Gândiți-vă la cea mai frumoasă navă pe care ați văzut-o vreodată, v-ați imaginat-o sau, să spunem, la cea care v-a captat cel mai mult imaginația. Este de la sine înțeles că o caracteristică a navelor care nu încetează niciodată să fascineze este – prova.
Partea cea mai importantă a navei este în parte estetică și în parte științifică. Nava dumneavoastră se deplasează într-un mediu care oferă o rezistență considerabilă în comparație cu aerul. Acum, acest lucru necesită ca designul să fie astfel încât componentele rezistenței navei să fie menținute la un nivel cât mai mic. În special, în cazul navelor cu forme mai pline, componentele rezistenței la ruperea valurilor devin semnificative, în timp ce navele cu o formă mai zveltă și mai curbată au o rezistență mai mică la formarea valurilor.
Din fericire, acestea pot fi controlate prin modul în care apa și valurile interacționează cu nava la intrarea în partea din față. Arcul navei este locul în care partea din față a navei intră pentru prima dată în contact cu apa, în ceea ce privește linia de plutire a proiectului dumneavoastră.
Unda de prova
Urmărind diferitele modele de arcuri de navă existente în prezent, se pare că au fost încercate majoritatea formelor posibile și o combinație de două sau mai multe dintre ele. Cu toate acestea, au apărut modele mai noi, iar modelele mai vechi, mai puțin utilizate, au fost adesea încercate cu anumite modificări după o analiză aprofundată.
Cu toate acestea, în linii mari, câteva dintre tipurile de design de arcuri sunt:
- Arcul cu bulb
- Un arc normal fără bulb
- Alte arcuri speciale
Plumbă, Clipper și Lingură
Un arc normal, așa cum l-am numi noi, s-a dezvoltat de la predecesorul său care era un arc vertical. Unghiul pe care îl face tija navei cu linia de plutire se numește rake. O prora verticală, sau fără raclă, care are o margine dreaptă, este cunoscută sub numele de prora cu plumb. Aceste arcuri au linia de plutire maximă, pe lângă un arc în X sau un arc inversat. Această lungime a liniei de plutire permite o viteză mai mare a corpului navei.
Bow rakes sunt folosite împreună cu flares (Vă amintiți că am menționat despre imaginarea navei dumneavoastră? Cred că nu veți uita forma carenei care se întinde spre exterior în partea superioară, aceasta este ceea ce numim flaring). Flaring-ul are propriile sale beneficii, cum ar fi menținerea apei în afara punților și, de asemenea, ușurează mișcările de tangaj. De asemenea, unele raclete stabilesc ceea ce se numește „zone de deformare”, permițând siguranța împotriva coliziunilor înainte ca partea scufundată să intre în contact cu ea. Din punct de vedere al stabilității, ridică centrul de flotabilitate, ceea ce, la rândul său, mărește GM – unul dintre pilonii stabilității navei. În mod tradițional, acestea au fost numite Clippers.
După cum sugerează și numele, un Spoon Bow seamănă cu o lingură, dând un aspect concav la linia de punte și de punte. Aceste forme au deseori chining și curbură la linia de plutire, creând modelul lor caracteristic de wake, aducând în scenă rezistența la formarea valurilor.
Credite imagine: Ynhockey / Wikipedia
Bulbous Bow
O unitate foarte familiară în secțiunile de prova a aproape tuturor navelor maritime de marfă și a navelor cu forme mai pline este -Bulbous Bow. Se spune că acest element de bază al proiectelor de nave din zilele noastre a fost mai degrabă descoperit decât inventat. Testele militare de remorcare din SUA au arătat că, pentru un model de ambarcațiune, existența unei țevi de descărcare a torpilelor care se prelungește în față a redus, de asemenea, rezistența. Primele nave civile au fost văzute în anii 1930.
Arcul bombat este studiat cu ajutorul propriilor caracteristici de formă, iar acestea ar putea apărea în calculele de rezistență și de propulsie ale navei, așa că ar fi bine să luați în considerare unele dintre ele, cum ar fi forma secțiunii, rapoartele de suprafață, lungimea proiecției și altele asemenea.
Arcul Bulbous Bow poate reduce trântirea navei și poate avea același efect ca un arc normal în condiții de balastare dacă se folosește o secțiune de bulb care se conturează brusc. În funcție de forma navei dumneavoastră, așa cum s-a menționat mai sus, axa bulbului este, de asemenea, importantă, deoarece afectează influența valurilor la intrare, iar dacă mențineți axa astfel încât să fie înclinată spre pupa în jos, aceasta va permite caracteristici mai bune de curgere. Navele cu forme mai pline au o rezistență mare la spargerea valurilor, iar acest element, care afectează eficiența propulsiei, poate fi redus considerabil prin utilizarea unei prora Bulbous cu un plan de apă care se îngustează brusc în jos. Aceste arcuri permit, de asemenea, o mai bună recuperare a energiei de către elice, deoarece pierderile de energie datorate vârtejurilor de la capătul din față sunt reduse la minimum.
