HFN - teorie.docx

8/10/2019 HFN - teorie.docx

1/39

1

1) Dimensiuni principale ale navei

Perpendiculara prova (FP) - dreapta perpendicular pe planul plutirii de calcul, npunctul de intersecie al acestuia cu linia etravei

Perpendiculara pupa (AP) -dreapta perpendicular pe planul plutirii de calcul, care treceprin punctul de intersecie al acestuia cu linia etamboului sau prin axul crmei

Lungimea ntre perpendiculare (LBP, Lpp) - distana dintre perpendicularele prova i pupa Lungimea maxim (LOA, Lmax) - distana orizontal, msurat n planul diametral, intre

punctele extreme ale corpului navei Lungimea la plutire (LWL) - distana orizontal, msurat n planul diametral, intre

punctele extreme ale unei plutiri Lungimea teoretic - se refer la plutirea de calcul (LLWL) Limea maxim (Bmax) - distana orizontal, msurat n planul cuplului maestru, intre

punctele extreme ale corpului navei Limea teoretic (B) - distana orizontal, msurat n planul cuplului maestru, intre

punctele extreme ale plutirii de calcul Pescajul teoretic (T) -distana msurat n planul cuplului maestru, intre planul de baz

i planul plutirii de calcul nlimea de construcie teoretic (D) - distana, msurat n planul cuplului maestru,

intre planul de baz (suprafaa interioar a chilei plate) i punctul interseciei suprafeeiinterioare a tablei punii cu bordajul navei

2) Rapoarte intre dimensiunile navei

Raportul dintre lungime si lime (L/B)- evideniaz alungirea relativ a carenei, avndvalori uzuale ntre 4 i 10

valorile mici cuprinse ntre 4 i 6 sunt specifice navelor tehnice, cu vitez relativmic i cu posibiliti bune de manevr (drgi, remorchere, alande)

valorile medii cuprinse ntre 6 i 8 se regsesc la navele comerciale maritime, cuvitez medie

valorile cuprinse ntre 7 i 9 sunt specifice navelor de pasageri, navelor detransport rapide i navelor militare grele

valorile mari cuprinse ntre 9 i 10 se regsesc la navele militare uoare i rapide.


2/39

2

Raportul dintre lime si pescaj (B/T)

are valori uzuale cuprinse ntre 1,8 i 4 cu ct valoarea raportului crete, nava are o stabilitate transversal mai bun, dar si

o rezisten la naintare mai mare Raportul L/ 1/3

evideniaz distribuia volumui carenei pe lungimea navei are valori uzuale cuprinse ntre 4 i 8,5 cu ct raportul crete, cu att nava are forme mai fine i ntmpin o rezisten la

naintare mai sczut

4) Coeficieni de finee ai ariilor a) Coeficientul ariei plutirii (CW, )

raportul dintre aria plutirii AWL i aria dreptunghiului circumscris, de dimensiuniLWL i B

variaz n funcie de tipul i formele navei, avnd valori uzuale cuprinse ntre 0,7 i0,9

b) Coeficientul ariei transversale (CT, )

reprezint raportul dintre aria transversal imers i aria dreptunghiului circumscris,de dimensiuni B i T

c) Coeficientul ariei seciunii maestre (CM) reprezint raportul dintre aria transversal imers in sectiunea maestra i aria

dreptunghiului circumscris, de dimensiuni B i T

T T

AC

B T


3/39

3

5) Coeficieni de finee ai volumelor a) Coeficientul bloc (CB, )

raportul dintre volumul carenei navei i volumul paralelipipedului circumscris, dedimensiuni LWL, B i T

are valori cuprinse ntre 0,38 (nave rapide, cu forme fine) i 0,85 (tancuri, petrolieremari)

b) Coeficientul prismatic longitudinal (CP, )

reprezint raportul dintre volumul carenei navei i volumul p aralelipipedului delungime egal cu lungimea la plutire i seciune transversal egal cu seciuneamaestr, la plutirea considerat

coeficientul furnizeaz o imagine asupra distribuiei volumului navei pe lungime iare valori curente cuprinse ntre 0,55 i 0,83

