Estudio y descomposición del empuje vélico I

El ángulo entre el viento aparente y el plano promedio del velamen Es el ángulo alfa o ángulo de incidencia. En principio tiene un valor óptimo que se intenta mantener permanentemente.
El ángulo plano vélico - eje del barco (ángulo delta)Es el que conviene al ajuste de las escotas. Para un rumbo dado del barco se buscará un ángulo delta que permite mantener a alfa en su valor óptimo.

La dirección del empuje vélico, constante con respecto al palno promedio del velamen se irá separando cada vez más del eje del barco a medida que el plano de velamen se vaya acercando y así en la ceñida encontraremos uno de los límites del ángulo delta que será el momento en que la dirección del empuje vélico comporte una componente lateral excesiva. El otro límite extremo lo tendremos cuando la botavara se apoye en los obenques o cuando el puño de escota del foque se encuentre a la altura de la roda.

Ángulo eje del barco - Rumbo real o ángulo de deriva. El valor de este ángulo será considerado más que por su valor absoluto, en función de las resistencias al avnce que aumentan en demasía cuando el ángulo de deriva tiene unos pocos grados. Siempre procuraremos mantener un ángulo de deriva mínimo.

El empuje vélico (como recordatorio) se descompone segun el paralelogramo de fuerzas:

Fuerza propulsora FP paralela al rumbo real (no al plano longitudinal pues tendremos en cuenta el ángulo de deriva) y una Fuerza lateral FL perpendicular al rumbo real.

Este vector FL constituye el problema fundamental de la marcha contra el viento. Las respectivas posiciones del centro de empuje vélico y del centro de resistencia lateral crean un par inclinante considerable. Esta fuerza de escora pone a prueba la estabilidad del barco, esta sea cual sea este tienes unos límites que se materializan en el vuelco o una inclinación que reduce sensiblemente el rendimiento del velamen así como la resistencia al avance.

El Empuje Vélico
Creación

El fenómeno del empuje vélico es facil de comprobar de forma práctica. Está basado en el teorema de Bernoulli: En un punto dado, la suma de las presiones estáticas y dinámicas permanece constante. Así vemos que cuando el flujo de aire es desviado por un plano, los chorros de aire que pasan por barlovento, son frenados y una parte de la energía cinética de este, se emplea en crear una presión estática sobre la vela.
En sotavento, los chorros de aire sufren una aceleración que hace disminuir la presión estática y por lo tanto produce una succión.
Presiones y depresiones se suman para constituir el empuje aerodinámico o vélico.

Magnitud y dirección del empuje vélico.

Retomando el parrafo anterior, tienen igual importancia la fuerza que la dirección del empuje obtenido, ya que ambos desempeñan un papel similar en la formación de la fuerza propulsora.

Una serie de principios básicos van a jugar en cada punto de la vela:
Presión y depresión actuarán perpendicularmente a la vela. Si la vela fuera plana, el empuje sería perpendicular a ella. Por la curvatura, los empujes en los diferentes puntos estarán dispuestos en abanico.
Los empujes son sensiblemente más importantes en las inmediaciones del borde de ataque.
El empuje total, será la suma de las presiones y las depresiones ejercidas sobre la superficie de la vela. (Puede considerarse que están aplicadas en un solo punto: el centro de empuje.
La dirección del empuje al igual que su centro vienen determinados por la magnitud y dirección de los empujes en los diferentes puntos. Por el predominio de las cercanías al borde de ataque el empuje se dirigirá hacia delante de la cuerda media de la vela y el centro de empuje no estará en el centro de gravedad de la vela sino a proa de este.