El Catamaran

Diseño y concepto

Está previsto construir un catamarán que nos permitirá navegar largas distancias de forma rápida y cómoda. (A diferencia de las entradas y salidas diarias de los puertos).

Debería ser un placer y un reto navegar en él, pero también maniobrar suave y suavemente en la marcha lenta, para el contacto con ballenas y delfines.

Elegimos el catamarán Big Cat 65 en lugar de un solo casco por varias razones.

Peso (ligero) y velocidad, estabilidad de forma, escora mínima, espacio disponible, navegación y manejo más sencillos y mejores, un anclaje más cómodo, fácil acceso al agua (natación, buceo, ballenas y delfines) y también por razones de seguridad.

Esta nave es prácticamente insumergible.

Lo que sabemos es una gota, lo que no sabemos, un océano. “

– Isaac NewtonNaturalista inglés 1643 1727

Dimensiónes

La longitud en cubierta (LOD) del Cachalote será de poco menos de 65 pies (19,8 metros); la longitud en la línea de flotación de diseño (DWL) es de poco menos de 63 pies (19,2 metros); y el ancho de viga (BOA) es de poco más de 35 pies (10,6 metros).
La longitud del mástil es de 66 pies (20,86 m), con una altura de mástil de aproximadamente 18 m sobre cubierta. La superficie de la vela es de 2400 pies cuadrados (222. 96 ). 111,5 por vela.

El barco está diseñado para dormir a 14 personas muy cómodamente 4 tripulantes y 10 pasajeros.

(Para los expertos: BWL de cada casco 5’2′′, BMax por casco 7′ 6′′, Draft in cruising trim, 3’9′′, Freeboard 7’6′′ en cruising trim, desplazamiento de crucero, 45. 000 libras)

 

Diseño

El diseño general del Cachalote se basa en el BigCat 65, diseñado y registrado por Tim Dunn de BigCat Catamarans. Los dibujos de esta página son borradores muy tempranos de modificaciones al diseño de Tim para adaptarse mejor a nuestras necesidades.

El BigCat 65 tiene muchos compartimentos estancos, mayor privacidad para las cabinas de lo habitual, salas de máquinas llenas con accionamientos de eje en lugar de veleros, y es ligero por su longitud. La falta de «estanterías» hace que la construcción sea sencilla, y debido a que no hay «estanterías», no pueden hacer olas o ralentizar el barco.

Este barco debe moverse a lo largo, ya que tiene una larga línea de flotación, cascos estrechos, desplazamiento ligero, y una gran zona de vela. La plataforma es baja y fácil de manejar, por lo que no hay ninguna lucha o ansiedad involucrada en sacar el máximo provecho de su potencial de rendimiento. El buque tiene una cubierta de puente alto con más de 3 1/2′ de espacio libre en crucero trim. Incluso sobrecargado a 70. 000 libras de desplazamiento, hay un espacio de 3′ cubierta de puente.

Las popas están diseñadas para tener baja resistencia incluso si el buque está drásticamente sobrecargado; y si se sobrecarga, la viga y la longitud del casco mantienen la relación 12 a 1 a medida que la viga y la longitud de la línea de flotación aumentan proporcionalmente. El bajo 1’2′′ calado del casco (a 45. 000 desplazamiento) hace posible un calado de bajío mientras que todavía da buena resistencia lateral debido a las amplias quillas y skegs. Esta baja profundidad del casco es posible porque los materiales y la construcción de alta tecnología, la larga eslora y el alojamiento relativamente modesto para un buque de estas dimensiones se suman a una embarcación muy ligera que desplaza poca agua por su eslora.

La construcción del casco utiliza un diseño de China de radio. Un diseño de chine radio es un diseño de chine duro donde la chine se ha sustituido por un semicírculo para suavizar el giro de la sentina. Este diseño tiene un diámetro de 2′ en el giro de las sentinas en todas las secciones que se intersectan con el chine. A pesar del gran radio de 2′, sólo el 2% del desplazamiento se ha eliminado de la versión china al suavizar el giro de las sentinas. La medición diagonal de esta área radiada es de aproximadamente un pie.

La sección «V» se lleva a popa derecha, asegurando que los cascos no se abofetearán incluso si están anclados en una calzada abierta. Los travesaños están bien metidos y la línea de nalgas de cuarto de viga sale en un ángulo muy bajo, lo que garantiza la velocidad a vela. Los arcos son estrechos en la línea de flotación, no tienen voladizo de proa, y sin embargo tienen mucha flotabilidad de reserva para evitar enterrar el arco de sotavento, porque la cubierta es mucho más ancha en la cubierta que en la línea de flotación en la proa.

Los ingenieros de la Oficina de Seguridad Marítima de la Guardia Costera de los Estados Unidos en Washington D. C. han inspeccionado minuciosamente este diseño durante 10 meses, y han aprobado el diseño, los escombros, la construcción, la plataforma y el equipo.

