Hidroplano de vela

Un hidroplano de vela , un velero hidroplano o hidrovela es un velero con láminas similares a alas montadas debajo del casco . A medida que la embarcación aumenta su velocidad, los hidroplanos elevan el casco hacia arriba y lo sacan del agua, lo que reduce en gran medida el área mojada , lo que da como resultado una menor resistencia y un aumento de la velocidad. Un hidroplano de vela puede alcanzar velocidades que superan el doble y, en algunos casos, el triple de la velocidad del viento.

Tanto los veleros monocasco como los multicasco pueden equiparse con hidroalas, aunque se puede lograr una mayor estabilidad utilizando la planta más ancha de un catamarán o trimarán .

Algunos multicascos utilizan tres láminas: dos láminas principales delanteras proporcionan sustentación para que el barco "vuele" mientras que una lámina horizontal en el timón se ajusta para impulsar y controlar la altitud. En los catamaranes, se puede colocar una sola lámina principal entre los cascos justo delante del centro de gravedad y a 2 grados de incidencia, abarcando el túnel con puntales de soporte. Los catamaranes hidroplanos también se denominan foilcats . ^{[ cita requerida ]}

Los veleros multicasco también pueden utilizar hidroalas únicamente para mejorar el rendimiento. ^{[ aclaración necesaria ]} Así como las orzas y los timones son láminas que mejoran el control de una embarcación, los hidroalas de asistencia proporcionan elevación al casco para reducir el área mojada sin llegar a levantar la embarcación completamente fuera del agua.

Los barcos monocasco suelen utilizar una disposición en "escalera" de hidroalas desplegadas con un ángulo diedro de 50 grados, con un alerón estabilizador en el timón. Uno de los primeros ejemplos es el barco Monitor de 1957. ^[1] Este diseño ofrece las ventajas de una superficie máxima de alerón sustentador a bajas velocidades y menor a velocidades más altas, pero con algo de resistencia adicional que surge del soporte diedro de los alerones de escalera exteriores.

Existen cuatro tipos principales de hidroalas que se utilizan en los veleros, y cada uno de ellos ofrece ventajas similares y diferentes entre sí. En general, las hidroalas "T" se incluyen en su propia categoría de sustentación unidireccional, mientras que las "C", "L" y "S" se incluyen en una categoría de sustentación multidireccional.

Los foils en forma de T, que se ven comúnmente en la clase International Moth y la clase AC75, contienen un componente vertical que se conecta a un ala horizontal, lo que proporciona sustentación al foil. Los foils en forma de T solo proporcionan sustentación en la dirección perpendicular al componente horizontal del ala y, por lo tanto, se utilizan típicamente solo para sustentación hacia arriba en lugar de proporcionar sustentación en la dirección vertical y horizontal. Los foils en forma de T suelen estar equipados con un borde de salida ajustable que se conecta a algún sensor de control de vuelo para garantizar un vuelo estable. Este sistema se implementó fácilmente en la clase Moth. ^[2]

Las láminas en forma de C, también conocidas como orzas curvas, tienen una forma de curva constante y pueden moverse hacia arriba y hacia abajo dentro de su carcasa, lo que cambia el área de la tabla expuesta al agua. Cuando la tabla comienza en su altura máxima sobre el agua, está casi vertical y emplea una fuerza de elevación normal a la superficie expuesta o, de lo contrario, una elevación horizontal. A medida que la tabla se empuja hacia abajo, la forma de "C" obliga a que una porción más grande de la tabla se vuelva horizontal, lo que introduce un componente vertical más grande en la elevación. Esta variación en la configuración permite que muchas embarcaciones proporcionen un ángulo de ceñida más alto debido a la elevación horizontal en combinación con la elevación vertical. Las tablas curvas también resuelven el problema del aumento de la resistencia a alta velocidad, al tiempo que ya no requieren una fuerte elevación horizontal al ajustar la exposición de la tabla al agua. ^[2]

El Foil 'S' contiene la ligera forma de una 's' y funciona de manera similar a los Foil 'C', con el orden inverso de operaciones, de modo que al bajar el Foil 'S' la fuerza de elevación horizontal ejercida aumenta debido a una orientación más vertical en la tabla. ^[2]

