helice adecuada

[losdelgoya]

Es preferible no opinar, para no confundir, cuando no se está seguro o no se sabe un tema.
La velocidad equivalente de un modelo es la velocidad del barco real, dividido entre la raiz cuadrada de la escala.
El desplazamiento del modelo con relación al buque real (volumen de la carena x densidad del medio, agua dulce = 1, agua salada = 1,025), por ser un volumen, es la raiz cúbica de la escala.
Como también hablais de la hélice, la potencia absorbida depende (constantes aparte) de las revoluciones al cuadrado y del diámetro elevado a la cuarta potencia. Y el par motor absorbido, de las rpm al cuadrado, y del diámetro de la hélice elevado a la 5ª potencia. Así que poco hay que sea lineal, salvo lo que se refiere a longitudes.
He calculado bastantes hélices a lo largo de mi vida, pero para los modelos tan pequeños, todos los gráficos empiezan en esloras mayores.
Para calcular la resistencia de fricción (que depende de un coeficiente ??, de la superficie mojada, y de la velocidad elevada a 1,825), necesaria para obtener una buena hélice, así como los coeficientes de estela y succión, son difíciles de obtener. Hay fórmulas aproximadas, pero no creo que sean válidas para barcos tan pequeños.
Si tuviese una serie de datos de un conjunto de modelos, quizás se pudiese deducir algo mas aproximado, pero el cálculo de una buena hélice ya es de por si dificil.... y si no partimos de datos mas o menos fiables el resultado sería un desastre.
Por eso no he opinado nada al respecto, anteriormente.
Saludos
Luis

[carptroya]

Permíteme que te haga una pregunta sobre desplazamiento o velocidad de un barco.

V = RPM * P *D

V= velocidad
RPM = revoluciones
P= paso de hélice
D= diámetro de hélice

Es correcta esta formula ¿?

saludos

[losdelgoya]

Te aclaro que el desplazamiento a que me refiero en mi anterior intervención , se refiere al peso del barco, que como flota y está en equilibrio = empuje ( lo que está arriba, volumen sumergido x densidad del agua),
En la fórmula que propones, la velocidad es independiente del diámetro.
El diámetro va en función de la potencia a trasmitir, pero no afecta a la velocidad. Hay una fórmula empirica, usada para una primera aproximación que es :

D= 632,7*(SHP)^0,2/(RPM)^0,6 (Pulgadas, HP, y rpm)

Aunque el diámetro definitivo lo fija el calado con sus holguras. Pero siempre el rendimiento de una hélice aumenta al hacerlo D.
La velocidad teórica es: V = N (rpm) * P (paso en mts.)
Existe un resbalamiento que se puede medir, entre lo que debería y lo que realmante anda el barco.
Una fórmula aproximada (siempre para barcos "serios") es:
slip aparente = P*N - 30,86* V / P * N
Paso en mts., V en nudos, y N rpm.
Y otra fórmula aprox. : slip = 1,4 /V^0,57. Esta va bien para embarcaciones de recreo.
Para que te hagas una idea de la magnitud del resbalaminento, te pongo valores tipicos:^

Velocidad en nudos porcentaje de resbalamiento
Auxiliares, y botes por debajo de 9 42 %
Embarcaciones a motor pesados,
barcos de trabajo 9 - 15 24 %
Barcos a motor ligeros, cruceros
de recreo 15 - 30 22 %

Incluso en el caso de un modelo de RC con su motorización es dificil cuantificar el resbalamiento y demás datos necesarios para fijar una hélice óptima. En los buques reales las perdidas en la reductora se cuantifican entre el 2 y 3%, y otro tanto en la línea de ejes. ¿Y en estos modelos?....No creo que se sepa a ciencia cierta. Y por apéndices, y rugosidad de la carena....Luego hay una pérdida de velocidad por aguas poco profundas... en fín que como verás es un lío.
Por otra parte si tratamos de medir el resbalamiento, no sabemos las RPM que está dando el motor en la prueba, ya que si en ese momento no lleva la hélice optima, hay una disminución de ellas.
Yo tengo una programa informático profesional para cálculo de hélices, pero no alcanza a los parámetros tan bajos que se manejan en estos modelos. Así que lo mejor es basarse en la experiencia de otros colegas.
Saludos.

[losdelgoya]

Velocidad en nudos % de resbalamiento

Auxiliares, y botes por debajo de 9 42 %
Embarcaciones a motor pesados,
barcos de trabajo 9 - 15 24 %
Barcos a motor ligeros, cruceros
de recreo 15 - 30 22 %

Perdonar quería ponerlo así.

[losdelgoya]

Vaya. Sale lo mismo de la primera vez. Pondré un jpg.

[carptroya]

Terminaste con mis ilusiones de saber que velocidad tiene TRABUQUITO.
No tendrías una formula mas sencillita para calcular la velocidad ¿??

