A Afirmação
"Há vários anos, foram realizados diversos testes pela Universidade de Southampton para determinar se as instalações descentradas afetam o desempenho. Os testes foram conclusivos: ao Hydrovane é absolutamente indiferente a sua localização — desde que disponha de 'água limpa' com a qual trabalhar, o leme pode produzir a sua determinada quantidade de força de governo onde quer que esteja instalado.
Mais importantes ainda, no entanto, são as experiências reais na água. Aproximadamente 80% das instalações Hydrovane nos últimos 20 anos foram montadas descentradas, e dispomos de centenas de testemunhos de clientes satisfeitos.
As únicas vantagens de uma instalação no centro poderiam ser a estética (para alguns barcos tradicionais) e talvez uma maior proteção proporcionada pela quilha do barco."
Uma Questão de Física e Geometria
Esta afirmação não é sustentada pelas provas disponíveis.
Porquê?
Os princípios da física e da geometria básica demonstram que uma instalação descentrada produzirá um resultado negativo. Quanto maior for o barco, mais pronunciado será o efeito.
A Física: O Que Acontece Realmente Quando o Barco Adriaça
Para calcular a altura h em relação à horizontal — isto é, quanto da pá do leme sai da água quando o barco adriaça — utiliza-se a função trigonométrica do seno:
Um exemplo concreto
Se deslocar o auto-diretor por cata-vento 40 cm da linha de centro e o barco adriçar 30°, perderá 20 cm de pá do leme na água.
Superfície Efetiva: O Custo Real
Se 20 cm da pá saem da água, a superfície efetiva reduz-se dos 30% teóricos da pá do leme auxiliar para 24%.
Se o deslocarmos 60 cm da linha de centro, o resultado é que teremos perdido aproximadamente um terço da superfície original.
| Deslocamento da linha de centro | Ângulo de adriçamento | Perda vertical (h) | Superfície efetiva | Perda vs. linha de centro |
|---|---|---|---|---|
| 0 cm (linha de centro) | 30° | 0 cm | 30% | — |
| 20 cm | 30° | 10 cm | 27% | −10% |
| 40 cm | 30° | 20 cm | 24% | −20% |
| 60 cm | 30° | 30 cm | 20% | −33% |
| 80 cm | 30° | 40 cm | 17% | −43% |
Porque Importa a Área Total da Pá
Para adaptar os lemes auxiliares a barcos de maior comprimento, os fabricantes do setor tiveram de aumentar a superfície das suas pás de leme. Isso demonstra que a área total da pá importa.
Portanto, afirmar ou fomentar ativamente a instalação de um leme auxiliar fora da linha de centro — independentemente do argumento utilizado, seja uma suposta validação universitária ou o facto de milhares de utilizadores o fazerem — não é coerente com os princípios básicos da física e da geometria.
Ponto chave: A física e a geometria básica demonstram que o resultado será sempre negativo. De facto, quanto maior for o barco, pior será o resultado.
Tamanho do Barco: Onde Está o Limite
Barcos até ~42 pés
Em barcos até, digamos, 42 pés, pode-se deslocar o auto-diretor por cata-vento da linha de centro — até cerca de 30 cm — e compensar parcialmente a perda de desempenho utilizando uma pá de leme maior.
Isto tem, naturalmente, um limite determinado pelas cargas que os materiais têm de suportar.
A South Atlantic oferece três tamanhos de pá de leme auxiliar precisamente para responder a esta realidade: dar ao instalador a capacidade de recuperar a área perdida quando um pequeno deslocamento é inevitável.
Barcos maiores
Mas num barco maior, isto simplesmente deixa de ser uma solução viável.
A menos que aceite que, com o leme regular, o sistema só funcionará corretamente quando o barco adriçar para um dos dois lados.
E isso, obviamente, não é aceitável.
Conclusão
Tanto a geometria como as próprias imagens o demonstram.
Uma instalação de leme auxiliar descentrada não é uma escolha estética inofensiva. É uma perda mensurável de poder de governo que cresce com cada centímetro de deslocamento e com cada grau de adriçamento.
Para um sistema cujo único propósito é manter o seu barco no rumo — dia e noite, em todas as condições — essa perda não é algo que se possa permitir ignorar.
Instale na linha de centro. Preserve toda a área efetiva do seu leme auxiliar. Preserve a sua autoridade de governo quando mais precisa dela.
Recursos técnicos e bibliografia
A documentação técnica abrange as seguintes referências:
-
Universidade Politécnica de Madrid (ETSIN), Departamento de Arquitetura Naval.
Zamora-Rodríguez, Izquierdo-Yerón e Botia Vera realizaram ensaios experimentais num tanque de reboque de 100 m, complementados com simulações CFD (Dinâmica de Fluidos Computacional), com o objetivo de investigar como o adorno do navio afeta o desempenho hidrodinâmico do leme. O estudo demonstra que a força lateral gerada por um leme varia significativamente com o ângulo de adorno do navio: aumenta quando o leme se encontra do lado de barlavento e diminui quando se encontra do lado de sotavento. Os resultados também mostram que o grau de imersão do leme e a sua orientação em relação ao fluxo incidente são fatores determinantes da força de governo que este pode gerar.
-
Universidade de Duisburg-Essen (UDE), Alemanha, em colaboração com o Instituto
Federal de Engenharia e Investigação de Vias Navegáveis (BAW) e o Centro de Desenvolvimento de
Tecnologia Naval e Sistemas de Transporte (DST).
Investigação numérica e experimental das forças hidrodinâmicas induzidas pelo leme
- Abordagem:
- Investigação experimental num tanque de reboque combinada com simulações CFD para medir as forças laterais, os momentos de articulação e as distribuições de pressão a altos ângulos de ataque.
- Contributo principal:
- Fundamental para compreender o comportamento de um leme principal ou auxiliar quando o navio sofre uma guinada severa e condições extremas de manobra, como o atravessamento — uma situação crítica que ocorre particularmente em iates à vela ligeiros de alto desempenho e em embarcações à vela oceânicas.
-
Universidade Técnica da Dinamarca (Danmarks Tekniske Universitet – DTU),
Departamento de Engenharia Mecânica.
Equipa central de investigação:
- Stig Staghøj Knudsen — Investigador principal e autor da tese de doutoramento.
- Jens Honoré Walther — Professor e diretor principal do projeto.
-
Universidade Técnica da Dinamarca (DTU)
Interação dinâmica fluido-estrutura (FSI) em veleiros de competição
- Abordagem:
- Desenvolvido na DTU, este trabalho aplica modelos de interação fluido-estrutura que incorporam cascos, quilhas, lemes e foils flexíveis operando em condições de onda.
- Contributo principal:
- Demonstra como a flexão da pá do leme sob condições extremas de carga altera o ângulo de ataque efetivo e a resistência total. Em iates à vela de alto desempenho, a rigidez torsional da pá do leme ajuda a prevenir a cavitação e a perda de controlo de governo (estol).
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Três tamanhos de pá. Engenharia centrada na linha de centro. Construídos para navegadores de alto-mar que compreendem que a autoridade de governo não é opcional.
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