Los foils en forma de "L" consisten en un borde curvo seguido de una curva pronunciada de 90 grados, de modo que la parte inferior del foil se mantiene en posición vertical cuando no está sumergido en el agua y en un ángulo de 45 grados con respecto a la horizontal cuando está completamente sumergido. De manera similar a los foils en forma de "C" y "S", la cantidad de elevación vertical y horizontal que se crea se modifica según la altura del foil. ^[2]

El uso más extendido de hidroalas en veleros hasta la fecha ha sido en la clase International Moth . Se considera que Andy Paterson, de los barcos Bloodaxe en la Isla de Wight, desarrolló el primer Moth funcional con foils, aunque su barco tenía tres foils en una disposición de trípode. Brett Burvill navegó en un estrecho esquife Moth con hidroalas inclinadas que perforaban la superficie hasta ganar una carrera en el Campeonato Mundial Moth en 2001 en Australia , que fue la primera vez que un Moth con hidroala ganaba una carrera en un Campeonato Mundial. Esta configuración de hidroala fue declarada ilegal más tarde por la clase, ya que se consideró que constituía un multicasco, lo que está prohibido por las reglas de la clase. Inicialmente, Ian Ward en Sydney, Australia, desarrolló el primer Moth con foils de línea central que demostró que navegar solo con foils de orza y ​​timón era posible. Posteriormente, Garth y John Ilett en Perth, Australia, desarrollaron un sistema de dos hidroalas para el Moth con control activo de flaps para el foil principal a través de un sensor de superficie. La empresa de John, Fastacraft, fue la primera en producir un hidroplano Moth comercialmente disponible . El diseño Prowler de Fasta Craft, reemplazado en 2008 por el F-Zero, presenta un casco de fibra de carbono , láminas en forma de "T" invertida en la orza y ​​el timón , y puede alcanzar velocidades de más de 27 nudos. Desde entonces, varias otras empresas se han sumado a Fasta Craft en la producción de hidroplanos Moth, entre ellas Bladerider, Assassin, Exocet y Aardvark Technologies.

Aunque inicialmente se debatió intensamente dentro de la clase, la adopción de hidroalas ha demostrado ser un éxito para la clase Moth Internacional, con un rápido crecimiento de la flota en los años desde 2001. Todos los Campeonatos del Mundo desde 2004 han sido ganados por Moths equipados con hidroalas, que pueden convertirse en hidroalas con tan solo seis nudos de viento cuando son gobernados por un regatista experimentado de peso más ligero. La regla de la clase sigue abierta al desarrollo de todos los componentes de la embarcación, incluidos los sistemas de hidroalas, y el desarrollo dentro de la clase continúa siendo impulsado tanto por esfuerzos comerciales como individuales/amateurs.

La clase Waszp , fundada en 2016, es casi idéntica a la configuración actual de la clase International Moth. La clase contiene el mismo diseño de láminas en forma de "T" en la orza y ​​el timón, con la misma forma de casco estrecho. La mayor diferencia entre las dos clases es que el Wazsp es más pesado debido a que las láminas están construidas con aluminio en lugar de fibra de carbono. Debido a su diseño más pesado, la velocidad máxima del waszp es de solo 26,7 nudos, sin embargo, sus materiales más económicos lo han convertido en una clase popular y accesible, a pesar de su relativa juventud. Más recientemente, la clase Waszp se ha asociado con SailGP para desarrollar un camino para que los jóvenes navegantes se abran camino en el campo profesional de la vela. ^{[3] [4]}

El 69F, también conocido como Persico 69F, es un monocasco con foils de carbono para 3 o 4 personas, similar al de un esquife , diseñado por Wilson-Marquinez y construido por Persico Marine. La clase monotipo recién fundada tuvo su primera serie de carreras en 2020, comenzando en Europa y luego llegando a los Estados Unidos en 2022. El barco consta de un único foil de timón en forma de T, dos foils en forma de "L" a cada lado y una orza singular en el centro del barco para estabilidad. El 69F tiene 6,9 ​​metros de largo y contiene una vela mayor y un foque con sables completos junto con un gennaker, con un área de vela total de 69,0 metros. ^{[5] [6]}

La primera vez que se utilizó un Laser foiling fue en diciembre de 2009 por Ian Ward en Sydney , Australia. Con este kit se pueden alcanzar velocidades máximas de entre 23 y 25 nudos. Los foils se pueden quitar y el barco sigue siendo legal para navegar en clase. Este sistema de foiling es único porque es retráctil, tiene foils sin flaps y la "varita" de detección de altura está integrada en la orza.

