Similitud de modelos de barcos
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Vista del capitán desde el puente de un modelo de superpetrolero de Port Revel
Parada de emergencia de un modelo superpetrolero con remolcador de escolta

Modelos tripulados

Muchos investigadores, especialistas en hidráulica e ingenieros han utilizado modelos a escala durante más de un siglo, en particular en los tanques de remolque. Modelos tripulados son a pequeña escala modelos que pueden llevar y ser manejados por al menos una persona en una extensión de agua corriente. Deben comportarse como barcos reales, dando al manipulador del barco las mismas sensaciones. Las condiciones físicas como el viento, las corrientes, las olas, las profundidades del agua, los canales y los atracaderos deben reproducirse de manera realista.

Los modelos tripulados se utilizan para la investigación (por ejemplo, comportamiento del barco), ingeniería (por ejemplo, disposición de puertos) y para la formación en manejo de barcos (por ejemplo, prácticos, capitanes y oficiales marítimos). Suelen estar a escala 1:25.

Similitud de modelos tripulados

En todo el mundo, las escuelas modelo tripuladas han optado por aplicar la ley de similitud de William Froude (1810-1879) para sus modelos tripulados. Esto significa que se considera que la gravedad es preponderante sobre las demás fuerzas que actúan sobre el casco (viscosidad, capilaridad, cavitación, compresibilidad, etc.).

Los diferentes aspectos de la similitud pueden definirse así de la siguiente manera:

Similitud física

Similitud de forma: el modelo tiene exactamente la misma forma geométrica que el barco real. Esto significa que todas las dimensiones de eslora (L) del barco real se dividen por el mismo factor, el factor de escala. Los diseñadores de Port Revel eligieron una escala (S) de 1:25, así:

S (L) = 25 (más pequeño, por lo tanto, la distancia es 25 veces menor)

En esta similitud, se mantienen las proporciones (las relaciones entre las distintas dimensiones del barco son idénticas). Este también es el caso del coeficiente de bloque. Además, los ángulos son una relación de longitud, por lo que también son idénticos a los originales. De esto se deducen los factores de escala de las áreas y volúmenes, es decir:

S 2 (L) = 25 2 = 625

S 3 (L) = 25 3 = 15 625

Similitud de masa (M): El modelo utilizado para el entrenamiento de manejo de barcos no solo debe parecerse al original, sino que también debe moverse de la misma manera que el original cuando se somete a fuerzas similares. En consecuencia, el factor de escala para la masa (M) y el desplazamiento es el mismo que para los volúmenes, es decir:

S (M) = S 3 (L) = 25 3 = 15625

Similitud de fuerzas (F): Si las fuerzas externas sobre el modelo son similares, como las formas, masas e inercia, el movimiento del modelo será similar. Así se puede demostrar que las fuerzas (F) deben estar en la misma escala que las masas y pesos, por lo que:

S (F) = S (M) = 25 3 = 15 625

Similitud de velocidad (V): De acuerdo con la ley de Froude , la escala de velocidad es la raíz cuadrada de la escala de longitud, entonces:

S (V) = S 1/2 (L) = sqrt (25) = 5 (veces más lento que en la vida real)

Similitud de tiempo (T): El tiempo es una distancia (L) sobre la velocidad (V), entonces:

S (T) = S (L) / S (V) = S 1/2 (L) = sqrt (25) = 5 (veces más rápido que en la vida real)

Similitud de potencia (P): Como la potencia P = F x V, entonces S (P) = S (F) x S (V) , entonces:

S (P) = S 3 (L) x S 1/2 (L) = S 7/2 (L) = 25 7/2 = 78125

En conclusión, eligiendo una escala de 1:25 para las longitudes y cumpliendo con la ley de Froude, los ingenieros de Sogreah - Port Revel construyeron modelos 25 veces más pequeños, operando 5 veces más lentamente, pero como las distancias son 25 veces menores, las cosas ocurren 5 veces más rápido. Los barcos son 78 125 veces menos poderosos.

Similitud de maniobras

Si bien los modelos deben tener la similitud correcta, esto no es suficiente. Otros factores pueden afectar la correcta reproducción de las maniobras, como el campo de visión, el equipo de a bordo y el viento.

  • Primero, las maniobras en un modelo requieren las mismas órdenes del piloto que las de un barco real. La única diferencia es que se ejecutan cinco veces más rápido en el modelo, por lo que no hay tiempo para discutirlos (de hecho, el ritmo de operación es tal que el capitán y el timonel intercambian roles cada hora para evitar la fatiga). Esto anima a que las respuestas se vuelvan intuitivas pero basadas en un plan preevaluado pero flexible. Lo que es una crisis en el día 1 de un curso modelo tripulado se convierte en rutina en los días 3+, lo que tiene que ser una buena definición de entrenamiento.
  • La posición del capitán le da un verdadero campo de visión desde el puente. Da sus órdenes al timonel, que está sentado frente a él y opera el volante y el motor.
  • Los paneles de control muestran la información habitual (velocidad del motor, ángulo del timón, rumbo, tronco, velocidad y dirección del viento, grilletes de la cadena bajada). Esta información se muestra en valores de la vida real para ayudar al alumno a olvidar, en la medida de lo posible, que está en un modelo a escala.
  • Los barcos están equipados con propulsores de proa y popa y anclas perfectamente operativas. También se comportan como barcos reales desde este punto de vista.
  • Los remolcadores están bajo las órdenes del capitán a través de control remoto y son manejados por un verdadero capitán de remolcadores.
  • En lo que respecta al viento, cabe recordar que como el factor de escala de velocidad es 1 en 5, un viento de 10 nudos en el lago equivale en realidad a una ráfaga de 50 nudos. Las ondas en la superficie del agua y el movimiento de las hojas en los árboles son, por tanto, indicadores poco fiables. Las velocidades del viento y del barco que se muestran en el panel de control son, por lo tanto, muy importantes para los aprendices. Sin embargo, el lago está situado en un bosque en una región con poco viento, por lo que se minimizan los efectos incontrolables del viento.

40 años de experiencia han demostrado que los estudiantes aprenden rápidamente a controlar los modelos tal como lo hacen con los barcos reales que están acostumbrados a maniobrar.
Los ejercicios de modelos tripulados promueven una buena conciencia espacial y situacional, cuya falta contribuye a la mayoría de los accidentes e incidentes.

Quienes se han formado en ambos afirman que las maquetas son complementarias a los simuladores electrónicos. Mientras que las maniobras con corrientes, olas, remolcadores, anclas, efectos de banco, etc. se reproducen con mayor precisión en modelos a escala, los simuladores numéricos son más realistas cuando se trata del entorno del puente.

Referencias

enlaces externos

Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Similitude_of_ship_models&oldid=903177936 "
Contribute a better translation