Análisis de Propulsión

El Sistema de propulsión proporcionado por el DIHA, será según el siguiente esquema:

Los objetivos a cumplir son:

Maximizar el desempeño y Predecir el tiempo (5m).

Luego debemos ser capaces de convertir la mayor parte de la energía potencial almacenada en el tanque de agua a energía cinética que posea nuestra embarcación.

Esto lo modelaremos como conservación de cantidad de movimiento o impulso.

Según la ecuación de Impulso:

Esto implica que se debe conservar la cantidad de movimiento para cada instante.

En mecánica newtoniana, el impulso se expresa como la masa por la velocidad.

Luego como en nuestra modelación la masa no se pierde, la única variable a considerar será la variación de velocidad del chorro antes y después del impacto.

Luego debemos considerar un volumen de control que acote nuestro sistema, elegimos el lugar donde impactará el chorro, nuestra placa.

Asumiendo régimen permanente, líquído ideal y que las velocidades de entrada y salida son similares.

Hacemos equilibrio de fuerzas sobre el sistema y desarrollando con las expresiones de fuerza:

Luego es claro que para maximizar esta expresión debemos hacer alpha = 1. Esto físicamente implica que debemos tratar de que todo el liquido de salida salga en sentido contrario pero en la misma dirección que el líquido que impacta desde el chorro.

∑ F placa = - ∑ F ext

Luego las posibles placas tentativas son las siguientes:

Concretamente entonces elegiremos una semi esfera, para que cumpla con nuestro análisis. Será sin la estructura central (semiesfera pura), para evitar comportamientos extraños del fluido en el impacto.