El "velero menos avanzado del mundo" fue reconvertido en hidroplano por la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, en 2017. ^{[7] [8]}

El Optimist, de tan solo 2,3 metros de eslora y 3,3 metros cuadrados de superficie vélica, está limitado normalmente a velocidades inferiores a los 4 nudos. Los hidroplanos permiten que el Optimist alcance los 12 nudos con tan solo 12 nudos de viento.

El AC75 (clase America's Cup 75) es una clase de velero de 75 pies, que rige la construcción y operación de los yates utilizados en la America's Cup 2021. El tipo de barco es un monocasco con foils con hidroalas T-wing lastradas y inclinadas montadas en tambores longitudinales superiores de babor y estribor, un timón T-wing en la línea central y sin quilla. Se predijeron velocidades de 50 nudos basándose en simulaciones por computadora ^[9] y, de hecho, el barco del America Magic las superó en la Prada Cup en enero de 2021. En octubre de 2024, durante la Louis Vuitton Cup, el INEOS Britannia alcanzó los 55,5 nudos.

La clase de windsurf IQFoil seleccionada por World Sailing para ser utilizada en los Juegos Olímpicos de Verano a partir de 2024. ^[10]

La clase IMOCA 60 , originalmente un barco de regata oceánica sin foils que competía en carreras alrededor del mundo como la Volvo Ocean Race y la Vendeé Globe , fue rediseñada con foils de orza en forma de S. Los nuevos diseños de foils permitieron que una parte del barco se levantara lo suficiente fuera del agua, lo que lo convirtió en un barco parcialmente con foils, lo que redujo la resistencia general y aumentó la velocidad máxima del barco. ^[11] El IMOCA 60 Hugo Boss 7 , patroneado por el británico Alex Thomson, es uno de los barcos IMOCA 60 recientes con características de semi-foiling.

Aunque todavía se encuentra en su fase de diseño, el MW40OF está inspirado en el 69F y es similar a otros barcos de carreras oceánicas para ser un barco de carreras oceánica totalmente equipado con foils de orza en forma de C y foils de timón en forma de T y una tripulación de 5 personas. ^[12]

Los foils se utilizan en la America's Cup desde 2013.

El GC32 es un catamarán hidroplano de producción en fibra de carbono de 32 pies de largo (9,75 metros). Tiene una velocidad máxima de unos 40 nudos (74 km/h; 46 mph). ^{[13] [14]} Se utilizan en el GC32 Racing Tour y han sustituido a los Extreme 40 en la Extreme Sailing Series . ^[15]

En la America's Cup de 2013 se utilizaron catamaranes con orza . Según los términos del protocolo, estas orzas no podían tener flaps, no podían sobrepasar la manga del barco cuando estaban elevadas y no podían ajustarse cuando estaban bajadas, pero tres equipos aprovecharon una laguna jurídica para crear timones en forma de T y orzas en forma de L cuyo apéndice de sotavento sirve como hidroplano en todos los puntos de las condiciones de navegación con vientos superiores a los 10 nudos. El 6 de septiembre de 2012, en Auckland, durante el quinto día de pruebas del Team New Zealand , su barco alcanzó los 40 nudos (74 km/h) con un asiento nivelado y sin escora en 17 nudos de brisa. ^[16]

La Serie Mundial de la Copa América 2015-16 se disputó con catamaranes hidroplanos AC45f, que son versiones más pequeñas del AC72.

La Copa América de 2017 se disputó en la clase AC50 con foils .

