Rapoarte intre dimensiuni - coeficienti de finete - deplasament. deadweight. tonaj - marca de bord liber. scari de pescaj

RAPOARTE INTRE DIMENSIUNI - COEFICIENTI DE FINETE - DEPLASAMENT. DEADWEIGHT. TONAJ - MARCA DE BORD LIBER. SCARI DE PESCAJ

RAPOARTE INTRE DIMENSIUNI

Rapoartele intre dimensiuni ale carenei navei caracterizeaza calitatile nautice ale acesteia. Principalele rapoarte intre dimensiuni sunt: L/B; L/H; B/T; B/H si H/T.

L/B = 510 Caracterizeaza viteza, manevrabilitatea si stabilitatea de drum.

Valorile mici L/B 5 indica nave scurte, viteze mici si                   manevrabilitate mare (remorchere de manevra, nave portuare);

Valorile mari L/B 10 indica nave subtiri si lungi mai putin stabile, viteze mari si stabilitate de drum mare.

L/H = 614 Caracterizeaza rezistenta longitudinala a navei (robustetea) si siguranta in navigatie.

Valorile mici L/H 6 indica nave scurte si robuste (ambarcatiuni si              remorchere);

Valorile mari L/H 14 indica nave cu rezistenta longitudinala mai mica (nave flexibile longitudinal).

B/T = 26 Caracterizeaza stabilitatea navei.

Valorile mici B/T 2 indica nave cu stabilitate de forma mai redusa si cu o buna comportare in valuri (nave maritime).

Valorile mari B/T 6 si chiar mai mari indica nave cu o buna stabilitate, insa cu miscari de ruliu dure (cu perioada mica) si cu pescaje reduse (nave fluviale).

B/H = 1,32,3 Caracterizeaza rezistenta transversala a navei.

Valorile mici B/H 1,3 indica nave cu latime mica, stabilitate redusa si rezistenta transversala mare;

Valorile mari B/H 2,3 indica nave cu rezistenta transversala mica si o buna stabilitate.

H/T = 1,052 Caracterizeaza navigatia in ape interioare cu adancime limitata si capacitatea de incarcare a navei.

Valorile mici H/T 1,05 indica nave cu bord liber foarte mic       (remorchere, spargatoare gheata, tancuri petroliere);

Valorile mari H/T 2 indica nave cu capacitate mare de incarcare si cu bord liber mare (nave pasageri).

COEFICIENTI DE FINETE

Reprezinta raportul adimensional al unei curbe inchise sau volumul unui corp si figura geometrica regulata sau poliedrul regulat care-l incadreaza.

Coeficientii de finete ai unei nave sunt de doua feluri: de arie (2) si de volum (3).

1. Coeficientul plutirii de plina incarcare C_WP (sau 'a

Coeficientul plutirii de plina incarcare este un coeficient de finete de arie si este definit ca fiind raportul dintre aria suprafetei plutirii si aria dreptunghiului cu laturile L si B, in care se inscrie.

Relatiile de calcul, deoarece in general S_CWL nu se cunoaste, sunt relatii experimentale functie de coeficientul bloc C_B sau de forma sectiunilor navei la extremitati.

Valorile uzuale se incadreaza in gama: C_WP = a = 0,65 – 0,88, valorile mai scazute corespunzatoare unor C_B scazuti.

2. Coeficientul sectiunii maestre C_M (sau 'b

Coeficientul sectiunii maestre C_M = b este un coeficient de finete de arie ce reprezinta raportul dintre aria suprafetei imerse w_O si aria dreptunghiului cu laturile B, T in care ea se inscrie.

Valorile uzuale se incadreaza in gama: C_M = b = 0,60 – 0,99, valorile mari fiind caracteristice navelor cu forme pline, vrachiere si tancuri petroliere, valorile medii navelor tip cargou, portcontainere iar cele mai mici navelor mici de pasageri si remorcherelor portuare.

3. Coeficientul bloc C_B (sau 'd

Coeficientul bloc este un coeficient de finete volumic si este definit ca raportul dintre volumul carenei V sau si volumul paralelipipedului cu laturile L, B, T in care se inscrie carena navei.

