Zachary Campeau (izquierda), el ingeniero eléctrico principal del laboratorio de hidrodinámica marina, y Jason Bundoff (centro), el ingeniero principal del laboratorio, discuten el rendimiento del modelo con Matthew Collette (derecha), profesor de arquitectura naval e ingeniería marina. Crédito: Marcin Szczepanski/Universidad de Michigan
Tomando prestados de los submarinos de conformidad con drogas, los ingenieros de Michigan están ayudando a la Marina a diseñar barcos autónomos que se mezclen con la superficie del océano.
El arco afilado de un barco modelo de casi 10 pies de largo apuntó hacia el tanque de remolque de 360 pies en el Laboratorio de Hidrodinámica Marina de Aaron Friedman. Si bien el elegante cuerpo amarillo del modelo era típico, su posición en el agua era poco ortodoxa. La cubierta era casi paralela a la superficie del agua. Solo unas pocas pulgadas del casco estaban secas.
Cuando la cubierta de un barco de metal se encuentra tan baja, se mezcla fácilmente con el agua circundante y literalmente se esconde detrás de las olas. Tales buques de bajo perfil han sido utilizados por los traficantes de drogas para mover la cocaína encubierta durante más de 20 años.
En una plataforma a unos pocos pies, los ingenieros prepararon el modelo para un crucero de prueba por el tanque. El Departamento de Defensa ha financiado las pruebas de los ingenieros de Michigan con la esperanza de que puedan ayudar a sacar una espina de los lados de la Guardia Costera y la Marina, y convertirlo en una bendición. La Guardia Costera y la Marina quieren mejorar sus métodos para detectar embarcaciones de bajo perfil, y la Marina espera diseñar sus propias versiones autónomas que podrían ejecutar misiones de reabastecimiento sin poner en riesgo la vida de los marineros. UM es una de las pocas universidades estadounidenses con las instalaciones para ayudar.
Crédito: Marcin Szczepanski/Universidad de Michigan
“Los traficantes de drogas están haciendo estos buques para su propio uso. No están preocupados por modelar la hidrodinámica y hacer modelos de ingeniería pública”, dijo Eric Gimple, un reciente graduado de maestría en arquitectura naval e ingeniería marina y asistente de investigación que trabaja en el proyecto.
“Realmente no tenemos información sobre estos buques más allá de un par de pequeños proyectos”, dijo Gimple. “Podemos establecer una línea de base construyendo y probando un modelo físico”.
Para probar su modelo, que era aproximadamente seis veces más pequeño que un recipiente real, los ingenieros lo cargaron con diferentes cantidades de carga y lo apretaron a través de olas de diversos tamaño y complejidad. Sus experimentos revelan cómo se comporta el recipiente en diferentes tipos de ondas, así como en las ubicaciones óptimas para los sensores que una nave autónoma necesita para pilotarse.
Para Gimple, el trabajo no se trata solo de ingeniería, sino de honrar a su padre, el capitán Matthew Gimple. Antes de que el Capitán Gimple se retirara de la Guardia Costera en 2019, ayudó a capturar submarinos de bajo perfil, incluida la primera que la Guardia Costera siempre detenida en el mar.
La Guardia Costera de los Estados Unidos detiene su primer Narco Sub en el mar. Debido a que era la primera vez que la Guardia Costera observaba el rumoreado tipo de embarcación en acción, lo apodaron Bigfoot. Crédito: Matthew Gimple y la Guardia Costera de los Estados Unidos.
“Mi papá regresó con todas estas historias salvajes sobre cómo está en el mar, deteniendo las drogas y ayudando a la gente”, dijo Gimple, quien también sirvió en la Guardia Costera durante siete años antes de estudiar la ingeniería en UM. “Estaba realmente orgulloso de seguirlo a la Guardia Costera. Entonces, pensé que era un ajuste bastante fortuito que el tipo de recipiente que me contó mi padre sería algo que podría investigar”.
Para sus experimentos, los ingenieros colocaron el barco modelo al carro del tanque, una plataforma grande y con ruedas que mueve modela el tanque en un conjunto de rieles de acero que flanquean el tanque. El modelo estaba conectado al carro con un mástil de metal. Los sensores de fuerza en el mástil midieron cuán fuertemente el agua resistió el movimiento hacia adelante del barco. Los ingenieros también encendieron láseres, señalándolos en el centro y la popa del modelo para medir cómo el barco podría rockear y bob.
Una vez que todo estaba en la posición adecuada, Jason Bundoff, ingeniero principal en el Laboratorio de Hidrodinámica Marina, aplaudió para marcar el comienzo de su prueba como un equipo de filmación que usa un tablero de choques. Un sonido mecánico de zumbido rallado contra los tímpanos de los ingenieros cuando una paleta de acero en el extremo más alejado del tanque comenzó a agitarse en el agua. Las olas rugieron la superficie de vidrio, imitando el océano. Poco más de un minuto después, las olas llegaron a la nave modelo, y el ingeniero de proyectos Jim Smith disparó los motores eléctricos del carruaje.
El carruaje sacó la nave modelo y el equipo de ingeniería hacia adelante a casi cuatro millas por hora, coincidiendo con el comportamiento de una embarcación de tamaño completo que movía ocho nudos.
Los vasos convencionales habrían avanzado a través del agua, rompiéndolo en olas y spray marino. Pero el modelo era tan delgado y cerca de la superficie que cortaba el agua como la mantequilla, creando una onda de arco sin salpicaduras que parecía una onda suave cerca de la parte delantera de la nave. A medida que la nave cortaba más olas, el agua se derramó sobre la cuestionario de fantasma, cubriéndola en una capa delgada que fluía a lo largo de la cubierta antes de separarse en un break de onda cerca del mástil central.
“Es fascinante cómo las olas están pasando sobre la cubierta tan bien”, dijo Matthew Collette, profesor de arquitectura naval e ingeniería marina y el principal investigador del proyecto. “La ubicación de esa rota de onda puede ser realmente importante. Es posible que si lo empujamos hacia adelante, podríamos reducir la carga en la cubierta manteniéndola más seca”.
Las carreras adicionales descubrieron más sorpresas: el bote a veces se balanceaba más duro que las olas rodadas. Es probable que la inestabilidad sea causada por la pequeña cantidad de espacio estancado por encima de las olas, que normalmente crea flotabilidad de reserva que equilibra el barco. El siguiente paso son las simulaciones por computadora que extrapolan sus mediciones a los mares más tormentas y los tamaños de recipientes más grandes, que la Marina puede usar en futuros diseños.
“Ha sido interesante tomar esto que solo ha sido perjudicial para el país e intentar encontrar un uso positivo para ello”, dijo Gimple.
Proporcionado por la Universidad de Michigan
Cita: El casco de barco sigiloso atraviesa olas como Butter (2025, 23 de junio) Recuperado el 23 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-stealthy-ship-hull-butter.html
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