La clase monotipo de velero F50 es una adaptación de la clase AC50 con modificaciones en nuevos sistemas de control, velas de ala modulares y nuevas tecnologías de capas de carbono dentro de los foils y el casco. La clase se utiliza dentro de la serie SailGP y es la primera clase de velero en superar los 50,0 nudos (57,5 mph/92,6 km/h) durante una carrera, y se afirma que la velocidad máxima del barco es de 52,2 nudos. El barco también tiene una variedad de foils de timón, foils de tabla, velas de ala y foques para ser utilizados en varias combinaciones con una tripulación de 3 a 5 personas en función de la velocidad del viento. Actualmente existe un total de 8 barcos activos con equipos de Estados Unidos, España, Japón, Francia, Dinamarca, Australia, Nueva Zelanda y Gran Bretaña. En la próxima temporada 2022-2023, dos equipos de Canadá y Suiza planean unirse a la competencia. ^[17]

Los últimos catamaranes de clase C internacionales han estado navegando y se espera un mayor desarrollo. ^[18]

La regla 8 de los catamaranes de la clase A permitía inicialmente los hidroplanos, pero se modificó para restringirlos parcialmente en 2009, en respuesta a la mejora de la tecnología. La regla exigía "que todos los hidroplanos se insertaran desde la parte superior del casco y que debe haber una distancia mínima entre las puntas de la parte inferior de las tablas de 75 cm desde la línea central". ^[19] Los títulos mundiales de catamaranes de la clase A de 2014 en Takapuna, Nueva Zelanda, demostraron las capacidades tempranas de los hidroplanos de la clase. ^[20] Ahora, la clase A puede hacer hidroplanos de manera estable a favor del viento a 6 nudos y a barlovento a 12 nudos o más. Se informa que las velocidades máximas son de aproximadamente 30 nudos y 2,5 veces la velocidad del viento. ^[21] La clase A ha establecido el estándar para el hidroplano de 4 puntos que muchas clases están adoptando ahora. ^[22]

El Nacra 17 , que compitió en los Juegos Olímpicos de 2016 , era capaz de realizar vuelos con foils elevados en determinadas condiciones. Para el Campeonato Mundial de 2017, el Nacra se actualizó a un yate con foils completos, para competir en los Juegos Olímpicos de Tokio 2020. ^[23]

El Nacra F20 es un catamarán para dos personas con un diseño similar al anterior catamarán de 20 pies de Nacra Sailing y al Nacra 17; sin embargo, todos los componentes están hechos de carbono, desde el casco, el mástil y los foils. El Nacra F20 utiliza una orza de foil en forma de "L" en cada casco y foils de timón en forma de T.

El Flying Phantom es un catamarán similar al Nacra que utiliza foils en forma de 'L' en cada casco y foils en forma de 'T' en los timones.

iFLY15 es un catamarán hidroplano de 15 pies equipado con foils automáticos, construido por CEC Catamarans GmbH. Utiliza un sistema automático mecánico para estabilizar el ajuste horizontal en las direcciones longitudinal y transversal. Las trasluchadas se facilitan mediante los cuatro foils en forma de T que siempre están en el agua y estabilizan el barco. ^[24]

El UFO, de diseño similar al de un Moth, es un pequeño bote para una sola persona con orza y ​​timón en forma de T. El bote está hecho de fibra de vidrio con aparejos de carbono y fue concebido para ser un bote fácil de usar y de bajo costo en comparación con el Moth o el Waszp. Navegar el bote en condiciones de viento mediocres resultó ser más fácil y más placentero que con un Waszp o un Moth, ya que los cascos de catamarán proporcionaban mayor estabilidad. ^[25]

El G4 es un yate de competición junior con contenido de crucero y confort fabricado por DNA Performance Sailing. El diseño del barco se basó en un catamarán de clase A, que contiene láminas en forma de "L" en cada casco y láminas en forma de "T" para los timones y se afirma que alcanza una velocidad máxima de 35 nudos. El G4 fue diseñado como un híbrido entre barcos de competición y yates de crucero, capaz de hacer o no hacer foils según los deseos del usuario. El barco estaba destinado a navegar con 6 personas y era capaz de albergar a más. El G4 ya no está en producción. ^[26]

