Nave cu efect de suprafata (S.E.S.)

Nave cu efect de suprafata (S.E.S.)

Navele cu efect de suprafata beneficiaza de o forta aerostatica generata de un curent de aer orientat in jos, care formeaza o perna de aer sub ambarcatiune. Sunt cunoscute trei tipuri de nave pe perna de aer, prezentate schematic in fig.nr.2.6.:

(a) nave cu camera de presiune ridicata;

(b) nave cu jet periferic;

(c) nave cu pereti laterali imersi.

La navele cu camera de presiune ridicata, potentialul reprezentat de presiunea manometrica din camera, p_p, este transformat in energie cinetica de refulare, conform legii lui Bernoulli:

(2.1.)

Viteza fluxului masei de aer care iese pe la periferia camerei, pe o suprafata cu lungimea l si inaltimea h, se calculeaza cu relatia:

(2.2.)

unde C_d este un coeficient de refulare.

În regim stabilizat, forta de greutate a navei, W, este egala cu forta aerostatica F care se manifesta pe suprafata A:

(2.3.)

Analizand relatiile de mai sus, se observa ca forta aerostatica depinde de debitul de aer refulat, de suprafata de refulare si de coeficientul de refulare.

Navele cu jet periferic se caracterizeaza prin faptul ca jetul de aer este controlabil. Partea inferioara a navei este elastica, fiind realizata din cauciuc greu si robust. Deoarece nava pe perna de aer merge pe deasupra apei, ea are o rezistenta laterala scazuta la perturbatiile produse de vant. Daca nava este actionata de propulsoare aeriene, atunci acestea trebuie sa realizeze si controlul pozitiei navei fata de actiunea vantului. Carmele aeriene mari nu sunt, prin urmare, ceva neobisnuit.

Atunci cand este nevoie de un grad ridicat de stabilitate transversala, cei doi pereti laterali ai navei sunt extinsi in apa. Pentru a forma perna de aer extremitatile prova si pupa ale navei raman etansate cu ajutorul fustelor de cauciuc. Peretii laterali imersi ofera o forta de flotabilitate care diminueaza valoarea fortei aerostatice de portanta.

Unul dintre avantajele majore ale navei cu pereti laterali imersi este acela ca instalatiile de propulsie pot fi amplasate pe corpurile laterale imerse.

Rezistenta la inaintare a navei pe perna de aer are trei componente principale:

rezistenta aerodinamica (variaza cu patratul vitezei) are o componenta care actioneaza asupra navei si alta asupra pernei de aer;

rezistenta generata de formarea valurilor, are valoare maxima la viteze mici, apoi scade cu cresterea vitezei pana la valori neglijabile;

rezistenta de impuls, care variaza liniar cu viteza navei si se datoreaza modificarii energiei aerului din perna de aer.

În fig.nr.2.7. este prezentata o diagrama de variatie a rezistentei totale, in raport cu viteza navei pe perna de aer.

Ca instalatii de propulsie se prefera adesea turbinele cu gaz, desi nici motoarele diesel nu sunt neobisnuite la navele care se deplaseaza cu viteze de circa 40 de noduri.

Calitatile de seakeeping ale navelor pe perna de aer sunt mai slabe decat la multe alte tipuri de nave, in aceleasi conditii ale starii marii. În fig.nr.2.8. sunt reprezentate starile limita ale marii pentru diferite tipuri de nave.

Marea majoritate a navelor SES sunt folosite in scopuri comerciale pentru transportul rapid de pasageri. Catamaranele sunt utilizate de cele mai multe ori ca feriboturi rapide, pentru pasageri.

Diagrama din fig.nr.2.9. prezinta o analiza a raportului dintre puterea la flansa motorului si numarul de pasageri tranportati in functie de viteza navei. Navele pe aripi portante au nevoie de mai multa putere decat catamaranele si navele SES, ultimele fiind mai economice la viteze mari.