Caracteristicile manevrelor standard ale navei

Manevrele standard ale navei au fost introduse cu scopul de a putea defini si determina performantele de manevrabilitate ale navelor.

Giratia navei (fig.9.3) este o manevra foarte importanta. În faza de apropiere, nava avanseaza pe drum drept cu viteza constanta. În faza I se executa manevra de bandare a carmei intr-un bord, cu 35^°. Datorita inertiei navei, unghiul de deriva β este nul. În mod practic, se considera ca faza II incepe odata cu aparitia primelor valori nenule ale unghiului de deriva, β si ale componentei vectorului viteza, v, tangenta la traiectorie.

În aceasta faza nava se inscrie pe o traiectorie de raspuns cu raza variabila in timp (fig.9.4). Si unghiul de cap al navei, ψ, se modifica in timp. La sfarsitul acestei faze, raza de giratie se stabilizeaza in timp. Marimile geometrice care caracterizeaza faza a II-a sunt:

avansul, notat cu AD [distanta masurata pe directia cursului initial intre punctul de executie al pozitiei de zero (ψ = 0) si punctul corespunzator rotirii navei cu 90^˚ (ψ = 90)];

transferul [distanta masurata de la punctul corespunzator rotirii navei cu 90^˚ (ψ = 90^˚) pana la dreapta corespunzatoare directiei cursului initial].

În faza a III-a, raza de giratie este practic constanta in timp, iar traiectoria navei devine un arc de cerc. Marimile geometrice ale fazei a III-a sunt:

diametrul tactic, notat cu TD, [distanta masurata de la punctul corespunzator rotirii navei cu 180^˚ (ψ = 180^˚) pana la dreapta corespunzatoare directiei cursului initial];

diametrul giratiei stabilizate, notat cu STD, (diametrul cercului de giratie in faza stabilizata a miscarii navei).

Manevra de spirala DIEUDONNÉ se utilizeaza pentru a determina performantele de stabilitate de drum ale navei. În mod practic, manevra se executa in urmatorii pasi succesivi:

nava avanseaza pe curs drept cu viteza constanta si se executa manevra de bandare a carmei intr-un bord, cu un unghi prestabilit (de ex. 15^°);

unghiul de bandare a carmei se mentine fix, pana cand viteza de variatie a unghiului de cap, , devine constanta (aceasta valoare se inregistreaza);

in continuare, procedura se repeta pentru valori ale unghiului de bandare a carmei modificate cu un pas de 5^°, de la valoarea maxima prestabilita intr-un bord, la aceeasi valoare maxima in bordul opus.

Curba de variatie a vitezei unghiului de cap in functie de unghiul de bandare a carmei, , este un indicator al stabilitatii unghiului de drum (fig.9.5).

Daca diagrama are o forma liniar (cazul navei A) nava este stabila la drum. Daca diagrama formeaza o bucla de histerezis (cazul navei B) atunci nava este instabila la drum. Înaltimea si latimea benzii de histerezis sunt masuri numerice ale gradului de instabilitate la drum (cu cat banda este mai mare, cu atat nava este mai instabila). De asemenea si panta diagramei reprezinta o masura a gradului de stabilitate la drum.

Manevra de zig-zag se utilizeaza pentru a determina capacitatea navei de a schimba rapid unghiul de cap. Manevra se executa in urmatoarele etape:

nava avanseaza pe curs drept cu viteza constanta si se executa manevra de bandare a carmei intr-un bord, cu un unghi prestabilit (δ = 10^˚ sau 20^˚) care se pastreaza constant;

nava isi modifica traiectoria, pana cand se atinge un unghi de cap prestabilit (ψ = 10^˚ sau 20^˚);

in acest moment, se bandeaza carma in bordul opus, cu acelasi unghi prestabilit (a doua executie) care se mentine fix pana la atingerea unghiului de cap prestabilit;

procedura se repeta si pentru a treia si a patra executie a unghiului de banda a carmei.

Rezultatele manevrei de zig-zag sunt prezentate in fig.9.6.

