Barco de alta velocidad
Las embarcaciones de alta velocidad ( NGV o inglés : High-speed craft , HSC ) son embarcaciones que navegan a alta velocidad y generalmente destinadas al transporte de pasajeros y vehículos. Estos barcos están (o estuvieron) especialmente en servicio en rutas de pocas horas, como el enlace Córcega- Continente, cruce del Estrecho de Gibraltar , el Canal de la Mancha , el Paso de Calais , etc.
Velocidad
El grado de velocidad de un barco se mide por una relación entre su velocidad y la eslora del casco o su desplazamiento bajo carga.
- En la arquitectura naval , la velocidad suele estar relacionada con la longitud. Esta relación es el número de Froude :
Hablamos de un barco rápido cuando Fn> aproximadamente 0,5 - 0,6
- Las regulaciones marítimas francesas relacionan la velocidad con el desplazamiento bajo carga. Se dice que un buque está "a gran velocidad" cuando es capaz de alcanzar una velocidad máxima V max expresada en m / s igual o superior a:
Siendo P el desplazamiento o “delta” en funcionamiento normal, expresado en toneladas.
Las velocidades de GNV están generalmente entre 29 y 45 nudos (55 y 83 km / h ). Son posibles velocidades más altas en mares llanos o ligeramente agitados, mediante máquinas con baja resistencia al peso (máquinas con elevación dinámica).
Si el precio de los combustibles es alto, esto puede limitar la velocidad de operación de los buques convencionales de alta velocidad a menos de 35 nudos, o incluso a menos de 25 nudos, para consumir menos combustible y por lo tanto también para gastar menos dinero en la compra de combustibles.
Existen diferentes diseños de GNV que se caracterizan por la transferencia de sustentación (de estática a dinámica) que puede ser nula, parcial o total:
- Transferencia cero, los llamados buques de "desplazamiento". Monocascos, catamaranes y trimaranes con cascos delgados.
- Embarcaciones monocasco o híbridas de transferencia parcial, semi-planeo ( láminas de catamaranes )
- Transferencia significativa (alrededor del 85%), barco con efecto de superficie , en inglés ( Barco con efecto de superficie ), cascos ligeramente sumergidos más colchón de aire.
- transferencia de elevación total:
Clasificación de buques por configuración (número de cascos):
- Monocasco (ejemplo: el Jacques Cartier de la empresa Corsaire o el Sauzon de Navix)
- Catamarán (ejemplos: el Pont d'Yeu y Châtelet de la empresa Yeu Continent, los catamaranes perforadores de olas Normandie Vitesse y Normandie Express del BAI)
- Trimarán
Cascos, monocascos y multicascos delgados de "desplazamiento"
Las altas velocidades implican esloras largas de casco y relaciones de desplazamiento / eslora bajas para mantener un número de Froude del sistema de olas reducido <0,8 y con D = Desplazamiento en litros y L = eslora del casco en metros.
Por el momento, se trata esencialmente de catamaranes con cascos delgados, del tipo “perforador de olas” .
Hay algunos proyectos y realizaciones de grandes trimaranes , que tienen cascos muy estrechos y pequeños flotadores laterales sumergidos, posiblemente estabilizados en cabeceo y balanceo ( foils ).
En la década de 1990 se exploró el concepto de una embarcación rápida tipo quadrimaran, con 4 cascos muy delgados; se construyó un prototipo experimental de 17,50 m, Alexander , seguido de un buque de pasajeros de 26 m .
El efecto de escala (que sigue la ley de cuadrados y cubos) es favorable a los tamaños grandes porque la superficie mojada aumenta menos rápidamente que el desplazamiento. Por otro lado, la elección de una mayor longitud permite reducir el número de Froude (a la misma velocidad) y, por tanto, el arrastre de las olas, lo que favorece el equilibrio relativo de arrastre R / Delta.