Saludos y gracias por contestar

[losdelgoya]

Pues hombre, si "Trabuquito" está ya construido corre la milla como en los barcos de verdad.
Sobre dos marcas, cuya distancia conoces, cuando el barco va lanzado, cronometras el tiempo que tarda en pasar por ellas. Haces tres o cuatro corridas y sacas la media de las velocidades.

Para pequeñas embarcaciones de planeo, que me imagino será tu caso se usa esta:
BHP = (W *V/4900) + (W^0,833+V^2/11100)

BHP = Potencia del motor en hp
W = Peso total de la embarcación en libras
V = Velocidad en millas.

La mejor embarcación: BHP = W * (0,026 + =,004*V)^2.

Supongo que sabes despejar la V, y la equivalencia de watios a HP, sino apaga y vamos, y lo mismo te da una aberración, por efecto de escala.

Mañana te pondré la famosa fórmula de Crouch, pero hay que escanear una gráfica, y ahora no tengo tiempo. A ver si entre todas hay alguna fórmula que sea válida para este tipo de modelos.
Saludos
Luis

[Kresaltxu]

Las prisas no son buenas. Pido disculpas pues hay dos signos equivocados.
Las reescribo.

BHP = (W*V/4900) + (W^0,833*V^2/11100)

BHP = W*(0,026 + 0,004*V)^2

[Kresaltxu]

Para resolver las ecuaciónes de 2º grado y sacar V, de las fórmulas anteriores podeis utilizar EcuaJR10, gratis en la red.

Estas fórmulas que propongo son aproximadas, y siempre se refieren a embarcaciones reales de pequeño porte, por tanto insisto en que su validez para RC lo desconozco, y probablemente no sean aplicables. Pero podeis experimentarlas, variará la constante.

Fómula del desplazamiento-velocidad, para embarcaciones de desplazamiento y semi-desplazamiento
SL ratio = 10,665 / (LB/SHP)^1/3 (raiz cúbica)
donde: SL ratio = Kts/(WL)^0,5 (raiz cuadrada)
Kts = Velocidad en nudos
SHP= Potencia en el eje de la hélice (HP)
LB = desplazamiento en libras (Peso)
WL = Eslora en la flotación en pies.

El ángulo que forma una paralela a la flotación, con una sección a un cuarto de la manga, da una idea de SL ratio
Con ángulos menores a 2º .................. SLratio = 2,5 o superior
4º................... " aprox. 2
7º .................. " aprox. 1,5

[Kresaltxu]

EMBARCACIONES DE PLANEO
Kts = C / (LB/SHP)^0,5
Donde: Kts = Velocidad en nudos
C = Constante tomada de la gráfica, de acuerdo con la embarcación considerada
LB = Desplazamiento en libras.
SHP = Potencia en el eje
Esta fórmula supone que el rendimiento de la hélice está comprendido entre 50 y 60%.
Creo que se intuye bien la leyenda para la elección de C, y no hace falta traducción.
Como habitualmente se dice, sin mi garantía ni responsabilidad.
Nota.- Yo no soy Kresaltxu, estoy utilizando el portátil de mi hijo, también muy aficionado al modelismo.

[losdelgoya]

El barco representado en el dibujo es un modelo existente, "Polcar 485" (http://www.polcarboats.es" onclick="window.open(this.href);return false;), cuando se realizaron las pruebas sus datos fueron:
LB = 630 Kgs. = 1387 lbs.
SHP = 20 HP
Tomando la constante C = a 150, según la fórmula anterior la velocidad prevista sería aprox. de : 150 / (1387/20)^0,5 = 150/8,327 = 18,01 Nudos
y en la realidad anduvo 17,6.

[carptroya]

Me dejáis anonadado con tanta fórmula para calcular la velocidad de un barco, cada vez que releo todo, más ignorante me siento.

Lo único que sé del tema es lo leído del pdf que adjunto (esta en francés pero con traductor se entiende bastante bien) , me gustaría vuestra opinión y si la puedo aplicar a mi barco RC (trabuquito).

La solución de recorrer 100 mts y medir el tiempo, la podría utilizar también, pero “trabuquito” lleva incorporado un tacómetro el cual me da los datos en tiempo real.
Como llevara gps podría leer la velocidad también en tiempo real.


Si no estoy diciendo alguna BURRADA creo que esas son las posibles soluciones en caso de no ser muy exactas o validas las formulas del pdf.


Saludos a todos

[losdelgoya]

No me extraña que estés un poco perplejo con el asunto de la propulsión. El cálculo de un barco es bastante complejo, pues como nos decían en la Escuela, es una casa que flota y además se mueve, y precisamente este último apartado, el referido a resistencia (a la marcha, no de materiales) y propulsión es el mas peliagudo.
Como ya te he dicho no hay fórmulas exactas, como puede ser en electricidad o resistencia de materiales, que lo que dice la fórmula va a misa, y ademas es cierto. En la propulsión intervienen muchas variables, desde las formas si son redondas o de planeo, hasta la situación del centro de gravedad, etc. Por ello existen los canales de experiencias hidrodinámicas donde se prueba con modelos el barco a construir, siempre que la inversión justifique el gasto del Canal, claro.

