Influenta formelor corpului navei asupra performantelor de rezistenta la inaintare

Influenta formelor corpului navei asupra performantelor de rezistenta la inaintare

În general, armatorul furnizeaza deadweight-ul si viteza navei, iar proiectantul estimeaza deplasamentul si dimensiunile principale. Acestea din urma sunt supuse la o serie de restrictii, care sunt asociate si cu performantele de rezistenta la inaintare.

Daca proiectantul are libertatea de a alege lungimea navei, pastrand deplasamentul, atunci acesta va adopta o forma scurta pentru viteze mici si o forma fina, alungita pentru viteze ridicate. Lungimea mai mare pentru un deplasament dat va reduce rezistenta de val (propriu), dar va mari rezistenta de frecare a carenei, astfel incat lungimile mai mari vor fi avantajoase pentru navele care functioneaza la valori ridicate ale raportului [20].

O crestere a pescajului este, in general, avantajoasa pentru rezistenta la inaintare.

Latimea navei este unul dintre factorii principali in asigurarea stabilitatii transversale adecvate si o valoare minima a raportului B/T este necesara in acest scop. O crestere a latimii navei va conduce la marirea rezistentei la inaintare, daca nu este insotita de o reducere corespunzatoare a coeficientului de finete. La petrolierele mari, cresterea latimii navei a fost insotita de micsorarea lungimii, pentru a mentine suprafata udata.

Pentru navele care opereaza la valori scazute ale raportului , este preponderenta rezistenta de frecare si, in consecinta, suprafata udata trebuie sa fie mentinuta cat mai mica la un anumit deplasament. Odata cu cresterea raportului , lungimea si finetea navei trebuie sa creasca.

Suprafata udata minima pentru un deplasament dat este sensibila fata de raportul B/T. Valoarea optima a acestuia este aproximativ 2,25 pentru un coeficient bloc C_B = 0,8 si creste la 3,0 pentru C_B = 0,5. În general, consideratiile de stabilitate si pescajele limita exclud, de obicei, valorile B/T < 2,25 la navele cu forme pline si B/T < 2,5 la navele cu forme fine si viteza mai mare.

Coeficientul prismatic longitudinal are o influenta mica asupra rezistentei de frecare, dar poate avea o influenta puternica asupra rezistentei rezidue. Valorile optime ale coeficientului prismatic cresc odata cu cresterea numarului Froude (fig. 10.5, [1]).

Troost a introdus o formula de calcul privind dependenta optima dintre raportul si coeficientul prismatic longitudinal :

. (10.45)

Relatia nu se aplica pentru cazul navelor de viteza.

Daca dimensiunile principale si coeficientii de finete au fost alesi, atunci pentru a optimiza rezistenta la inaintare trebuie sa avem in vedere urmatoarele influente :

distributia deplasamentului pe lungimea navei, reprezentata prin evolutia curbei ariilor sectiunilor transversale imerse A_T si a abscisei centrului de carena, x_B ;

forma liniilor de plutire, mai ales la extremitatea prova ;

forma sectiunilor transversale, in special la extremitatile navei ;

forma extremitatilor navei.

Liniile de plutire trebuie sa fie corect aviate si sa nu prezinte schimbari dese ale curburii. Coeficientul de finete al suprafetei plutirii, C_W, scade odata cu cresterea finetei liniilor de plutire.

Abscisa centrului de carena trebuie sa depaseasca sectiunea maestra, spre prova, cu cateva procente din lungimea navei, in cazul navelor cu viteza mica. La navele rapide abscisa centrului de carena este situata inaintea sectiunii maestre, cu pana la zece procente din lungimea navei [1].

În general, formele sectiunilor transversale la extremitatea prova nu reprezinta un element critic, dar formele de tip U sunt preferate celor de tip V, deoarece o parte din volum este transferat din vecinatatea planului plutirii si rezistenta de val propriu se reduce.

Curbele ariilor sectiunilor transversale si liniei de plutire de plina incarcare urmeaza o evolutie similara pe lungimea navei. Pentru nave cu viteza redusa, curbele sunt usor convexe spre prova si pupa. Pe masura ce viteza creste, ele devin drepte, sau in forma de S cu o concavitate langa etrava. La navele rapide (> 1,5) concavitatea trebuie sa dispara in zona liniei de plutire de plina incarcare, forma devenind dreapta, sau chiar usor convexa, ca in cazul distrugatoarelor [20].

S-a demonstrat ca atunci cand sistemele de valuri proprii din prova si pupa, generate la inaintarea navei pe apa calma, se afla in opozitie de faza (creasta de val in prova si gol de val in pupa) rezistenta de val descreste semnificativ. În principiu, bulbul produce un sistem de valuri care interactioneaza cu sistemul valurilor produse de corpul navei. Valul propriu realizat de nava cu bulb va avea creste si goluri de val a caror pozitie va depinde de pozitia si marimea bulbului. În consecinta, bulbul reprezinta o modalitate practica de reducere a rezistentei de val (propriu) a navei.

Trebuie precizat faptul ca nu exista o forma optima "universala" a corpului navei, care sa minimizeze rezistenta la inaintare pentru orice viteza a navei. Se poate realiza doar o proiectare care sa conduca la cea mai buna forma, pentru un numar Froude dat, la un pescaj dat.