Cuando estás a punto de caerte al andar en bicicleta, te diriges en la dirección de la caída sin siquiera darte cuenta. Esta corrección se puede explicar utilizando los principios de la física; tus apoyos, es decir, las ruedas, permanecer en equilibrio debido al centro de gravedad. Ahora, Por primera vez, También se ha demostrado científicamente que este principio de estabilidad de la bicicleta también se puede utilizar para mantener la estabilidad de un hidroala, como el TU Delft Solar Boat. Los estudiantes publicaron recientemente sus hallazgos en el Naval Engineers Journal, una revista académica publicada por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Navales.

Modelo matemático

Las láminas (o puntales) son pequeñas alas debajo de un bote, cuales, siempre que la embarcación viaje a una velocidad suficiente, puede levantar el casco fuera del agua de la misma manera que las alas de un avión elevan el casco de un avión en el aire. Los científicos e investigadores han estado luchando con el desafío de mejorar la estabilidad de los 'hidroaviones' durante muchos años. Los estudiantes Gijsbert van Marrewijk y Johan Schonebaum han sido atrapados por este fenómeno desde que fueron miembros del TU Delft Solar Boat Team en 2013. "Usamos un modelo matemático para validar si un hidroplano de una sola pista usa dos foils uno detrás del otro en el agua se mantendría estable de la misma manera que nos mantenemos erguidos en una bicicleta, ", dice Marrewijk. Experimentando con el barco solar TU Delft 2016, diseñado y construido por estudiantes de TU Delft bajo la supervisión del investigador de bicicletas Arend Schwab, demostraron que, de hecho, el hidroplano puede mantenerse en posición vertical durante el vuelo utilizando el principio de dirección hacia la caída.

Durante estos experimentos, el piloto se dirigió en la dirección de la caída y los estudiantes registraron cosas como la velocidad, altitud y ángulo de balanceo ". Dado que dirigir y mantener un hidroplano en posición vertical es mucho más difícil que andar en bicicleta, el piloto recibió una formación intensiva por parte de los estudiantes del equipo Solar Boat, "explica Schonebaum. Pero un barco no es una bicicleta; en lugar de ruedas giratorias, tiene pequeñas láminas debajo de la superficie del agua. Sin mencionar el hecho de que el peso se distribuye y transporta de manera diferente". Es extremadamente difícil para un piloto de hidroala simplemente llévate al agua de inmediato, por eso desarrollamos un simulador por computadora para que el piloto pueda practicar de antemano ". El modelo matemático validado se incorporó a esta herramienta de capacitación. A partir de ahora, los equipos podrán utilizar este modelo para calcular de antemano la estabilidad de los nuevos diseños de barcos solares ". Antes de desarrollar este modelo, solo descubriríamos que el barco no era lo suficientemente estable una vez que lo metiéramos en el agua. Este simulador probablemente ahorrará a los futuros equipos de Solar Boat muchas horas innecesarias de construcción y frustración, ", dice Schonebaum. La investigación ya se ha utilizado en el diseño del barco solar de este año. El equipo ha ampliado el sistema de gobierno basándose en estos resultados de la investigación, lo que significa que el barco ahora puede girar a mayor velocidad y con un radio de giro más pequeño.

Una vez en el agua, Pronto quedó claro que el bajo peso del barco solar TU Delft 2016 (100 kg) combinado con el innovador mecanismo de dirección significaba que el barco podía alcanzar velocidades máximas de hasta 55 km / h. esta velocidad le valió al TU Delft Solar Boat Team dos medallas de plata; en los campeonatos del mundo de barcos solares en Frisia y en la Copa Montecarlo en Mónaco. Pero esta es la primera vez que ha habido evidencia científica que respalde este mecanismo de estabilidad. "Es fantástico que estos estudiantes hayan podido demostrar con este trabajo de investigación que un piloto puede navegar en un barco de la misma forma que nosotros andamos en bicicleta, ", dice Schwab." Y no todos los días se publica en una revista académica la investigación realizada por los estudiantes de maestría ".

"Ser publicado es genial, por supuesto, pero mas importante, este nuevo conocimiento sobre cómo funciona la tecnología de hidroala ahora también se puede utilizar para hacer que el transporte marítimo sea más sostenible en el futuro, ", dice Marrewijk. Los barcos tradicionales siempre necesitaban varias láminas para sacar el barco del agua sin perder el equilibrio". Al igual que los estabilizadores mantienen una bicicleta en posición vertical cuando los niños están aprendiendo a montar, "explica Marrewijk. Un barco que se saca del agua de esta nueva forma necesita menos láminas y, por lo tanto, se enfrenta a una menor resistencia al agua, lo que hace que navegar sea mucho más económico ". La resistencia involucrada aquí se puede comparar con la de una mano humana deslizándose por el agua, "según Marrewijk." Se necesita una investigación de seguimiento para averiguar exactamente cuánto más económico podría ser para un barco más grande, pero esperamos que las empresas de construcción naval estén interesadas en este principio para mantener los hidroalas en posición vertical durante el vuelo ".