En la década de 1990, la empresa Hobie Cat fabricó el TriFoiler (que ya no se fabrica), un trimarán de dos velas con una vela mayor en cada tangón capaz de alcanzar velocidades de más de 35 nudos en condiciones de navegación típicas, lo que convirtió al TriFoiler en el velero de producción más rápido del mundo. El prototipo del Hobie TriFoiler, llamado Longshot, fue desarrollado por los hermanos Dan y Greg Ketterman junto con Russell Long. Aunque es más aerodinámico que el Trifoiler y tiene hidroalas más pequeñas, el Longshot aún ostenta el récord de navegación a vela de clase A de 43,55 nudos en un recorrido de 500 metros, establecido en Tarifa, España, en 1993. Hasta hace poco, era el único récord de navegación a vela existente en poder de un hidroala, pero los récords recientes del Hydroptère se han sumado a la lista con récords de navegación a vela a través del Canal de la Mancha. ^[27]

En 1998, WindRider LLC presentó el WindRider Rave, ^[28] un popular hidroplano trimarán para dos personas capaz de despegar con tan solo 12-13 nudos de viento. El Rave es capaz de navegar entre 1,5 y 2 veces la velocidad del viento. ^[29] La vela mayor del barco no tiene botavara. El Rave abrió nuevos caminos en el desarrollo de los sistemas de control y los foils con flaps.

El windfoiling, también conocido como windsurf foil, es una tabla de windsurf equipada con dos alas de hidroala en forma de T de orientación opuesta conectadas por un fuselaje y un mástil que se inserta en la tabla. El ala delantera es más grande y proporciona sustentación hacia arriba, mientras que el ala trasera proporciona estabilidad con sustentación hacia abajo. Muchos de los hidroalas utilizados en windfoiling pueden variar de tamaño para obtener una mayor combinación de sustentación y velocidad máxima. El desarrollo más reciente en windfoiling fue la creación de la clase de windsurf olímpico monotipo IQFoil por parte de Starboard Windsurfing, que se utilizó para reemplazar al RS:X en los Juegos Olímpicos de 2024. El IQFoil contiene una vela arqueada y con sables completos junto con una tabla hecha de un diseño sándwich de carbono reflex y una lámina de carbono y aluminio. La clase se creó en 2020 y es similar a la clase de windfoiling abierta que se utiliza en las competiciones de la PWA (Asociación Profesional de Windsurf).

La clase Formula Kite se introdujo en los Juegos Olímpicos de Verano de 2024 como una clase que no es de diseño único. El equipo consta de un foil en forma de T y una tabla. Una configuración similar también se utiliza para el kitesurf con foil recreativo. ^[30]

El wing foiling es una evolución del windfoiling, el kitesurf y el surf. Se trata de un foil en forma de T sobre una pequeña tabla en la que una persona sostiene una vela inflable, de tamaño pequeño y similar a una cometa, conocida como wing. ^[31]

Se han construido diseños experimentales no productivos:

• El Hydroptère, un barco experimental francés , batió numerosos récords de velocidad. El barco alcanzó una velocidad récord de 47,6 nudos ^[32] con el objetivo de romper la «barrera de los 50 nudos» en 2008. ^[33] El 4 de septiembre de 2009, el Hydroptère batió el récord mundial de velocidad en vela , manteniendo una velocidad de 51,36 nudos durante 500 m. ^[34]
• Vestas Sailrocket , construido para capturar el récord de velocidad de navegación compitiendo en la clase B por entre 150 y 235 pies cuadrados de vela.
• Un prototipo de foilcat Hobie 18 llamado Kangalope con kits de foils adjuntos. ^[35]
• Mirabaud LX es un hidroplano suizo de 1,2 metros con un casco tradicional reemplazado por un flotador central, un mástil de soporte para el foil, la vela y la percha para la tripulación similar a un velero tipo polilla. ^[36]
• Tabla de vela hidroplano de Rich Miller. ^[37]

• Tabla de hidroala
• Hidroptera
• Triplano Hobie
• Foil de ala

• Galería de hidroplanos de vela de Foils.org
• Tabla de vela Miller Hydrofoil: un experimento de windsurf con hidroala
• Gato navegante con láminas
• Aspectos de un multicasco con foils