Monocascos de semi-planeo
En esta configuración, el casco tiene una gran superficie de plano de flotación y formas denominadas de "planeo" para generar la sustentación dinámica necesaria. Debido a la sustentación dinámica del casco que se cierne sobre la superficie del mar, los movimientos y las limitaciones estructurales son bastante importantes en mares agitados. La estabilización activa (superficies de estabilización pilotadas) es útil si no esencial para mejorar el confort (reducción del balanceo de la carrocería principalmente. Su motor es diésel o diésel mixto + turbina (s) para los más potentes (motores muy ligeros pero con mayor consumo de combustible); su la propulsión es por hidrojets Ejemplos:
- Lanchas Guillaume Seznec (rebautizada Port-Olona ) y Rose Héré (rebautizada Béniguet ) del Finist'mer, capaces de alcanzar una velocidad de 27 nudos.
- Transbordadores NGV de unos cien metros, tipo Corsaire 11000 ( NGV Asco y NGV Aliso ) o Aquastrada (Guizzo, Scatto, Corsica Express) en servicio en Córcega en los años 1995-2005, velocidad de 35 a 37 nudos.
- NGV Corsaire tipo 13000 Liamone (NGV) de 135 m navegando entre 38 y 40 nudos, en servicio con SNCM entre 2000 y 2005
- los NGV más grandes construidos, de la Clase Jupiter MDV 3000 para Tirrenia di Navigazione , longitud 145 m (Tauro, Aries, Escorpio, Capricornio).
Debido a los costos operativos excesivamente altos y al alto consumo de combustible, todos estos grandes NGV fueron (en 2011) desmantelados y retirados del servicio o revendidos, o incluso enviados para su demolición (los 5 Tirrenia NGV). Fueron reemplazados por un barco más largo, más pesado, más versátil pero menos rápido (26 a 30 nudos para el buque tipo Mega Express de Corsica Ferries ).
Catamaranes
Catamaranes clásicos, catamaranes con cascos finos o perforadores de olas, catamaranes con foils. Estos últimos son más habituales en tallas pequeñas, con una longitud de 20 a 30 metros. Las láminas instaladas entre los cascos soportan aproximadamente un tercio del desplazamiento. Este porcentaje varía con la velocidad porque es una elevación dinámica. El fenómeno de la cavitación que afecta a la elevación de las láminas limita la velocidad a unos 35 nudos.
Trimaranes
Como alternativa a los monocascos de semiplano y los catamaranes de casco delgado, se encuentran disponibles varios proyectos de trimarán:
En proyectos- Los Ateliers et Chantiers du Havre (ACH) habían estudiado en la década de 1990 el trimarán ACH Fast en flotadores remotos, estrechos y profundos.
- Los estudios de Ifremer y Bureau Mauric han investigado en 1990 en un pequeño rodillo de flotadores trimarán estabilizado por láminas controladas.
- La Oficina de Diseño de Vaton ofrece un foiler trimarán cuyo principio se basa en hacerse cargo de una gran parte (nota: a 40 nudos la sustentación aerodinámica no es importante) del peso del barco por la sustentación del ala que forma el 'ensamblaje de los flotadores , lo que permite velocidades muy elevadas y un paso en mares agitados muy bien amortiguados por la elevación de las láminas de los flotadores.
- Un proyecto en curso relacionado con un buque de transporte marítimo.
El concepto de trimarán con un casco delgado y pequeños flotadores, estudiado en particular por Nigel Irens (Ilan Voyager, 1988), ha sido retomado y adaptado para el transporte de pasajeros. Modelos de más de 100 metros navegan desde 2005 (127 m Austal); otro estará en funcionamiento en el Pas de Calais en 2015 (Liberación del Cóndor, Longitud 102 m ).
Una embarcación de efecto de superficie (NES) es una embarcación híbrida, generalmente un catamarán con cascos ultradelgados, la mayor parte de la cual se eleva mediante un colchón de aire que requiere una motorización específica. Estos barcos pueden superar los 60 nudos en mares planos. La presencia de los cascos permite la propulsión marina convencional (chorros de agua), lo que representa una gran ventaja sobre los aerodeslizadores (propulsados por aire) que no pueden frecuentar puertos convencionales.
Aerodeslizador ( vehículo de colchón de aire ACV )
Entre las técnicas menos tradicionales se encuentran los aerodeslizadores , que se utilizaron en particular para cruzar el Canal . La elevación (aerostática) es proporcionada por un colchón de aire que requiere un motor específico además de la propulsión. Al estar la máquina completamente fuera del agua en dinámica, la propulsión es aérea (hélices).