Arcuri parabolice și cilindrice
Câteodată, proiectanții iau în considerare proiectarea de nave cu coamă „tocată”, spre deosebire de natura ascuțită a secțiunii de prova. Iată arcul parabolic, care seamănă cu curba matematică, Parabola.
Acum, amintindu-ne de niște matematică de liceu, semimaxima axă a elipsei este ceea ce ar fi grinda navei. Uneori, doar proiectarea unei forme parabolice pentru corpul unei nave nu este suficientă, trebuie să aveți grijă la curgerea în jurul corpului navei și, pentru aceasta, să îi dați o formă rotunjită tipică, cum ar fi un corp de navă normal, rotund și cu santină. Arcurile parabolice pot fi combinate cu bulbi pentru a lua în considerare rezistența la ruperea valurilor, acestea fiind populare în cazul modelelor cu forme mai pline și fiind utilizate în prezent la vrachiere.
Imagine de referință: Proiectarea navelor pentru eficiență și economie
Cercul cel mai apropiat al acestora sunt arcele cilindrice ale navelor, care sunt, de asemenea, proiectate pentru forme mai pline la liniile de plutire de proiectare și sunt ideale pentru utilizarea în condiții de încărcare completă. Arcurile cilindrice pot avea o rezistență minimă la formarea de valuri dacă sunt proiectate cu o atenție corespunzătoare la contondența formei și a muchiei de talie la diferite pescaje.
Arcul cu topor
În timp ce un topor își face treaba, tăind lemnul, sau poate ceva la fel de evident, arcul de navă care seamănă cu acesta are propriile sale trăsături caracteristice. Acest design are, de obicei, o linie verticală a fuselajului cuplată cu o porțiune anterioară lungă, adâncă și îngustă a corpului navei, oarecum ca un topor. Această formă îi permite să taie apa, permițându-i să treacă cu ușurință prin valuri cu mai puțin tangaj, spre deosebire de o prora normală. Porțiunea inferioară a extremității anterioare a carenei, numită antebraț, iese rareori în afara apei și, prin urmare, nava este mai puțin susceptibilă de a se trânti, de asemenea.
Credite imagine: US Navy
Pe de altă parte, trebuie luate în considerare anumite aspecte de manevră, o navă cu prova de topor necesită mai multă mișcare a cârmei, după cum confirmă studiul parametrilor săi hidrodinamici.
Credite imagine: Damen.com
X-Bow: Generația arcurilor inversate
Ce ziceți de un design în care prova navei dvs. și aproape o mare parte a corpului navei apar cu susul în jos în comparație cu o carcasă normală cu santină rotundă sau cu oricare dintre formele de corpuri pe care le vedeți în general pe nave? Arcul inversat este o poveste de succes printre relansarea unor tehnologii care au devenit învechite într-o altă epocă.
Credite: BoH/wikipedia.org
Aceste forme de cocă au avantajul de a permite o lungime maximă a liniei de plutire pentru nave de dimensiuni comparabile, ceea ce înseamnă cele mai mari viteze posibile ale corpului. La fel ca și arcul cu topor, aceste arcuri au mai puține stropi de apă la intrare și, de asemenea, au mai puține mișcări de tangaj, iar reducerea trântei este destul de semnificativă. Acest lucru creează o experiență destul de confortabilă pentru echipaj. Consumul de combustibil este, de asemenea, redus cu un factor semnificativ, iar această prora poate funcționa destul de eficient în intervale de valuri de mărime medie, în principal datorită faptului că cea mai mare parte a volumului navei se află deasupra și în față, fiind direct afectată de valuri.
Aceste forme de cocă se dublează, de asemenea, ca punți cu spațiu de cazare pentru personal. Cu toate acestea, aplicabilitatea acestor modele pentru același nivel de îmbunătățire a pierderilor de viteză în cea mai agitată mare trebuie să fie un domeniu de lucru în curs de desfășurare. Făcând abstracție de acest aspect, aceste nave au fost utilizate pentru diverse aplicații, cum ar fi navele AHTS (Anchor Handling Tug Supply), navele seismice, navele offshore și navele de stabilire a țevilor, navele de foraj și altele asemenea.
Acestea sunt cele mai frecvent utilizate modele de prova de navă în prezent. Cel mai probabil, orice navă pe care o vedeți acolo va avea oricare dintre modelele despre care tocmai ați citit.
Cunoașteți mai multe caracteristici esențiale ale diferitelor modele de prova practicate în prezent?
.