El casco y la cubierta se diseñaron según las normas de ABS Offshore Yacht, y las vigas transversales a Lloyd’s. Todos los planes y detalles cumplen con CFR 46.

(El Convenio SOLAS exime a los buques que transporten 12 o menos pasajeros en viajes internacionales, por lo que este diseño no necesita cumplir los requisitos del Convenio SOLAS.

Rendimiento & Seguridad

Hay compartimentos estancos en los cascos y flotación completa de espuma de poliuretano en la cubierta de puente que excede en gran medida el desplazamiento de crucero. El barco está diseñado para flotar alto fuera del agua, incluso si está completamente perforado o al revés.

Hay una excelente visibilidad de todo alrededor desde el timón.

Se especifica la dirección hidráulica de Kobelt.

El factor K de Bill Roberts de 3. 3 (que se rige por la relación DWL a BWL) predice una velocidad máxima de 26 a 26,5 nudos.

(Para los expertos: coeficiente prismático de .65. LCB 36. 25, LCF 35. 9, PPI por casco 1345#, Hull Draft 1’2′′ a 45. 000 desplazamiento, Huella Peso 19. 5 libras por pie cuadrado. catamaranes de crucero estándar son alrededor de 26 DWL/BWL de cascos, 12. 125. Bruce Número @ 45,000# 1. 38, Borrado aéreo 70′, Área de Vela a Disp. relación 30. 35 en 45. 000 desplazamiento, desplazamiento a la relación de longitud 78. 5 en crucero con tanques llenos, 61 barco ligero)

 

 

Velas y aparejos

Los mástiles no tienen estancias ni posibles fallas debido al estrés inoxidable o a la fatiga por corrosión.

El aparejo es un WingSail totalmente forrado, fácilmente arrecife y pelado.
La superficie máxima y de trabajo de la vela es de 2400 pies cuadrados (223 metros cuadrados).

La plataforma de biplano es totalmente autoadhesiva y no requiere cabrestantes de chapa, a pesar de su gran área de navegación, debido a su diseño equilibrado y compra de 7 a 1 chapa. Debido a que la vela se puede hacer como paneles separados, que pueden fijarse a las barras en lugar de entre , y debido a que no tiene corte en ella (el barro que proviene de las barras con bisagras), no se necesita ningún fabricante de vela.

Otra ventaja de dar a la plataforma su abatimiento con bisagras de bateo es que el calado de la vela no se ve afectado por la curvatura del mástil, lo que ha sido un problema para combinar velas de estilo Marconi con mástiles no estacionados. Esta plataforma ahorra al constructor entre un 25% y un 33% del coste de construcción del barco.

Utiliza la lámina Clark Y, recomendada en un artículo del científico aerodinámico y marinero de casco múltiple, Tom Speer.

Esta plataforma es tan meteorológica como un catamarán de quilla fija puede aprovechar, y el uso de la disposición de biplano significa que las velas no se enrollarán entre cuando se ejecute contra viento. En un tramo de haz, la vela de barlovento se afloja más que una vela principal de marconi, la vela de lee se endurece en más de una vela principal de marconi, y forman, en efecto, una sola capa de aire cuando se ve en visión general. Esta plataforma es capaz de atravesar al menos 90 grados, y los catamaranes de crucero raramente pueden hacerlo.

Cachalote diseno

Motores

Los motores están instalados en sus propias y espaciosas salas de máquinas, donde se aíslan sus ruidos y humos.
Los motores que hemos elegido son Deere 4045TFM-135 hp. (M3) Los motores de 4 cilindros funcionan a 2/3 de su velocidad nominal (106 hp. cada uno), lo que empujaría el barco a 13. 5 nudos a 45. 000 de desplazamiento, y hasta 10. 8 nudos si el barco estuviera sobrecargado a 68. 000 libras de desplazamiento. Los motores Deere entre ellos utilizarían 5,2 galones por hora a 1800 rpm, aunque pueden utilizar hasta casi 8 GPH cada carrera a fondo. El funcionamiento de un motor Deere sólo a 1800 rpm. (una práctica común en catamaranes) empujaría el buque a 9. 5 nudos a 45. 000 desplazamientos, quemaría 2. 55 GPH, y daría un alcance de aproximadamente 1500 millas. (Hay 440 galones de tanque diesel debajo de las suelas de la cabina. ) Se dice que estos motores duran 20. 000 horas.

Con estos motores Deere, ZF 63A 2. 05 a 1 transmisiones daría el barco 23′′ hélices de diámetro. Luke emplumado hélices sería la opción para los accesorios, situados delante de los timones equilibrados que están totalmente protegidos por palos y puntales de montaje de timón. Utilizaríamos filtros de combustible Racor 500MA con casquillos de bronce y filtros de agua de refrigeración, y silenciadores elevadores de fibra de vidrio situados de manera que no puedan inundar motores bajo ninguna circunstancia.