Con respecto a la fórmula francesa de ese artículo me imagino que será aplicable, aunque no se quien es ese señor. Ya te dije que la velocidad depende del paso y las rpm, menos el resbalamiento (el glissement del francés), que es lo que dice esa fórmula. El ultimo termino es el resbalamiento. La diferencia está en la constante 6/10000 que el aplica. La diferencia en ese coeficiente estriba en que él está manejando Km/hora,(1 Km/hora= 0,54 nudos) el paso lo da en cms y no en metros o pies, y las rpm al final habrá que ponerlas en revoluciones/hora, para que las unidades sean homogeneas.
Todas esas transformaciones hacen variar la constante, con lo que las fórmulas serán parecidas. Ya ves también que los % de resbalamiento son muy semejantes.

En tu caso no veo ningún problema si como dices tu barco va a llevar GPS y tacómetro. Las marcas en distancia las puedes definir perfectamente, con cualquier reloj mides el tiempo cuando el barco lanzado pasa por ellas. Tomas las rpm, y la velocidad con el GPS, y automáticamente sabes el resbalamiento, pues el paso de la hélice tambien lo conoces.
Si las revoluciones del motor no son las nominales, quiere decir que la hélice va dura (tiene mucho paso) con lo cual tendrías que poner una mas ligera..
Hay unas reglas de tumb que dicen los ingleses muy validas (Siempre para embarcaciones menores) y dicen:
1ª) - Una pulgada en diámetro de la hélice absorbe el par de 2 a 3 pulgadas en paso.
2ª) - Cada dos pulgadas de aumento o disminución del paso aumentara o disminuirán en 450 las rpm.
3ª) - Una hélice cuadrada (con el mismo paso y diámetro) es la mas eficiente
4ª) - Una hélice con el paso muy bajo puede arruinar el motor (se pasa de vueltas), y también si el paso es muy elevado, por sobrecarga.

Finalmente por si estás haciendo el modelo a escala de un buque real, carguero o de pasaje, te pondré la muy conocida fórmula del Almirantazgo, ya que parece que las anteriores no te han convencido mucho, pero es lo que hay.

P = D^0,666*V^3 / A (Como desconozco tu nivel en matemáticas * es signo de multiplicar, y ^elevar a una potencia)
Siendo A = 3,7 (L^0,5 + 75/V)
L = Eslora en mts.
V = velocidad en mts/seg.
P = Potencia en KW
D = Desplazamiento en Toneladas (Como tu manejarás Kgs. serán divididos entre 1000.

En fín espero que todo esto te haya sido algo útil, a ti o a algún otro forero y lamento no poder ponertelo mas claro. Es un tema muy árido para poder explicarlo simplemente. Te muestro algunos de los libros que manejo y de los que están sacados las fórmulas, ahora si no te fías y prefieres aplicar el método francés, por otra parte similar y yo creo que mas abstracto, estás en tu derecho.
Saludos.

[carptroya]

Te agradezco enormemente el esfuerzo y tiempo que está dedicándome.

Decir que yo de barcos no tengo ni idea y mucho menos hacer cálculos teóricos para calcularlos.

Trabuquito no es ningún catamarán a escala, lo diseñe y motorice basándome en su autonomía (hoy en día se que estaba equivocado por muchos motivos).

" onclick="window.open(this.href);return false;



Como veras moverse se mueve y aunque este es mi primer barco me servirá como banco de prueba.


Por supuesto que me fio de todas las formulas que pusiste (seria del genero tonto que no me fiase ya que no tengo ni idea del tema) de echo las utilizare para comprobar si coinciden con las que en su día tome manualmente o con gps.

Por tu biblioteca veo lo sumamente complejo que es el tema para un NOVATO como yo.

Solo darte las gracias de nuevo por tu interés.

Pd. Si en algo te puedo ayudar ( cosa que dudo….jajaj) solo tienes que decirlo.

[Ricardo A. Franco]

Que barbaridad, que falta de criterio, Robofortea sólo necesita poder terminar un modelo RC de 94cm de eslora y sólo elegir una hélice de cuatro palas que le permitan mover el modelo a 3,5 y/o quizas 4 metros por minuto. ¡No deducir ecuaciones diferenciales! Aqui en la Facultad de Ingenieria un dicho comun: "Lo que natura no da, Salamanca non presta" Relacionado a la reconocida Universidad de Salamanca de donde deciende nuestra Universidad Nacional de Córdoba
Ricardo