Valorile maxime indic existena unor zone cilindrice prelungite

c) Coeficientul prismatic vertical (CV, ) reprezint raportul dintre volumul carenei navei i volumul paralelipipedului de

nlime egal cu pescajul navei i seciune longitudinal egal cu suprafaa plutiriila pescajul considerat

Coeficientul ofer o imagine asupra distribuiei volumului navei pe nlime

NOTA

domeniile de valori prezentate pentru coeficieni au un caracter informativ; pentru un ponton paralelipipedic toi coeficienii de finee sunt unitari; coeficienii de finee depind de pescajul navei

B P

WL M M

C C

L A C

BV

WL W

C C

T A C

BWL

C L B T


4/39


5/39

5

8) Precizati ce pasi trebuie urmati pentru determinarea latimii navei Ecuatia stabileste valoarea produsului dintre latimea navei si pescaj

(volumul carenei si lungimea navei determinate). Literatura recomanda determinarea latimii infunctie de valoarea acestui produs.

La modificarea latimii B, pescajul si inaltimea de constructie sunt modificate inversproportional.

Cresterea latimii B cu mentinerea ariei sectiunii maestre (masurate pana la punteaprincipala) va avea urmatoarele efecte: Cresterea rezistentei la inaintare si a necesarului de putere instalata la bord: Pescajul mic limiteaza diametrul maxim al propulsorului, ceea ce conduce la un randament

mic de propulsie. Observatia nu este valabila pentru cazul elicelor cu turatii mari, la carerestrictiile impuse diametrului nu mai sunt la fel de dure

O latime mai mare determina o crestere a greutatii corpului, ca urmare a esantionajuluifundului si puntii

Stabilitatea initiala este mai buna ca urmare a faptului ca raza metacentrului MTB este mai

mare. Bratul momentului de redresare KG la nava de latime mai mare are o panta initiala mai mare

insa poate avea un domeniu mai mic Un pescaj mai mic ceea ce este de preferat atunci cand opereaza restrictii in acest sens.

9) Precizati ce pasi trebuie urmati pentru determinarea pescajului si inaltimiide constructie a navei.

Pescajul T este adeseori limitat de adancimea insuficienta a senalului navigabil, indeosebipentru: Supertancuri, Bulk cariere, Nave fluviale.

Pescajul trebuie sa satisfaca ecuatiaDaca nu sunt restrictii suplimentare, pescajul se adopta la o valoare astfel incat raportul

B/T (1,8 4) sa permita satisfacerea conditiei de stabilitate initiala.Avantajele unor pescaje mari sunt: Posibilitatea unei elice cu diametru mare, in conditiile in care spatiul disponibil pana la

cosul pupa si/sau planul de baza ramane la o valoare generoasa

Inaltimea de constuctie D este utilizata in aceasta faza a proiectului pentru a determinavolumul carenei si bordul liber.

Primul pas in procesul stabilirii inaltimii de constructie, este acela al adoptarii unei valoriinitiale pentru D, valoare care este verificata apoi in trei moduri: Bordul liber , exprimat ca diferenta dintre inaltimea de constructie si pescaj, este limitat

inferior ca valoare. Calculul de bord liber dupa reglementarile in vigoare are rolul de averifica daca inaltimea de constructie asociata pescajului navei este admisibila sau nu

Se verifica daca inaltimea de constructie adoptata poate asigura necesarul de volum subpuntea principala precum si volumul impus pentru magaziile de marfa

B L B d C

T R f B T

B L B T C


6/39

6

Se verifica, pe baza formulelor statistice stabilite pentru nave similare, pozitia centrului degreutate (care depinde de inaltimea de constructie. Dupa aceasta, se verifica valoareainaltimii metacentrice: GM = MB GB.

10) Ce influenta are inaltimea de constructie asupra caracteristicilor generaleale navei? Dar bordul liber?

