Přemýšlejte o nejkrásnější lodi, kterou jste kdy viděli, představovali si ji, nebo řekněme o té, která vás nejvíce zaujala. Není třeba připomínat, že jedním z prvků lodí, který nikdy nepřestane fascinovat, je – příď.
Přední část lodi je zčásti estetická a zčásti vědecká. Vaše loď se pohybuje v prostředí, které ve srovnání se vzduchem klade značný odpor. To nyní vyžaduje, aby konstrukce byla taková, aby složky odporu lodi byly co nejmenší. Zejména u lodí s plnějšími tvary se stávají významnými složky odporu proti lámání vln, zatímco lodě se štíhlým a více zakřiveným tvarem mají menší odpor proti vytváření vln.
Naštěstí je lze řídit tím, jak voda a vlny interagují s lodí při vjezdu na přídi. Příď lodi je místo, kde se přední část lodi poprvé dostává do kontaktu s vodou, pokud jde o vaši konstrukční vodorysku.
Příďová vlna
Podíváme-li se na různé dnes existující konstrukce přídě lodí, zdá se, že byla vyzkoušena většina možných tvarů a kombinace dvou nebo více z nich. Objevily se však i novější konstrukce a starší méně používané konstrukce byly často vyzkoušeny s určitými změnami po rozsáhlé analýze.
Všeobecně řečeno, některé typy konstrukcí luků jsou:
- Luk cibulovitý
- Normální luk bez cibule
- Další speciální luky
Plumb, Clipper a Spoon
Normální luk, jak bychom ho nazvali, se vyvinul ze svého předchůdce, kterým byl vertikální luk. Úhel, který svírá dřík lodi s vodoryskou, se nazývá náklon. Svislá neboli nezakřivená příď, která má rovnou hranu, se nazývá svislá příď. Tyto přídě mají kromě přídě X nebo obrácené přídě maximální vodorysku. Tato délka vodorysky umožňuje větší rychlost trupu.
Hrábě přídě se používají v kombinaci se vztlakovými klapkami (Vzpomínáte, jak jsem se zmiňoval o představě vaší lodi? Myslím, že nezapomeneš na tvar trupu protažený nahoře směrem ven, tomu říkáme flaring). Flaring má své výhody, například udržuje vodu mimo paluby a také zmírňuje náklonové pohyby. Některé hrabání také vytváří takzvané „deformační zóny“, které umožňují zabezpečení proti nárazu před tím, než se s ním ponořená část dostane do kontaktu. Z hlediska stability zvyšuje vztlakové centrum, což zase zvyšuje GM – jeden z pilířů stability lodi. Tradičně se jim říká Clippers.
Jak název napovídá, lžícová příď připomíná lžíci tím, že na linii dříku a paluby působí konkávním dojmem. Tyto tvary se často vyznačují zkosením a zakřivením na čáře ponoru, což vytváří jejich charakteristický vzor vlnobití a vnáší do obrazu odolnost proti vytváření vln.
Obrázek Credits: Ynhockey / Wikipedia
Bulbous Bow
Velmi známou jednotkou v příďových částech téměř všech námořních nákladních lodí a plavidel s plnějšími tvary je -Bulbous Bow. O tomto základním prvku dnešních konstrukcí lodí se říká, že byl spíše objeven než vynalezen. Vojenské vlečné zkoušky v USA ukázaly, že u modelu lodi, která má vypouštěcí trubku torpéda vysunutou dopředu, se také snížil odpor. První civilní lodě se objevily ve 30. letech 20. století.
Bulbous Bow se studuje pomocí vlastních tvarových charakteristik a ty se mohou objevit ve vašich výpočtech odporu a pohonu lodi, takže možná budete chtít zvážit některé z nich, jako je tvar průřezu, poměry ploch, délka výstupku a podobně.
Bulbovitá příď může snížit nárazy na loď a mít stejný účinek jako normální příď v zátěžovém stavu, pokud je použita ostře se zužující bulbovitá sekce. V závislosti na tvaru vaší lodi, jak je uvedeno výše, je také důležitá osa Bulb, protože ovlivňuje vliv vln při vjezdu, a pokud udržíte osu tak, aby se skláněla směrem dolů k zádi, umožní to lepší charakteristiky proudění. Lodě s plnějšími tvary mají velký odpor proti lámání vln a tento prvek, který vám ubírá na hnací účinnosti, lze výrazně snížit použitím cibulovité přídě s prudce se směrem dolů zužující vodorovnou rovinou. Tyto přídě také umožňují lepší rekuperaci energie lodním šroubem, protože se minimalizují energetické ztráty způsobené víry na přídi.
