Greutate și flotabilitate

Calcularea greutății navei și a volumului de flotabilitate

Într-o fază incipientă a proiectării, greutatea navei este estimată ca sumă a greutăților încărcăturii, corpului navei, accesoriilor, echipamentelor, mașinilor de propulsie și auxiliare, sistemelor de conducte, echipamentelor electrice și electronice, combustibilului, apei, proviziilor de consum, pasagerilor și echipajului, plus o marjă de câteva procente pentru greutățile care sunt subestimate. Într-o etapă ulterioară, greutățile sunt calculate cu mai multă precizie sau sunt luate din greutățile reale ale unor elemente similare. În multe cazuri, estimările de greutate sunt revizuite în mod constant pe măsură ce se avansează în proiectare pentru a evita o supraponderabilitate finală care ar putea afecta în mod serios performanțele navei.

.

Volumul subacvatic al navei în curs de proiectare trebuie să fie adecvat nu numai pentru a deplasa o greutate de apă care să susțină întreaga navă, dar trebuie să fie astfel dispus în lungime, lățime și înălțime și astfel conturat în fiecare parte încât toate celelalte cerințe de exploatare și de arhitectură navală să fie îndeplinite. Atunci când nava este construită și complet încărcată, trebuie să plutească la nivel și în poziție verticală la linia de plutire proiectată (indicată de obicei printr-o linie Plimsoll).

În timp ce părțile subacvatice și supraacvatice ale corpului navei sunt modelate, arhitectul naval verifică permanent greutățile estimate și volumele de flotabilitate calculate, precum și produsul dintre aceste greutăți și volume înmulțite cu distanțele orizontale la prova și la pupa sau „brațele de moment” ale fiecăruia față de planul vertical transversal de referință la mijlocul lungimii. Aceste produse sunt cunoscute sub numele de greutatea longitudinală și momentele de flotabilitate.

Pentru a efectua aceste operațiuni în mod sistematic, corpul submarin este împărțit în segmente prin planuri transversale imaginare numite stații. Pot exista 10 astfel de segmente pentru o barcă, 40 sau mai multe pentru o navă mare. Volumul fiecărui segment este calculat împreună cu poziția centrului de volum pentru fiecare dintre ele. Momentele de volum din față și din spate se calculează apoi în același mod ca și în cazul momentelor de greutate din față și din spate. Prin însumarea volumelor segmentelor individuale se obține volumul total al corpului navei subacvatice. Se estimează apoi pozițiile din față și din spate ale centrelor de greutate ale grupurilor de greutate individuale. Se fac sume separate ale momentelor acestor grupuri de greutate în fața și în spatele axei centrale. Împărțind volumul total al corpului subacvatic la volumul pe unitate de greutate al apei dulci, salmastre sau sărate în care urmează să navigheze nava, se obține greutatea apei deplasate. Aceasta trebuie să fie egală cu greutatea totală pentru ca nava să plutească la linia de plutire proiectată. Momentul de greutate netă, în fața sau la mijlocul lungimii, se împarte la greutatea totală pentru a obține distanța la care centrul de greutate (G) se află în fața sau la mijlocul lungimii. Aceeași operațiune pentru momentele de volum dă poziția din față și din pupa a centrului de flotabilitate (B).