Rodar
El rollo es un movimiento de rotación de un móvil alrededor de su eje longitudinal (eje del rollo). La velocidad angular de esta rotación también se denomina velocidad de balanceo .
Aeronáutica
En la aviación, este movimiento se controla mediante una acción lateral en el mango . La palanca a su vez controla la deflexión de las superficies móviles ubicadas en el ala: los alerones.
Las deflexiones opuestas de estas superficies generan fuerzas aerodinámicas y momento de balanceo. Si el avión tiene un diedro suficiente, se puede obtener un balanceo operando el timón.
Ciertos aviones no equipados con alerones (los llamados planeadores de “dos ejes”, aviones tipo “ Pou-du-ciel ”) realizan el giro de esta manera.
Marina
Definición
El balanceo se refiere al movimiento de rotación de un barco alrededor de un eje longitudinal, crea una oscilación lateral alternativamente a estribor y babor . Cuando la pendiente es continua, hablamos de escora .
Se relaciona principalmente con la acción de las olas y el viento , es uno de los tres posibles movimientos de una embarcación con cabeceo y guiñada .
Causas
El estado del mar está en el origen de este fenómeno. El barco rueda cuando las marejadas o las olas lo atraviesan. También sucede que algunos barcos se mueven mucho en el mar cercano debido a un acoplamiento entre cabeceo y balanceo.
Cuando los períodos de las olas se acercan al período de balanceo natural, la amplitud de los movimientos se acentúa mediante una resonancia . Cuando la rigidez del sistema (la estabilidad del barco) es suficientemente baja, cualquier aumento en ella conduce a una amplificación del balanceo.
Periodo limpio
Como en cualquier sistema estable, al rodillo se le une un período natural de oscilaciones libres que aumenta con la inercia y disminuye con la rigidez. La inercia es entonces la suma del momento clásico de inercia I y de una inercia agregada I a correspondiente a la aceleración de las partículas del fluido.
La rigidez rotacional es igual al producto del desplazamiento P por la altura metacéntrica, la distancia entre el centro de gravedad G y el metacentro M. El período se escribe:
Consecuencias
El movimiento de balanceo, ya sea brusco o lento, puede causar problemas a bordo: desplazamiento de carga , desenganche de vehículos, desenganche de bombas, rotura de equipo, accidentes humanos. Este movimiento perturba el equilibrio y provoca mareos en personas que no están acostumbradas.
Control de rollo
Actualmente hay varios sistemas disponibles:
- Por lo general, en un casco que se presta por su forma al balanceo, se añaden pequeñas quillas laterales denominadas “ quillas enrollables ”. Estos son estabilizadores pasivos , que solo ralentizan los movimientos de balanceo. En veleros detenidos o fondeados, es posible enganchar a la botavara un cucharón flexible sumergido justo debajo de la superficie, o un sistema mecánico que desempeña de la misma forma la función de freno de balanceo.
- Algunos buques, transbordadores , trazadores de líneas , buques portacontenedores , buques de investigación , militares ( portaaviones , abastecedores de carburante , antiaéreos, anti-submarinos, buques de cable ) tienen estabilizadoras activas sistemas (aletas estabilizadoras pilotados por una estabilización planta de energía) para contrarrestar esta movimiento. Para la comodidad de los pasajeros, un transatlántico como el Queen Mary 2 cuenta con 4 estabilizadores plegables: cada uno pesa alrededor de 70 toneladas, mide 2,50 metros de cuerda y 6,25 metros de envergadura, tiene una superficie de 15,63 m 2 , proporciona positivo elevación negativa de 1.070 kN (109 toneladas) a velocidad de crucero, se despliega o se retrae en aproximadamente 30 segundos. Este sistema puede reducir el balanceo en un 90% pero requiere una velocidad mínima de alrededor de diez nudos y consume energía.
- Hay barcos con una línea de flotación muy baja, menos sensibles a las excitaciones de rodadura: el tipo SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull). Este tipo de recipiente con baja estabilidad pasiva (estabilidad de forma) requiere estabilizadores activos.
- Existen sistemas giroscópicos como el Seakeeper, que contrarrestan el balanceo cambiando la posición de un giroscopio.
- También hay estabilizadores para barcos que reducen el balanceo de la carrocería mientras recuperan energía y reducen el consumo de combustible. Este es un estabilizador pasivo por movimiento fluido.
Tabla de resumen
| Eje de rotación
o desplazamiento |
Cambiando | Movimiento rotacional | Ángulo | Diagrama | |
|---|---|---|---|---|---|
| x: Longitudinal |
Ride (3): movimiento horizontal hacia adelante y hacia atrás | Roll (6): Oscilación lateral de babor a estribor (olas, viento, etc.) | Eje de rotación en la mayor eslora de la embarcación. | Ángulo de talón / balanceo |
|
| y: Cruz |
Guiñada (2): Desplazamiento horizontal lateral | Pitch (5): Oscilación hacia adelante y hacia atrás, la proa sube y baja (olas ...) | Eje de rotación en el ancho de la embarcación. |
Lámina
(sin sentido en la marina) |
|
| z: vertical | Oleaje (1): Desplazamiento vertical de la altitud del barco |
Guiñada (4): Oscilación en el plano horizontal, modificando el rumbo
(movimiento del timón, deriva ligada a la corriente, el viento, las olas ...) |
Eje de rotación coaxial con el mástil | Gorra | |
Ferrocarril
Roll es el movimiento del complejo tren alrededor de su eje de progresión, desagradable para los pasajeros y consecuencia de fallas en la vía. Se caracteriza por movimientos que pueden modelarse en los tres ejes de un marco de referencia ortonormal en el que el plano horizontal que gira sobre el eje “x” se denomina basculación , el plano vertical sobre el eje “x” . Z ”la guiñada y el plano horizontal sobre el eje de la “y” del cabeceo . Estos datos son recopilados por trenes de prueba y control de odometría de vía de forma regular. Es una variación de las coordenadas esféricas de los ángulos de Euler .
Automotor
El balanceo de la carrocería es el movimiento del vehículo alrededor de su eje longitudinal, resultante de la deformación de la carretera o el efecto de la fuerza centrífuga en las curvas. La barra estabilizadora ayuda a mitigar este fenómeno.
Notas y referencias
- Aviron club d'aiguebelette, " Física y remo 1 " ,29 de julio de 2016(consultado el 7 de enero de 2020 )
- " Los 6 desequilibrios del nadador " (consultado el 7 de enero de 2020 )
- Frédéric Le Pivert, " Estudio y desarrollo de métodos analíticos para el cálculo de probabilidades de zozobra " , en https://www.researchgate.net ,abril de 2016(consultado el 7 de enero de 2020 )
- En unidades de más de 24 m, a menudo se encuentran apéndices en forma de ala debajo del casco, cuyo propósito es reducir los movimientos de balanceo en mares agitados. Estos son los estabilizadores. , en el sitio web de Mécanique-Bateau
- Presentación del "Rock 'n Roll Boat Stabilizer
- Video presentación del marinero
- GSIRE
- Vídeo de presentación de los estabilizadores antivuelco pasivos Hoppe Marine Flume (Wenex)
Ver también
Artículos relacionados
- Las tres rotaciones de un móvil en el espacio: balanceo, cabeceo , guiñada .
- Los tres movimientos de un móvil en el espacio: apresurarse , desviarse , agitarse .
- Ángulos de Euler : el rollo es una variación del ángulo θ
- Ejes de rotación de aeronaves
- Casco liquido
- Equilibrio de la embarcación
- Orientación (geografía)
- Volar un avion
- Resonancia
- Rollo inducido
- Pandeo