 

Bridgedeck

El puente contiene dos cabinas, la cocina y el salón.

Cada cabaña tiene una cama queen-size y su propio baño privado y lavabo. Hay una ducha compartida entre las dos cabinas.
La cocina tiene nevera, cocina de propano, fregadero y lavavajillas eléctrico.

El Salón es lo que es tan poco qiue sobre este diseño. Mide aproximadamente 12 pies (3. 7 metros) por 20 pies (6 metros). El Salón es donde vamos a comer, por lo que debe acomodar a 14 personas cómodamente en las mesas. Pero también es donde queremos que todo el grupo pueda reunirse en un círculo, ver películas, bailar, tener un taller, estar alrededor, etc.

Por lo tanto, las mesas de comedor se pueden desmontar y guardar fuera del camino el mismo tipo de diseño que en muchas autocaravanas y remolques de viaje, con soportes de acero inoxidable que se deslizan hacia un recipiente en el suelo. Las sillas serán apilables y guardables en un compartimento situado a la izquierda de la rueda interna.

Alrededor del Salón hasta la proa, estribor y puerto hay ventanas de 3 pies cuadrados que se abren y se colocan en la parte superior de los cascos, permitiendo que el Salón esté completamente abierto al exterior cuando el clima lo permita. El techo del Salón también será lo suficientemente fuerte para albergar a diez personas para tomar el sol, reunirse o dormir.

Cachalote puente y cabinas

Cabinas de casco

Los dos cascos serían virtualmente idénticos.

Cada casco tendría dos cabinas dobles con camas de matrimonio (60′′x 80′′, 153 cm x 200 cm). Ambas cabinas dobles tendrían cabeceras privadas con inodoro, lavabo y ducha. La entrada a ambas cabañas se realiza por las escaleras desde el salón de cubierta puente; por lo tanto, el acceso a cada cabaña está protegido de las inclemencias del tiempo.

En la proa de cada casco hay una sola cabina. Hay la posibilidad de tener un fregadero / inodoro combinado también en esta cabina. Sin embargo, el acceso a esta cabina se realiza a través de una escotilla exterior, por lo que es más adecuado como cabina de tripulación que como cabina de invitados.

Cada casco alberga un motor, así como un depósito de combustible, un depósito de agua, un depósito de aguas residuales y un macerador debajo de las suelas de la cabina.

Paneles solares

Sobre el puente exterior habrá una sombra fija de aproximadamente 2′ x 8′, lo suficientemente grande como para montar dos paneles solares KCM85 en la parte superior, por ejemplo. Según Kyocera (el fabricante), estos dos paneles podrían producir un máximo de 170 vatios (17,4 voltaje nominal y 5,02 corriente nominal).

Mencionamos a Kyocera porque afirman que «no todos los paneles solares son creados iguales, especialmente en aplicaciones marinas. La mayoría de los paneles fotovoltaicos solares de menor costo están diseñados para su uso en aplicaciones residenciales. Tenga en cuenta que estos paneles no sobrevivirán cuando se instalen en un recipiente o cerca del agua, ya que se delaminarán, corroerán o deteriorarán, y el fabricante no garantizará su producto en consecuencia. Nuestra familia KYOCERA de paneles solares KCM ha demostrado un funcionamiento exitoso y fiable a lo largo de los años en un entorno marino y está respaldada por la garantía de fábrica. La caja de empalme es resistente al agua, y suministramos a cada unidad conectores de cable estancos especiales, sin dejar nada al azar». (Sitio web de Kyocera)

Sin embargo, Solarland ofrece un panel muy similar en su modelo SLP85-12 a un precio ligeramente más barato. (Solarland sitio web)
Y el Sunware SOR70 069 ofrece un poco menos de potencia, pero afirma que «funciona más frío» y «tiene la mayor relación potencia/superficie de los paneles semiflexibles del mercado». (Aunque nuestro techo de sombra es fijo y rígido, nos preguntamos si existe alguna ventaja para un panel semiflexible (3 cm sobre 1 m) de todos modos. (Sitio web de Sunware)

Esperamos escuchar de cualquier persona con experiencia en estos paneles solaresespecialmente en términos de funcionamiento, fiabilidad y mantenimientoque nos ayude a tomar nuestra decisión. Por favor envíenos un correo electrónico.

 

Generadores eólicos

Queremos dos generadores eólicos (para la redundancia, en particular). Podrían fijarse al techo de sombra sobre el puente exterior en las dos esquinas de popa, o montarse en el borde exterior de cada casco en la viga trasera.
Por todo lo que leemos, Southwest Windpower es el líder indiscutible en el campo con su modelo Air Breeze. (Sitio web de Air Breeze)

Pero ¿qué pasa con el generador de accionamiento directo D400 de Trans Marine (sitio web de Trans Marine), o el Rutland 913 de Marlec (sitio web de Marlec)?

