Biomimetica Computacional

Quilla RADICAL

150 mm de altura con 3 patrones biomimeticos completos: tuberculos en borde de ataque, serraciones en borde de salida y microcanales superficiales. Perfil NACA 6410 validado con CFD OpenFOAM (k-omega SST). CL maximo de 0.3442, +385% vs FCS M-5. Fabricacion aditiva en 5 tallas con nucleo gyroid opcional.

RADICAL

vs FCS M-5

Comparativa CFD OpenFOAM, solver simpleFoam (k-omega SST), V=7.5 m/s, malla coarse. RADICAL v3 L (H=150 mm) vs FCS M-5 (H=115 mm, NACA 0012, rake 20°, sweep 3°). Mismas condiciones para ambas quillas.

Metrica	RADICAL v3	FCS M-5	Mejora
CL max	0.3442	0.0709	+385%
L/D max	15.3	3.8	+303%
Lift a 15°	148.8 N	36.6 N	+307%

Especificaciones

Geometria

Altura 150 mm

Base (cuerda) 115 mm

Punta (tip chord) 57.5 mm

Rake 15°

Sweep 5°

Twist punta 0.0° (sin twist)

Perfil NACA 6410 (camber 6%, thickness 10%)

Area superficial 305.1 cm² (talla L)

Tip chord ratio 0.5

Biomimetica Tuberculos + Serraciones + Microcanales

Material PA-CF + epoxi + fibra de carbono

Sistema FCS II

Mejores numeros puntuales

CL maximo

CL de 0.3442 a 15° de ataque. +385% vs FCS M-5 (CL 0.0709). El perfil NACA 6410 con camber del 6% genera sustentacion muy superior al 0012 simetrico.

Eficiencia maxima

L/D de 15.3 a 15°, el triple que la FCS M-5 (L/D 3.8). La biomimetica completa mantiene el flujo adherido a angulos elevados.

Sustentacion temprana

104.2 N de lift a 5° de ataque. La FCS M-5 genera solo 12.8 N en las mismas condiciones. El camber + biomimetica producen lift muy superior desde angulos bajos.

Features biomimeticos

3 patrones de ingenieria natural

Cada feature esta parametrizado, simulado y optimizado para esta quilla. No son decorativos — su contribucion individual al rendimiento esta validada con CFD.

RADICAL — patrones biomimeticos: tuberculos, serraciones y microcanales

Los 3 patrones de ingenieria natural integrados en la geometria: tuberculos en borde de ataque (Megaptera), serraciones en borde de salida (Bubo) y microcanales superficiales (Carcharodon).

Tuberculos LE

Megaptera novaeangliae

Amplitud 4.0 mm, 5 ciclos en el borde de ataque. Retrasan el stall y mejoran el control a altos angulos de ataque. Patron sinusoidal parametrizado.

Serraciones TE

Bubo virginianus

Amplitud 6.0 mm, 6 ciclos en el borde de salida. Reducen el ruido hidrodinamico y mejoran la eficiencia de la estela. Patron en diente de sierra.

Microcanales

Carcharodon carcharias

Amplitud 0.5 mm, 8 canales por cara. Reducen la friccion superficial en regimen turbulento. Microcanales longitudinales alineados con el flujo.

CFD

Simulacion OpenFOAM

CFD con OpenFOAM, solver simpleFoam (turbulento k-omega SST), malla coarse. Fluido: agua salada a 7.5 m/s. Comparativa directa RADICAL v3 L vs FCS M-5 en identicas condiciones.

Simulacion CFD RADICAL — curvas de lift y drag por angulo de ataque

RADICAL v3 L (H=150, B=115, NACA 6410, rake 15°, sweep 5°)

Angulo	Lift (N)	Drag (N)	CL	CD	L/D	vs M5 Lift	vs M5 L/D
5°	104.2	13.2	0.2409	0.0305	7.9	+714%	+229%
10°	120.9	10.6	0.2795	0.0245	11.4	+408%	+256%
15°	148.8	9.7	0.3442	0.0225	15.3	+307%	+303%

FCS M-5 de referencia (H=115, B=110, NACA 0012, rake 20°, sweep 3°)

Angulo	Lift (N)	Drag (N)	CL	CD	L/D
5°	12.8	5.3	0.0247	0.0102	2.4
10°	23.8	7.5	0.0461	0.0145	3.2
15°	36.6	9.7	0.0709	0.0188	3.8

CL max RADICAL v3: 0.3442 vs M5: 0.0709 — +385%. L/D max RADICAL v3: 15.3 vs M5: 3.8 — +303%. Resultados promisorios. Pendiente: validacion con malla media y CFD fino.

CFD RADICAL — visualizacion de estela y distribucion de presion

Fabricacion

Fabricacion aditiva

Impresion 3D en PA-CF (nylon con fibra de carbono) o PETG. Laminado opcional con epoxi + fibra de carbono (200 g/m², 2 capas por cara). Nucleo TPMS gyroid opcional para reduccion de peso. Juego thruster completo (R/L/C) con marcaje tactil en pestana FCS II.

Talla	Altura (mm)	Base (mm)	Espesor (mm)	Area (cm²)	Vol. nucleo (cm³)	PETG (g)	PA-CF (g)	PETG +lam (g)	PA-CF +lam (g)
S	125	138.3	22.24	231.25	57.41	72.9	70.0	90.8	88.0
M	140	152.6	24.79	288.65	82.01	104.1	100.0	126.5	122.4
L	150	152.9	25.67	305.12	87.20	110.7	106.4	134.4	130.0
XL	170	182.8	32.07	397.57	132.71	168.5	161.9	199.4	192.7
XXL	185	200.4	34.81	473.25	173.53	220.4	211.7	257.1	248.4

Base = envergadura total incluyendo caja FCS II + filete NACA. PETG: 1.27 g/cm³, PA-CF: 1.22 g/cm³. Laminado: +0.5 mm epoxi + fibra de carbono a 1.55 g/cm³ (200 g/m², 2 capas por cara). Nucleo TPMS gyroid opcional: -30% a -40% de peso.

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