclinación más recta a medida que aumenta la velocidad del viento, más curvada a medida que disminuye. [3]

Los mecanismos para el ajuste de la inclinación son similares para velas de ala blandas y duras. Cada uno emplea segmentos de perfil aerodinámico delantero y trasero independientes que se ajustan de forma independiente para la inclinación. Los aparejos más sofisticados permiten un ajuste variable del camber con la altura sobre el agua para tener en cuenta el aumento de la velocidad del viento. [3] [8]

Comparación con aparejos de vela convencionales

La presencia de aparejos que soportan el mástil de un aparejo de proa y popa convencional limita la geometría de la vela a formas que son menos eficientes que la estrecha cuerda de la vela de ala. Sin embargo, las velas convencionales son fáciles de ajustar a la velocidad del viento mediante el rizo . Las velas de ala suelen tener una superficie fija. Las velas convencionales se pueden enrollar fácilmente; algunas velas de ala flexibles se pueden dejar caer cuando no están en uso; Las velas de ala rígidas deben retirarse cuando la exposición al viento no sea deseable. [3]

Puntos de vela

Nielsen resumió la eficiencia de las velas de ala, en comparación con las velas convencionales, para diferentes puntos de vela , de la siguiente manera: [3]

Referencias

  1. ^ Reed, Dave (27 de agosto de 2019). "Intel en el sistema principal Twin-Skin del AC75". Mundo de la Vela . Consultado el 28 de diciembre de 2020 .
  2. ^ Griffin, Jack (27 de agosto de 2018). "Vela mayor de doble grátil AC75". www.sail-world.com . Consultado el 28 de diciembre de 2020 .
  3. ^ abcdef Nielsen, Peter (14 de mayo de 2014). "¿Se han generalizado las velas de ala?". Navegar . Consultado el 24 de enero de 2015 .
  4. ^ ab Nielsen, Peter (2 de agosto de 2017). "¿Se han generalizado las velas de ala?". Revista Vela . Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  5. ^ Heppell, Toby (26 de febrero de 2021). "Copa América: Nuestro análisis del desarrollo de INEOS". Mundo de la navegación a vela . Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  6. ^ Reynolds, Pat (13 de enero de 2016). "¿Qué hay en una plataforma? - Wingsail". Asociación Americana de Vela . Consultado el 24 de marzo de 2021 .
  7. ^ Houghton, EL; Carpintero, PW (2003). Butterworth Heinmann (ed.). Aerodinámica para estudiantes de ingeniería (5ª ed.). ISBN 0-7506-5111-3.
  8. ^ Widnall, Sheila; Cornwell, Hayden; Williams, Peter (2014). "Efectos de la flexibilidad en sentido transversal sobre la elevación y el momento de balanceo de una vela de ala". Widnall . Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del Instituto de Tecnología de Massachusetts. hdl :1721.1/92344.

enlaces externos