Lo que también parece interesante es el Forgen 500NT de Goodridge Engineering, sin cuchillas giratorias, funcionamiento súper silencioso y sin necesidad de desconectar con viento fuerte. Pero también hemos leído algunas críticas cuestionables.

¿Y hay alguna ventaja en comprar un kit híbrido viento/solar, por ejemplo con un aerogenerador Air Breeze o Rutland 913 y dos paneles solares Kyocera KCM 85? (ofrecido por eMarine Systems)

Realmente nos gustaría que nos dijeran algo de retroalimentación. Por favor envíenos un correo electrónico.

 

Desalinador

No hay duda de que queremos capacidad de desalinización de ósmosis inversa en el Cachalote, capaz de producir alrededor de 400 galones (1500 litros) por día. Obviamente, eso es más de 14 personas necesitarían, pero también esperamos hacer funcionar los motores de la nave con agua / hidrógeno (ver abajo), por lo que queremos estar preparados desde el principio.

Las preguntas son:

1. ¿Qué fuente de energía (AC, DC, solar) funciona mejor?

2. ¿Cuáles son los requisitos de mantenimiento?

3. ¿Son realmente necesarios dos desalinizadores para la redundancia, o basta con tener uno con un buen suministro de piezas de repuesto?

4. ¿Qué marca es la mejor desde el punto de vista de funcionamiento, eficiencia, producción, peso, tamaño, mantenimiento, etc. ?

Hasta ahora hemos hecho sólo un poco de investigación suficiente para descubrir una amplia gama de opciones por ahí. Por ejemplo. . .

Village Marine Tec. tiene una impresionante historia galardonada, incluyendo el trabajo con la Marina de los Estados Unidos. También afirman «crear el placer más tranquilo y los fabricantes de agua comercial en el mercado. » VMT ofrece lo que ellos llaman sus modelos «Sea Quencher», «diseñados por navegantes para navegantes. » El modelo SQ 200 utiliza 12/24 DC o 110/220 AC y produce 192 galones (720 litros) por día. ¿Hay alguna ventaja en tener la opción conmutable entre AC y DC? (Sitio web de Village Marine)

El Spectra Newport 400 MKII promociona su eficiencia energética (supuestamente un tercio de la energía requerida por otros sistemas), funcionamiento a dos velocidades, sistema único de retrolavado y soporte en todo el mundo. (Sitio web de Spectra)

Admitimos que no tenemos experiencia con ningún tipo de sistemas de desalinización en un buque, y esperamos que otros compartan con nosotros sus experiencias (especialmente con las marcas y modelos mencionados anteriormente) y sus sugerencias.

Invitamos a su aporte. Por favor envíenos un correo electrónico.

 

Motores de hidrógeno/agua

Nuestro objetivo final es que los motores del Cachalote funcionen con agua en lugar de combustible a base de petróleo o incluso biodiesel. Esto significaría convertir los motores para utilizar la tecnología de hidrógeno a demanda, fracturando el agua desalinizada en hidrógeno y oxígeno.

Obviamente, esta tecnología está todavía en fase de desarrollo, aunque ya se han producido algunos avances, el gas de Brown (Brown’s gas), como y el controvertido trabajo de Stanley Meyer. Según la Wikipedia, Stanley Meyer «afirmó que un automóvil [motor] equipado con el dispositivo podría utilizar agua como combustible en lugar de gasolina. La pila de combustible supuestamente divide el agua en sus elementos componentes, hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se quemaba para generar energía, un proceso que reconstituía las moléculas de agua. Según Meyer, el dispositivo requería menos energía para realizar la electrólisis que el requerimiento mínimo de energía predicho o medido por la ciencia convencional. »

Parte de nuestro sueño es que la investigación en esta área se lleve a cabo en nuestra base terrestre, con el propósito no comercial de dirigir nuestra nave.

Si usted tiene una buena y sólida aportación tecnológica en motores hidráulicos, por favor contáctenos.

 

Redundancia

Básicamente, queremos dos de todo, por seguridad, y seguir funcionando «normalmente» si uno falla. Tenemos dos cascos, dos mástiles, dos velas, dos motores, dos tanques de combustible, dos tanques de agua, dos tanques de aguas residuales, dos ruedas independientes y un sistema de navegación de reserva.

Los tanques de combustible, los tanques de agua y los tanques de alcantarillado estarían todos conectados de manera que, si uno falla, el contenido podría ser utilizado o transferido del otro.

También queremos dos desalinizadores (¿quizás?), dos paneles solares, dos generadores eólicos y dos maceradoras.

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