En profundidad
Fig. 2. Modelo de fragata simplificado a Wind Over Deck WOD=0º. Ventana de interés para los mapas de velocidad obtenidos
cámara, se necesita un sincronizador
para coordinar todos los elementos y
un sistema de procesado y almacena-miento
que habitualmente es un orde-nador.
Modelo de fragata simplificada
El Modelo de fragata utilizado en los
ensayos se trata de un modelo sim-plificado
(“Simplified Frigate Shape 2”
o SFS2) a escala 1:85. Es un modelo
que fue propuesto por la OTAN con el
propósito de realizar estudios e inves-tigaciones
relativos a la aerodinámica
en fragatas. A pesar de su simplicidad
presenta los elementos principales
de los que consta una fragata, como
puede verse en la figura 2: una proa
en pico, la superestructura, el hangar,
la cubierta de popa para la operación
de helicópteros e incluso el bloque
para albergar la salida de gases de los
motores del buque. En la misma figu-ra
se ha marcado el plano de medida
PIV en donde se van a obtener los
mapas de velocidad para la compa-rativa
aerodinámica entre los diferen-tes
hangares objeto de este estudio.
También se ha marcado la posición
del hangar base por defecto que será
la referencia a mejorar con hangares
de geometría diferente.
Diseño y fabricación de los
hangares-burbuja
Para el dimensionado de los hangares
optimizados aerodinámicamente se
pretendía hacer hangares con forma
similar a la burbuja de recirculación
generada tras la superestructura del
buque. Para ello, se han utilizado dos
mapas de PIV obtenidos en ensayos
anteriores en la misma fragata. Así,
mediante PIV y hangar a optimizar. (Fuente: propia)
el dimensionado de los nuevos han-gares-
burbuja queda como se mues-tra
en la figura 3, tanto para el caso
de una geometría recta (A “Angled”)
como para el caso de una curvatura
circular (C “Circular”). La burbuja de
recirculación se muestra en los ma-pas
en tonos oscuros.
En la figura 4 se muestran los han-gares-
burbuja propuestos. Se han
probado hangares modificando sólo
el techo (AR “Angled Roof” y CR “Cir-cular
Roof”), las paredes laterales (AW
“Angled Walls” y CW “Circular Walls”)
y ambas (AF “Angled Full” y CF “Cir-cular
Full”). Las medidas específicas
para los casos completamente mo-dificados
también se presentan en la
figura 4. Para respetar correctamen-te
las dimensiones propuestas, los 6
hangares propuestos fueron fabrica-dos
en poliespán mediante corte por
control numérico con un hilo caliente.
Resultados
Mapas de velocidad adimensional
Para cuantificar la mejora aerodinámi-ca
que supone la modificación de las
geometrías de hangares propuestas,
se muestra el caso de referencia en la
figura 5. En este mapa de velocidad,
puede observarse claramente la varia-bilidad
del flujo que se presenta sobre
la cubierta donde debe operar el heli-cóptero.
Así, encontramos diferentes
capas de cortadura y regiones de baja
velocidad. La zona que más efecto
perjudicial tiene sobre el helicóptero
durante su última fase de la maniobra
de aproximación es aquélla con la recir-culación
centrada en , . Dichas coorde-nadas
toman como referencia el punto
en donde el helicóptero debe finalizar la
maniobra (x=0 mm,y=0 mm). En dicha
región existe recirculación del flujo y ve-locidades
que prácticamente no supe-ran
el 30 % de la velocidad incidente al
Fig. 3. Medidas tomadas a partir de la burbuja generada tras la superestructura de la
fragata para el dimensionado de los hangares-burbuja. (Fuente: propia)
16 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 64. Primer trimestre 2020