Principalele caracteristici ale manevrei de zig-zag sunt:

unghiul de depasire (overshoot) datorat inertiei navei, este diferenta dintre valoarea maxima a unghiului de cap si unghiul de bandare a carmei prestabilit;

timpul de avans (timpul necesar pentru ca unghiul de cap sa revina la valoarea zero);

perioada (timpul scurs intre a II-a si a IV-a executie a unghiului de bandare a carmei).

Avansul este o masura directa a capacitatii navei de a schimba rapid unghiul de drum.

Avansul se imbunatateste prin marirea eficientei carmei si micsorarea stabilitatii de drum.

Unghiul de depasire este o masura a capacitatii navei de a executa manevre contrare. Unghiul de depasire descreste odata cu marirea stabilitatii de drum.

Manevrele de stop pun in evidenta calitatile navei legate de necesitatea opririi imediate in situatii de pericol. Manevra de inertie se refera la oprirea masinii de propulsie si masurarea timpului si a lungimii traiectoriei parcurse pana la oprirea navei.

Manevra de crash-stop se realizeaza in conditiile actionarii masinii de propulsie cu toata puterea la mars inapoi. În fig.9.7 se prezinta schematic evolutia traiectoriei navei in manevra de inertie si marimile geometrice caracteristice, avansul si deviatia laterala. Avansul reprezinta distanta parcursa de nava pana la oprire, masurata pe directia initiala de inaintare. Deviatia laterala este distanta masurata de la punctul opririi navei pana la dreapta corespunzatoare directiei initiale de inaintare.

În fig.9.8 sunt exemplificate evolutiile unghiului de cap, ale vitezei navei si ale turatiei motorului intr-o manevra de crash-stop.

Performantele de manevrabilitate ale navelor cu lungimea de cel putin 100 m sunt apreciate pe baza criteriilor IMO - Rezolutia A18/751, prezentate sintetic in tabelul 9.3. Viteza navei, v, este definita in paragraful 3.2.1 al rezolutiei (cel putin 90% din viteza corespunzatoare unei incarcari a motorului de 85% MCR).

MANEVRA STANDARD	VALORILE MAXIME ADMISIBILE ALE PERFORMANTELOR DE MANEVRABILITATE
MANEVRA DE GIRATIE	Avansul (AD)	≤ 4,5 Lpp
	Diametrul tactic (TD)	≤ 5 Lpp
MANEVRA DE ZIG-ZAG	Primul unghi de depasire (overshoot) la zig-zag 10˚/10˚	10˚ daca Lpp/v<10sec.
		20˚ daca Lpp/v>30sec.
		(5+0,5Lpp/v) [grade] daca 10 sec.<Lpp/v<30 sec.
	Al doilea unghi de depasire (overshoot) la zig-zag 10˚/10˚	Primul unghi de overshoot + 15˚
	Primul unghi de depasire (overshoot) la zig-zag 20˚/20˚	25˚
MANEVRA DE CRASH- STOP	Lungimea traiectoriei parcurse pana la oprirea navei	15 Lpp

Tabelul 9.3 Criteriile de manevrabilitate IMO in conformitate cu

Rezolutia A18/751.

Performantele de manevrabilitate ale navelor pot fi apreciate si pe baza indicilor de manevrabilitate Nomoto-Norrbin.

Miscarea navei aflata in manevra de giratie poate fi aproximata cu urmatoarea ecuatie diferentiala simplificata:

, (9.3)

in care K este indicele de stabilitate la giratie, iar T este indicele de raspuns la carma.

Cu cat indicele K este mai mare, cercul de giratie este mai mic, deci nava este mai manevrabila.

Cu cat indicele T este mai scazut, nava raspunde mai rapid la comenzi.

De asemenea, performantele de manevrabilitate sunt acceptabile daca indicele de manevrabilitate P ≥ 0,3 (la tancuri mari se accepta chiar P > 0,2).

Indicii de manevrabilitate K, T si P au fost introdusi de Nomoto si Norrbin. În tabelul 9.4 sunt prezentate valorile indicilor de manevrabilitate pentru cateva tipuri de nave.

Tabelul 9.4 Valori tipice pentru indicii de manevrabilitate.