Estudio analítico y numérico de la maniobrabilidad de botes de planeo

Abstract

Los botes de planeo se utilizan en el deporte, el turismo y en operaciones militares actuando como unidades de reacción rápida en el patrullaje de costas y ríos. Estas embarcaciones se caracterizan por las altas velocidades que pueden alcanzar y en sus condiciones de operación experimentan cargas de impacto donde se pone en riesgo la integridad de la tripulación y la estabilidad de la lancha. En esta investigación se estudia la dinámica de este tipo de embarcaciones y se desarrolla un modelo matemático con seis grados de libertad el cual permite evaluar las presiones, las fuerzas y la respuesta dinámica de cascos de planeo. Inicialmente se genera un modelo del impacto bidimensional con tres grados de libertad para secciones tipo con cuña con codillos aplicando la teoría de flujo potencial, posteriormente sus resultados se extienden a tres dimensiones aplicando la teoría de cuerpos esbeltos y se utiliza para el análisis de lanchas rápidas. El modelo es usado para simular el impacto bidimensional con caída libre, pruebas de canal con movimiento forzado, pruebas de aptitud de dinámica, maniobras de circulo evolutivo y zigzag en régimen de planeo. La formulación matemática es validada mediante comparaciones con simulaciones CFD, resultados experimentales y resultados numéricos de otros autores. El algoritmo elaborado en esta investigación permite evaluar con un bajo costo computacional la resistencia al avance, la aptitud dinámica, la maniobrabilidad y la estabilidad dinámica permitiendo el diseño de embarcaciones más seguras.