Estimarea preliminara a bratului momentului de redresare pe valuri de urmarire

Estimarea preliminara a bratului momentului de redresare pe valuri de urmarire

Potrivit statisticilor aproape jumatate din numarul total al pierderilor de nave prin rasturnare a avut loc la navigatia pe valuri de urmarire [15].

J.R.Paulling [16] a definit urmatoarele situatii tipice periculoase care se pot manifesta la navigatia pe valuri longitudinale:

rezonanta parametrica a miscarii de ruliu indus;

pierderea totala (pura) de stabilitate;

caderea navei intre valurile de urmarire ("broaching").

Cauza aparitiei miscarii de ruliu indus la navigatia pe valuri de urmarire o constituie variatia momentului de redresare cu o perioada egala cu perioada valurilor de intalnire T_e, in conditiile existentei unei inclinari transversale initiale, datorata unei perturbatii externe [14]. Amplificarea miscarii de ruliu indus este posibila in zona de rezonanta parametrica, caracterizata prin relatia [17]:

. (7.70)

Pierderea totala de stabilitate poate apare in conditiile asezarii statice a navei cu sectiunea maestra pe creasta valului de urmarire. Daca lungimea si viteza navei sunt apropiate de acelea ale valurilor de urmarire, reducerea momentului de redresare este maxima si se mentine un timp mai indelungat. Daca rezerva de stabilitate este insuficienta, atunci apare pericolul rasturnarii navei.

Caderea intre valuri este posibila la navigatia pe valuri de urmarire si este cauzata de instabilitatea directionala a navei aflata pe portiunea ascendenta sau descendenta a pantei valului. Daca viteza navei este apropiata de aceea a valurilor de urmarire, nava isi poate pierde directia initiala de navigatie. Rotirea navei pe val este insotita de aparitia brusca a momentului de inclinare transversala, care poate genera pierderea navei prin rasturnare [18].

Desi aceste situatii tipice periculoase pot fi intalnite, in general, la numere Froude ridicate, totusi reducerea stabilitatii pe valuri de urmarire poate apare de la numere Froude cuprinse intre 0,2 . 0,25. Acest fapt demonstreaza necesitatea studiului preliminar al variatiei bratului momentului de redresare pe valuri de urmarire.

Procedeul descris in literatura de specialitate [13] are la baza rezultatele testelor experimentale sistematice efectuate pe modele de nave de pescuit si de transport, ale caror caracteristici principale se incadreaza in urmatoarele limite:

S-au utilizat notatiile obisnuite:

L - lungimea navei;

B - latimea navei;

T - pescajul;

D - inaltimea de constructie;

C_P - coeficientul de finete prismatic longitudinal;

C_V - coeficientul de finete prismatic vertical;

F_n - numarul Froude.

Se considera ca la deplasarea navei pe valuri de urmarire, bratul momentului de redresare, , are forma:

, (7.71)

unde este bratul momentului de redresare pe apa calma, iar este variatia bratului stabilitatii datorita influentei valurilor regulate de urmarire. Ultima componenta se calculeaza cu expresia:

. (7.72)

Functia depinde de inaltimea valurilor regulate, h_w, de lungimea valurilor regulate, si caracterizeaza variatia bratului momentului de redresare pe valuri de urmarire, la modelul standard.

si reprezinta functiile unghiului de banda, iar A_m si B_n sunt variatiile caracteristicilor formei corpului navei de studiat, fata de nava standard.

Functiile , F_n si f_m sunt reprezentate grafic (pe baza datelor obtinute prin masuratori experimentale de bazin) in lucrarea [13].

În continuare, este exemplificata o analiza a variatiei bratului momentului de redresare pe valuri regulate de urmarire, pentru cazul unui trauler aflat la pescajul de plina incarcare, avand urmatoarele caracteristici:

În fig.7.4 este prezentata variatia bratului momentului de redresare in raport cu unghiul de inclinare transversala pe apa calma, pe creasta de val si pe gol de val. Valul de urmarire are lungimea egala cu lungimea navei si inaltimea h_w = 10m.

Se observa ca nava studiata are o diagrama corespunzatoare de stabilitate transversala pe apa calma. În situatia asezarii navei cu sectiunea maestra pe creasta valului de urmarire se constata o reducere importanta a bratului momentului de redresare cu circa 30%. Pe gol de val, stabilitatea transversala a navei se imbunatateste.

Pentru cazul valurilor regulate de urmarire, cu lungimea cuprinsa intre 0,92 si 1,15 din lungimea navei, se constata ca bratul momentului de redresare pe creasta valului de urmarire nu variaza semnificativ in functie de lungimea valurilor (fig.7.5).

Reducerea bratului momentului de redresare pe creasta valului de urmarire este un element periculos, care se accentueaza odata cu cresterea inaltimii valurilor si trebuie analizata in special pentru navele mici (cu lungimi mai mici de 100 . 120 m), la numere Froude F_n >