Coeficientul bloc  depinde de tipul navei si de viteza acestuia prin intermediul unui criteriu de similitudine adimensional: criteriul Froude (F_n), ce are expresia:

unde v_N – viteza navei, in [m/s]

g – acceleratia gravitationala, in [m/s²]

L – lungimea navei, in [m]

Daca coeficientul bloc C_B nu se cunoaste, se pot folosi relatii experimentale de forma :  unde A are diverse valori, functie de tipul si numarul de elice.

4. Coeficientul prismatic vertical C_VP (sau 'c

Coeficientul prismatic vertical C_VP este un coeficient de finete volumic ce reprezinta raportul dintre volumul carenei =V si volumul prismei cu aria bazei S_CWL, inaltimea T in care se inscrie carena navei.

Ca verificare, valoare lui C_VP =c determinata mai sus trebuie sa fie identica cu valoarea obtinuta din relatia: .

Valorile uzuale se incadreaza in gama: C_VP = c = 0,75 – 0,97, valorile mai scazute corespunzatoare unor C_B si C_WP scazuti. Influenteaza distributia volumului carenei pe inaltime.

5. Coeficientul prismatic longitudinal sau cilindric C_P (sau 'j

Coeficientul cilindric C_P = j este un coeficient de finete volumic ce reprezinta raportul dintre volumul carenei =V si volumul prismei cu aria bazei w_O si inaltimea L, in care se inscrie carena navei.

Ca verificare, valoarea lui C_P = j din relatia de mai sus trebuie sa fie identica cu cea obtinuta pe baza relatiei:

Valorile uzuale pentru navele maritime se incadreaza in gama: C_P = 0,55 – 0,70, dupa cum urmeaza:

Nave cu forme fine la extremitati, cu numere Froude si coeficient bloc mici (F_n 0,2): C_P = 0,53 – 0,58

Nave cu viteza medie (F_n ≤0,35): C_P =0,60 – 0,65

Nave cu coeficient bloc mare C_P =0,65 – 0,70.

Influenteaza distributia volumului carenei pe lungime.

4.3.     DEPLASAMENT. DEADWEIGHT. TONAJ

In conformitate cu principiul lui Arhimede, asupra oricarui corp scufundat in apa actioneaza doua forte opuse, fenomenul aplicandu-se si asupra navei in acelasi fel. Prima forta notata cu P este determinata de insasi greutatea navei, ea are punctul de aplicatie in centrul de greutate al navei G si este indreptata pe verticala in jos. Sub influenta acestei forte nava tinde sa se scufunde (sa intre in imersiune) A doua forta este determinata de presiunea apei asupra corpului navei. Aceasta forta de impingere notata cu D actioneaza pe verticala in sus si are punctul de aplicatie in centrul de greutate al volumului imers al navei C care se numeste centru de carena. Marimea acestei forte de presiune D, care actioneaza de jos in sus este egala cu greutatea apei dezlocuite de nava:

D = g V sau

in care :D - este greutatea apei dezlocuite de nava in stare de plutire; g - greutatea specifica a apei; V - volumul carenei (partea navei scufundata in apa).

Pentru ca o nava sa pluteasca in stare de echilibru este necesar sa fie indeplinite urmatoarele doua conditii:

Greutatea apei dezlocuite sa fie egala cu greutatea navei . D = P = g V (ecuatia flotabilitatii)

Centrul de greutatea al navei si centrul de carena sa se gaseasca pe aceeasi verticala.

Forte care actioneaza asupra navei: P - greutatea navei (cu punct de aplicatie in G - centrul de greutate); D - deplasamentul (forta de flotabilitate, cu punct de aplicatie in C - centrul de carena).

Deplasamentul

Greutatea volumului de apa dezlocuit de carena navei se numeste deplasament. Tot prin deplasament se mai intelege si greutatea totala a navei, pentru ca o nava pluteste numai atunci cand greutatea ei P este egala cu greutatea apei D dezlocuita de carena ei:

D = g V

Deplasamentul se masoara in tone [t] (deplasament masic) sau in metri cubi (deplasament volumetric), acesta din urma reprezentand volumul carenei V sau

In mod obisnuit greutatea navei se poate obtine prin insumarea tuturor greutatilor aflate la bord , cu alte cuvinte prin insumarea greutatii corpului navei, masinilor si instalatiilor, rezervelor de combustibil, lubrifianti, apa, echipajului si incarcaturii utile (marfa). Este evident ca deplasamentul navei nu este intotdeauna aceeasi, ci difera de la o situatie de incarcare la alta. Din acest motiv in practica se folosesc doua notiuni pentru exprimarea deplasamentului:

D = D_O + D_W                [kN]

deplasamentul navei goale (D₀) reprezinta greutatea navei goale fara combustibili, lubrifianti, apa, balast, echipaj, provizii, marfa. Aceasta este o marime constanta calculata de santierul constructor si inscrisa in documentatia tehnica a navei;

deplasamentul de plina incarcare (D) reprezinta greutatea navei incarcate pana la linia de plutire de plina incarcare. Se compune din deplasamentul navei goale, combustibili, lubrifianti, apa, balast, echipaj, provizii, marfa;

1. Deplasamentul navei goale D_O

Mai este numit si deplasamentul usor (light ship).

D_O = D_CE + D_AM+INST + D_MP                    [kN]

Are in compunere urmatoarele grupe de mase:

Corpul etans al navei;

Amenajari, instalatii si echipament;

Motor de propulsie complet instalat si instalatii aferente;

2. Deplasamentul de plina incarcare D

Este deplasamentul gol la care se adauga urmatoarele grupe de mase:

incarcatura utila (marfa);

rezervele de apa, combustibil, ulei pentru masini si instalatii;

provizii pentru echipaj.

In afara deplasamentului, pentru caracterizarea capacitatii de transport a navelor se folosesc doua notiuni: capacitate de incarcare si tonaj.

Diferenta dintre deplasamentul de plina incarcare si deplasamentul gol se numeste Deadweight sau capacitatea de incarcare si se noteaza D_W.

D_W = D_U + D_Comb + D_Rez + D_Ech             [tdw]

Deadweight-ul D_W este deci capacitatea maxima de transport a unei nave, exprimate in tone si reprezinta greutatea maxima ce se poate incarca pe o nava pana la pescajul maxim permis. Capacitatea de incarcare cuprinde:

greutatea marfa

greutatea combustibili si lubrifianti

greutatea apa tehnica, potabila, sanitara si de balast

greutatea echipaj, bagaje, provizii.

Deadweight-ul se masoara ca si deplasamentul in t, insa pentru a se intelege ca este vorba despre capacitatea de incarcare a navei se noteaza tdw.

Capacitatea neta de incarcare sau deadweight net cuprinde numai greutatea marfurilor ce pot fi transportate si se obtine din deadweightul navei la linia de plina incarcare prin scaderea tuturor greutatilor ce constituie marfuri.

Capacitatea utila de incarcare este greutatea maxima a marfurilor si pasagerilor cu bagaje.

Tonajul

In limbajul marinaresc expresia tonaj este folosita pentru a exprima marimea navei (volumul interior al navei). Prin tonaj se intelege capacitatea volumetrica a compartimentelor interioare ale navei.

Tonajul este o masura de volum exprimata in tone registru TR, iar tona registru este egala cu volumul a 100 picioare cubice sau 2,83 m³. In practica, marimea navelor se exprima in doua feluri:

Tonaj Registru Net (TRN) - volumul compartimentelor destinate transporturilor marfurilor si pasagerilor.; Reda capacitatea de utilizare a unei nave.

Tonaj Registru Brut (TRB) - volumul tuturor compartimentelor destinate pentru masini si instalatii, magazii de marfa, tancuri de combustibil, compartimente de locuit (inclusiv suprastructuri). El reda dimensiunile maxime ale unei nave.

Tonajul net este o fractiune din tonajul brut ce reflecta capacitatea economica a navei.

Net Register tonnage – Tonaj Registru Net

In functie de tonaj, navele platesc diferite taxe in timpul realizarii contractului de transport, printre care:

taxe portuare – pentru intrare si operarea navei in port;

taxe de pilotaj – functie de tonaj, pescaj, distanta pe care nava o parcurge si timpul de pilotaj;

taxe pentru faruri;

taxe de canal – functie de tonajul net;

taxe de remorcare – functie de tonaj, timp, loc etc.

Din 1982 denumirea corecta este: Tonaj net (NT) si tonaj brut (GT). Noul concept de tonaj simplifica procedurile de masurare a navelor si se aplica usor tuturor tipurilor de nave, fara a influenta solutiile constructive in detrimentul sigurantei navei.

