El presente Trabajo de Fin de Carrera tiene como objetivo el estudio
aerodinámico de un hydroplane, una barca motorizada exclusiva para
carreras. Los hydroplanes son las barcas más rápidas que existen y se llaman
hydroplanes porque la embarcación planea sobre el agua de lo rápido que va.
Además se estudia por qué motivo a veces estas embarcaciones sufren unos
accidentes en que vuelcan. Estos accidentes se producen cuando el
hydroplane va a su máxima velocidad y se encuentra con alguna perturbación
en su camino, que lo hace levantar más de lo normal en condiciones de
carrera, y acaba volcando. Este fenómeno se puede comparar con lo que pasa
con un perfil de ala de un avión en que como más ángulo de ataque tiene, más
fuerza de sustentación genera. La fuerza de sustentación es la fuerza
aerodinámica que hace que un avión vuele. Una vez analizado el hydroplane,
se diseñan unos aerofrenos, como los que se usan en los aviones, para
intentar reducir la fuerza de sustentación que hace que el hydroplane vuelque.
Los aerofrenos de los aviones son unas superficies que rompen la forma
aerodinámica del ala y de este modo reducen la fuerza de sustentación
generada. La aplicación de los aerofrenos en estas embarcaciones es la idea
original de este Trabajo de Fin de Carrera, porque hasta ahora no existe
ningún sistema parecido.
Para realizar el estudio aerodinámico del hydroplane se utiliza un programa de
dinámica de fluidos computacional, que simula las condiciones obtenidas en
un túnel de viento. Este programa simula el paso del flujo de aire alrededor del
modelo de hydroplane y permite conocer las fuerzas que el aire ejerce sobre la
embarcación. Las simulaciones se tienen que hacer con diferentes
configuraciones del hydroplane: la configuración básica, con alerón y con los
aerofrenos, para ver como afectan las diferentes modificaciones
aerodinámicas. También se hace el estudio con varios ángulos de ataque,
para ver como crecen las fuerzas aerodinámicas.
Este trabajo comprueba como los aerofrenos reducen considerablemente la
fuerza de sustentación del hydroplane y como pueden ser de gran utilidad para
evitar futuros accidentes. Al final del trabajo se proponen posibles soluciones
para saber en qué momento se deben aplicar los aerofrenos para que éstos
tengan efecto.
