Los constructores de cometas han instalado durante décadas varias cometas en una sola línea de control, formando un tren de cometas en el aire que generalmente se vuela en condiciones de viento suave. Los aficionados han adaptado cometas sin marco a la propulsión de tablas de surf. Se han adaptado cometas sin marco a gran escala para propulsar embarcaciones utilizando vientos cruzados y alisios, y existe la posibilidad de adaptar dichas cometas a trenes para proporcionar propulsión a las embarcaciones.

Introducción

La historia de la propulsión de embarcaciones basada en cometas se remonta a varios cientos de años, cuando se utilizaban cometas con estructura para remolcar embarcaciones en distancias cortas, cuando la dirección del viento era la adecuada. En aquella época, los marcos de las cometas se hacían de bambú atado con hilo de cáñamo o seda. Se utilizó seda tejida como material de vuelo y hilo de cáñamo como hilo de remolque. La idea de instalar varias cometas a lo largo de una sola línea también se remonta a hace siglos, incluso para remolcar pequeñas embarcaciones en distancias cortas a través de mar abierto.

Actualmente se utilizan cometas individuales, grandes y sin marco, para ayudar en la propulsión de embarcaciones, generalmente navegando paralelas a un viento alisio en el caso de embarcaciones grandes, o perpendiculares a los vientos cruzados, como sería el caso de cruceros de pasajeros y embarcaciones turísticas. Un precedente que involucra trenes de cometas hechas de bambú y seda sugiere una adaptación de cometas grandes sin marco para la propulsión de embarcaciones modernas. Los problemas relacionados con la operación del tren de cometas girarían en torno al almacenamiento de las cometas cuando los barcos están en el puerto, lanzar el tren de cometas y retraer el tren de cometas al acercarse al puerto de destino.

Desarrollo futuro

Uno de los desafíos de la investigación implicaría el almacenamiento, lanzamiento y retracción de trenes de cometas de gran tamaño sin marco, mientras que otro desafío giraría en torno al desarrollo de un material de amarre adecuado, liviano y de alta resistencia, capaz de soportar condiciones climáticas severas en el océano. Si una sola cometa puede ofrecer el 2% de las necesidades de propulsión de la embarcación, la investigación debe establecer si un tren de 10 cometas en elevaciones progresivamente más altas, entre 3000 y 5000 pies, podría proporcionar hasta el 20% de las necesidades de propulsión de la embarcación. Sería necesaria la iluminación nocturna de los trenes de cometas para alertar a los aviones pequeños que vuelan a baja altura.

Tomando prestado de la historia marítima, los clíperes de un siglo pasado transportaban el comercio internacional navegando paralelo a los vientos alisios e impulsados ​​principalmente por ellos. La tecnología moderna permite a las embarcaciones propulsadas por viento utilizar energía eólica más potente que sopla a más del doble de velocidad, a más de 3.000 pies de altura y ofreciendo muchas veces la fuerza de tracción. Acceder a la energía eólica a gran altitud que sopla al doble de la diferencia de velocidad entre la velocidad del viento y la velocidad del barco ofrecería el potencial de ocho veces la potencia de un viento alisio paralelo. Habría potencial para instalar múltiples trenes de cometas en el espacio entre mástiles para convertir la energía de los vientos cruzados en energía propulsora.

Requisitos de materiales

Las cometas ensambladas en trenes aéreos para propulsión transoceánica deberán combinar alta resistencia con peso ligero, ser impermeables, resistentes a la radiación ultravioleta solar y soportar operaciones repetidas en condiciones climáticas severas durante muchos años, utilizando textiles sintéticos como Kevlar y vidrio tejido. tejido de fibra. Si bien las cometas infladas por el viento sin marco se han fabricado con tela de nailon y tela de poliéster, la exposición repetida y prolongada a la radiación solar ultravioleta eventualmente romperá los enlaces químicos que mantienen intacta dicha tela.

Correas livianas, de resistencia ultraalta y resistentes a la intemperie conectarían pilas de cometas de gran tamaño en el aire con las cubiertas de los barcos. Varias correas hechas de cualquier tejido de Kevlar, fibra de vidrio o carbono probablemente serían adecuadas para aplicaciones de remolque de embarcaciones.

Super-cometas

Los entusiastas y aficionados a las cometas han desarrollado cometas controladas por múltiples correas, lo que permite a un operador desde tierra ajustar la inclinación y el ángulo en relación con la dirección del viento para mover la cometa hacia los lados o verticalmente. Si bien la mayoría de las súper cometas incluyen un marco, las súper cometas sin marco deberían constituir la base de la futura propulsión de embarcaciones. Al navegar paralelo a los vientos alisios, el ancho del barco determinaría cuántos trenes de cometas paralelos arrastrarían el barco.

Navegar con viento cruzado permite la instalación de trenes de cometas a lo largo de una embarcación, con una separación equivalente a la separación entre mástiles en un barco de vela impulsado por el viento. Puede haber posibilidades de experimentar con un catamarán de eslora extendida basado en canoas, que involucre múltiples cometas destinadas a la propulsión de tablas de surf e instaladas con espacio entre mástiles en trenes de cometas paralelos a lo largo de la embarcación, con hasta 10 cometas por atadura.

Lanzamiento y recuperación

Cuando un barco está en puerto, las pilas de cometas de propulsión deberían retraerse y guardarse en un área de almacenamiento, tal vez dentro de una extensión construida en la región superior de la proa. Los remolcadores trasladarían el barco desde el muelle y desde el área de la terminal portuaria, donde se podrían desplegar cometas y lanzarlas hacia el cielo. Las ataduras se desenrollarían de carretes de tambor que podrían coordinarse para ajustar el ángulo de inclinación de la cometa y la elevación del vuelo. La velocidad del viento y la resistencia a la tracción de la correa determinarían la elevación del vuelo.

Al acercarse a los puertos de destino, el reajuste del ángulo de inclinación de la cometa reduciría la elevación del vuelo y permitiría enrollar las ataduras. La combinación de recuperación, plegado y almacenamiento de la cometa requeriría un procedimiento paso a paso que involucraría una cometa a la vez. La maquinaria basada en cubierta necesitaría conectarse repetidamente a cada correa aguas arriba de cada cometa para permitir el paso de cada cometa en la pila. El proceso probablemente tomaría de 2 a 4 horas dependiendo de la cantidad de cometas sin marco de gran tamaño en la pila, que podría llegar a 50 cometas.

Conclusiones

Se han utilizado cometas y trenes de cometas pequeñas para remolcar embarcaciones pequeñas a distancias cortas en Asia, cuando los vientos eran adecuados. En teoría, es posible que los trenes de cometas o las pilas de cometas obtengan acceso a suficiente potencia de propulsión para impulsar embarcaciones grandes. La principal limitación serán las ataduras o cables de remolque que deberán combinar una inmensa resistencia a la tracción con un peso reducido y una vida útil prolongada en condiciones climáticas adversas repetidas, a un costo competitivo.

Imagen superior cortesía John Vetterli / CC BY SA 2.0