4.4.     MArcI DE bord liber si scari de pescaj

Rezerva de flotabilitate

Rezerva de flotabilitate este volumul etans V_T al navei dispus deasupra liniei de plutire. Este interpretata ca fiind volumul de apa care ar trebui ambarcat la bord pentru ca nava sa se scufunde. Marimea rezervei de flotabilitate depinde de inaltimea bordului liber F.

functie de tipul navei. Astfel, valoarea rezervei de flotabilitate este:

10 – 15% la navele fluviale

15 – 20% la navele maritime comerciale

75 – 100% la navele de pasageri si

100 – 120% la navele militare.

Marci de bord liber

Inaltimea bordului liber minim admis pentru diverse tipuri de nave este reglementata prin conventii internationale. In practica serviciului la bord, inaltimea bordului liber se determina cu ajutorul marcii de bord liber.

Orice nava cu propulsie mecanica are o linie de incarcare maxima, in functie de zona si anotimp, materializata prin marca de bord liber, aplicata pe bordaj in dreptul cuplului maestru in ambele borduri si formata din:

linia puntii (o banda metalica superioara orizontala de 300 mm lungime si 25 mm latime fixata in planul cuplului maestru la LPB.

discul Plimsoll format dintr-un inel metalic (cerc Plimsoll) intersectat de o banda orizontala a carei margine superioara trece prin centrul inelului.

liniile de incarcare, pentru diferite zone geografice si anotimpuri. Aceste linii, marcate cu litere, sunt urmatoarele:

Linia de incarcare maxima de vara V (S) – banda ce trece prin mijlocul discului Plimsoll;

Linia de incarcare maxima in apa de mare, iarna – marcata cu I (W)

Linia de incarcare maxima de iarna, in Atlanticul de Nord - IAN (WNA)

Linia de incarcare maxima in apa de mare, la tropice - T (T)

Linia de incarcare maxima, de vara, in apa dulce - D (F)

Linia de incarcare maxima in apa dulce, la tropice - TD (TF)

Liniile de incarcare sunt indicate prin marginea superioara a benzilor respective; cele pentru apa de mare sunt spre prova in raport cu discul de bord liber iar cele pentru apa dulce spre pupa.

Observatii:

Discul Plimsoll, literele si liniile trebuie sa fie de culoare alba daca se aplica pe fond inchis si invers.

De o parte si alta a discului si deasupra benzii orizontale ce trece prin centrul sau se aplica marca Societatii de clasificare sau a Registrului naval de care apartine nava.

Scari de pescaj

Pentru a determina pescajul navei, se utilizeaza un numar de scari numerice aplicate pe bordaj, in fiecare bord, numite scari de pescaj. Acestea permit masurarea pescajului prova si pupa si, in final, a pescajului mediu T_m.

Orice nava la care pescajul poate sa atinga 1 m trebuie sa poarte spre pupa o scara de pescaj. Scarile trebuie sa fie gradate cel putin in decimetri (dm) de la planul de plutire pana la linia de incarcare maxima, sub forma de benzi vizibile, vopsite in alb.

La navele mari maritime se prevad scari de pescaj si la mijlocul navei, ceea ce permite masurarea directa a pescajului mediu. Gradarea se face in decimetri sau in picioare in raport cu linia chilei. Se intalnesc deci 2 sisteme de marcare:

Sistemul international: Pentru scarile de pescaj gradate in decimetri, numaratoarea se face din 2 in 2 dm cu cifre arabe ce au o inaltime de 1 dm (10 cm).

Sistemul englez: Pentru scarile de pescaj gradate in picioare, numerotarea se face la fiecare picior cu cifre ce au o inaltime de 6 inch ( 1 inch = 25,4 mm )- o jumatate de picior.

Datorita formelor navelor la extremitati, scarile de pescaj nu se pot marca in dreptul perpendicularelor prova si pupa si deci pescajele ce se citesc pe scarile de pescaj nu sunt cele din dreptul perpendicularelor prova si pupa (T_pr si T_pp ).

De obicei, daca nu se specifica altfel, in calculele ce se executa in mod curent in exploatarea navelor se folosesc pescajele prova si pupa, T_pr si respectiv T_pp, masurate pe perpendicularele prova si pupa. Pentru trecerea de la pescajele citite pe scarile de pescaj la pescajele de calcul T_pr si T_pp; in documentatia navei exista diagrame de corectie a pescajelor, sau la intocmirea documentatiei se iau direct in considerare aceste pescaje.