Hidroalas
Un hidroala tiene un casco equipado con láminas (alas sumergidas). El casco proporciona sustentación a baja velocidad, como en un barco de "desplazamiento" normal. A medida que gana velocidad, la sustentación se transfiere gradualmente del casco a las láminas. A alta velocidad, el casco está fuera del agua, el barco es llevado completamente por sus láminas. Hay dos generaciones de hidroalas :
- primera generación, con láminas fijas perforando la superficie, una invención alemana de la década de 1930 ( Schertel-Sachsenberg patentes (en) ) asumida en Suiza después de la guerra (Supramar), luego en la URSS a partir de 1957 (Raketa, Meteor, Kometa, etc.) y en Italia por Rodríguez (serie PT).
- Segunda generación, hidroala impulsada completamente sumergida, como Jetfoil de Boeing , fabricada bajo licencia por Kawasaki . El Jetfoil está propulsado por dos turborreactores y propulsado por chorros de agua (hélices en tuberías). El casco del Jetfoil está por encima de las olas y las láminas completamente sumergidas, el contacto reducido con la superficie permite una comodidad notable en mares agitados. El Jetfoil solo transporta pasajeros, no vehículos.
Problema de GNV
- Malestar de los pasajeros y sobrecargas estructurales en mares agitados que pueden impedir la operación por encima de un determinado estado del mar. Esto se puede abordar en parte aumentando el tamaño del buque o mediante el uso de estabilización activa en el mar, el caso de hidroalas de segunda generación.
- Rentabilidad de funcionamiento a alta velocidad difícil de obtener dada la evolución del precio del combustible debido al altísimo consumo a alta velocidad. Este segundo punto corre el riesgo de quedarse sin solución más que reducir la velocidad. A principios de 2008, parece que los armadores ya no planean construir o poner en servicio regular buques de más de 30 nudos. Pierre Mattei, CEO de Corsica Ferries : "Nuestra política ya no es invertir en GNV (40 nudos), sino en Mega Express" (buques con más capacidad comercial pero más lentos: 26 a 30 nudos).
- Se sospecha que los GNV crean olas de gran amplitud que, al llegar a la costa, rompen en las playas, sorprendiendo a los bañistas y mojando las playas en una franja que puede alcanzar los 15 metros de ancho. Este fenómeno reciente es bien conocido por los habitantes de los alrededores de Niza y se llama la "ola de cuatro horas". Ocurre alrededor de las 4 p.m. y en mares tranquilos. Varios artículos de Nice-Matin mencionan este problema. En los últimos años, habiendo desaparecido la ola, la correlación con el GNV (detenido desde 2011 desde Niza) ha sido fuerte.
- Mayor riesgo de colisión con cetáceos.
Notas y referencias
- [PDF] -62kb - Artículo 221-X / 0.1
- MINISTERIO DE ECOLOGÍA, ENERGÍA, DESARROLLO SOSTENIBLE Y DEL MAR, Embarcaciones de recreo, División 240, para designar un "Buque de levitación: aerodeslizador , navion o cualquier otro buque diseñado para operar cerca del mar. Superficie del agua, sin contacto con la este último, ya una altitud inferior a la eslora del casco de la nave ".
- cf. Sitio web oficial Bureau Vaton Design
- (NTM o NGV / Patente n o 0.708.493) [1] .
- Isabelle Brette , " La ola de las 4 pm ya no es puntual ", Nice-Matin ,30 de junio de 2010( leer en línea )
- Isabelle Brette , " ¿A dónde fue la ola de las cuatro en punto?" », Nice-Matin ,18 de agosto de 2011( leer en línea )
Fotos
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Ferry en catamarán NGV
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Ferry en catamarán NGV
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Catamarán NGV Wave-piercer
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jetfoil hidroplano
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Catamarán SpeedFerries en Dover con destino a Boulogne
Ver también
Artículos relacionados
enlaces externos
- NGV. Buques de alta velocidad. Buques de alta velocidad HSS. Transbordadores de coches rápidos.
- Trimarán 127 m Austal
- [PDF] Coralie Simon, "buques de alta velocidad" Nota informativa de ISEMAR n o 56Junio de 2003( ISSN 1282-3910 ) [ leer en línea ]