Parabolické a válcové přídě
Někdy konstruktéři zvažují navrhování plavidel s „tupými“ dříky na rozdíl od ostrého charakteru přídě. Zde je parabolická příď, která se podobá matematické křivce, parabole.
Nyní si vzpomeňte na středoškolskou matematiku, poloměrná osa elipsy je to, co by bylo nosníkem lodi. Někdy nestačí pro trup lodi navrhnout pouze parabolický tvar, musíte dbát na proudění kolem trupu a k tomu mu dát typický zaoblený tvar, jako má normální kulatý trup lodi. Parabolické přídě lze kombinovat se žárovkami, aby se zohlednil odpor proti lámání vln, protože ty jsou oblíbené u konstrukcí plnějšího tvaru a dnes se používají u lodí pro přepravu hromadného nákladu.
Odkaz na obrázek: Nejbližším příbuzným jsou válcové lodní přídě, které jsou rovněž navrženy pro plnější tvary na konstrukčních vodoryskách a jsou ideální pro použití v plně zatížených podmínkách. Válcové lodní přídě mohou mít minimální odpor proti vytváření vln, pokud jsou navrženy s patřičným důrazem na tupost tvaru a hrany dříku při různých ponorech.
Sekerová příď
Zatímco sekera dělá svou práci, štípe dřevo, nebo možná něco stejně samozřejmého, lodní příď nesoucí její podobu má své vlastní charakteristické vlastnosti. Tato konstrukce má obvykle svislou linii dříku spojenou s dlouhou, hlubokou a úzkou přední částí trupu, poněkud připomínající sekeru. Tento tvar umožňuje protínat vodu, díky čemuž loď snadno proplouvá vlnami s menším náklonem na rozdíl od normální přídě. Spodní část přední části trupu, nazývaná příď, zřídka vystupuje z vody, a proto je plavidlo také méně náchylné k nárazům.
Obrázek Credits: US Navy
Na druhé straně je třeba vzít v úvahu určité aspekty manévrování, plavidlo s přídí typu Axe Bow vyžaduje více pohybu kormidla, jak potvrzuje studium jeho hydrodynamických parametrů.
Image Credits: Damen.com
X-Bow: Generace obrácených přídí
Co říkáte na konstrukci, kde se příď vaší lodi a téměř větší část trupu jeví vzhůru nohama v porovnání s běžným kulatým trupem nebo některým z tvarů trupu, které na lodích běžně vídáte? Obrácená příď je úspěšným příkladem mezi oživenými technologiemi, které v jiné éře zastaraly.
Kredity: BoH/wikipedia.org
Tyto tvary trupu mají tu výhodu, že umožňují maximální délku vodorysky u lodí srovnatelné velikosti, což znamená nejvyšší možnou rychlost trupu. Stejně jako u přídě Axe mají tyto přídě menší rozstřikování vody při vjezdu a také menší náklonové pohyby a snížení slammingu je poměrně výrazné. To vytváří poměrně pohodlný zážitek pro posádku. Výrazně se také snižuje spotřeba paliva a tato příď může poměrně efektivně fungovat v pásmu středně velkých vln především proto, že větší část objemu lodi se nachází nad a před lodí, na kterou vlny přímo působí.
Tyto tvary trupu se také zdvojují jako paluby s ubytovacím prostorem pro personál. Použitelnost těchto konstrukcí pro stejnou úroveň zlepšení rychlostních ztrát na nejdrsnějším moři však musí být oblastí pokračující práce. Když to necháme stranou, tato plavidla se uplatnila v různých aplikacích, jako jsou plavidla AHTS (Anchor Handling Tug Supply), seismická plavidla, plavidla pro pokládku potrubí na moři a na moři, vrtné lodě a podobně.
Tyto jsou dnes nejčastěji používané konstrukce přídě lodí. S největší pravděpodobností bude mít každé plavidlo, které uvidíte, některou z konstrukcí, o nichž jste si právě přečetli.
Znáte některé další podstatné vlastnosti různých konstrukcí přídě, které se dnes používají v praxi?