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¿Qué es un arco con bulbo?

¿Qué es un arco con bulbo?



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La resistencia más fuerte a la que se enfrenta cualquier barco en las operaciones estándar proviene del desplazamiento a medida que el casco se mueve a través del agua. Las olas que suben por la proa son agua que se hace a un lado más rápido de lo que puede alejarse. Se necesita mucha potencia para superar la viscosidad y la masa de agua y eso significa quemar combustible, lo que aumenta los costos.

Un arco con bulbo es una extensión del casco justo debajo de la línea de flotación. Tiene muchas variaciones sutiles de forma, pero es básicamente una parte frontal redondeada que se ensancha ligeramente a medida que se funde con la construcción tradicional del casco de desplazamiento. Estas protuberancias delanteras son aproximadamente dos veces más largas que el ancho de la base y generalmente no se extenderían más allá de la parte superior del arco. El principio básico es crear una zona de baja presión para eliminar la onda del arco y reducir la resistencia.

Apareciendo por primera vez en el USS Delaware en 1910, el arco con bulbo fue un diseño controvertido del arquitecto de la Marina de los EE. UU. David W. Taylor.

Gran parte de la controversia desapareció diez años después, cuando los barcos de pasajeros comenzaron a explotar el diseño para aumentar las velocidades.

Los cascos construidos con secciones de proa con bulbo son comunes hoy en día. Bajo ciertas condiciones, este tipo de diseño es muy eficiente para redirigir las fuerzas de resistencia hidrodinámica y resistencia. Hay un movimiento contra arcos bulbosos que permite una mayor flexibilidad de los barcos en un momento en que el "vapor lento" es una forma de ahorrar combustible.

Buenas condiciones para arcos bulbosos

El diseño de un barco con una proa bulbosa se discute en muchos libros de texto y artículos técnicos. A menudo se le conoce como una teoría o un arte, que es una forma corta de decir que nadie está 100 por ciento seguro de lo que está escribiendo. Hay detalles por resolver, pero los constructores modernos tienen formas patentadas de analizar e integrar todos los aspectos hidrodinámicos de sus cascos y estos métodos son secretos estrictos.

Un arco con bulbo funciona mejor bajo ciertas condiciones y un buen diseño brinda ganancias de eficiencia en toda la gama de estos factores.

Velocidad - A bajas velocidades, un arco con bulbo atrapará el agua sobre el bulbo sin formar una zona de baja presión para cancelar la onda del arco. Esto conduce a una mayor resistencia y pérdida de eficiencia. Cada diseño tiene lo que se conoce como la velocidad del casco más eficiente, o a menudo solo la velocidad del casco. Este término se refiere a la velocidad en la que la forma del casco está actuando sobre el agua es una forma de producir el mínimo arrastre posible.

Esta velocidad de casco ideal podría no ser la velocidad máxima de un barco porque en algún momento la zona de presión más baja creada por las características de proa se vuelve más grande de lo necesario. Una zona de agua a baja presión que es más grande que el casco es ineficiente y conduce a una respuesta reducida del timón.

Idealmente, el cono de agua a baja presión colapsará justo antes de los puntales. Esto le da a las palas de apoyo algo contra lo que empujar y limita la cavitación en los puntales y el timón. La cavitación reducirá la eficiencia de los puntales, la dirección lenta y el desgaste excesivo de los componentes del casco y la transmisión.

tamaño - Los buques de menos de 15 m (49 pies) no tienen suficiente área mojada para aprovechar un arco con bulbo. La cantidad de arrastre en un casco está relacionada con su área mojada. La estructura de la bombilla también aumenta la resistencia y, en cierto punto, los beneficios se reducen a cero. Por el contrario, los barcos más grandes con una alta proporción de línea de flotación al área frontal utilizan el arco con bulbo con mayor eficacia.

Malas condiciones para arcos bulbosos

Mares agitados - Mientras que un casco tradicional se eleva con la ola, un casco con un arco con bulbo puede excavar incluso si está diseñado para levantar el arco en condiciones normales. La cuestión del ajuste es uno de los aspectos más profundamente divisivos del diseño del arco entre los arquitectos navales. También hay un gran aspecto psicológico entre las tripulaciones que perciben este diseño de arco como peligroso en las tormentas. Es cierto que estos arcos se clavan en las caras de las olas, pero hay pocas pruebas de que sea más peligroso que los diseños tradicionales.

Hielo - Algunas naves rompehielos tienen una forma especial de proa bulbosa que está fuertemente reforzada. La mayoría de los arcos bulbosos son propensos a sufrir daños, ya que son el primer punto de contacto con un obstáculo.

Además del hielo, escombros grandes y objetos fijos como las caras del muelle pueden dañar estos arcos submarinos extendidos.