Inaltimea de constuctie D este utilizata pentru a determina volumul carenei si bordul liber.Inaltimea de constructie trebuie considerata si din punctul de vedere al rezistentei

generale: Daca inaltimea de constructie scade, pentru a se asigura acelasi modul de rezistenta

transversal, ar trebui ca dimensiunile (grosimile) puntii si fundului sa fie majorate . Societatile de clasificare recomanda in mod uzual anumite valori pentru raportul L/D. De

exemplu, Germanischer Lloyd prescrie un interval cuprins intre 10 si16 Cu toate acestea, in proiectare se poate merge si la valori superioare limitei maxime, singura

conditie care trebuie insa satisfacuta este aceea a efectuarii unui calcul detaliat de rezistentastructurala

Efectul bordului liber asupra caracteristicilor navei Bordul liber influenteaza urmatoarele caracteristici ale navei:

a) Rezerva de flotabilitate in conditii de avarieb) Stabilitatea intacta (caracteristicile bratului momentului de redresare)c) Stabilitatea de avarie.

Un bord liber mare determina o imbunatatire a stabilitatii ; Considerarea acestei inflente este greu de realizat in faza de proiectare. Deoarece din

ratiuni de cost, volumul necesar minim de sub puntea principala nu trebuie depasit, doar oscadere a latimii ar putea compensa cresterea inaltimii de constructie, deci a bordului liber.

Figura 22. Bordul liber marit si o latimescazuta determina o scadere aperformantelor de stabilitate

Solutia este destul de putin folosita, cata vreme ea implica o crestere a volumului de subpuntea principala. Cu toate acestea, in practica proiectarii solutia practica este aceea a

includerii suprastructurii in calculul bratului momentului de redresare ori a utilizarii uneisuprastructuri extinse din bord in bord (Fig.23)

Figura 23. Bordul liber majorat desuprastructura aditionala


7/39

7

Prin majorarea inaltimii de constructie si scaderea latimii navei , se vor deprecia atatstabilitatea initiala cat si bratul momentului de redresare

Stabilitatea va putea fi imbunatatita numai daca formele partii imerse si pozitia centruluide greutate raman neschimbate iar bordul liber creste

Majorarea inaltimii de constructie conduce la cresterea masei corpului gol, ceea ce aducemarirea pescajul si cresterea rezistentei la inaintare

12) Planul de forme; curbele planului de forme.

Plane de referin

Fig. 33 Plane de

proiectie aleplanului deforme

Fig. 34 Curbele planului de forme


8/39

8

Planul de forme este reprzentarea grafic prin seciuni longitudinale, transversale iorizontale a suprafeei teoretice a corpului navei.

Planul de forme cuprinde trei familii de curbe: Longitudinalul planului de forme format din curbele definite de intersecia suprafeei

teoretice a corpului navei cu planurile paralele cu PD. Curbele astfel obinute se numesclongitudinale i se noteaz de la PD spre borduri cu: I, II, III

Transversalul planului de forme format din curbele definite de intersecia suprafeeiteoretice a corpului navei cu planuri paralele cu planul cuplului maestru. Curbele astfelobinute se numesc cuple teoretice i se noteaz de la pupa spre prova cu: 0, 1, 2, , 20.

Orizontalul planului de forme format din curbele definite de intersecia suprafeeiteoretice a corpului navei cu planurile paralele cu PB. Curbele astfel obinute se numesc liniide apa sau plutiri i se noteaz de la PB cu: 0, 1, 2, , 10.

13) Functii de aproximare. Semnificatia fizica a curbelor Spline.

CURBE SPLINE In procesul generarii formelor sunt utilizate o serie de curbe si suprafete trasate pe baza

unui set de puncte furnizate de utilizator Aproximarea presupune divizarea unui anume interval intr-o serie de subintervale pentru

care se construiesc curbe de aproximare. Fiecare curba de aproximare are propria expresie analitica Curburile acestora nu trebuie sa aiba variatii excesive (trebuie sa fie aviate) Cele mai multe dintre functiile de interpolare polinomiala au tendinta de a oscila in jurul

punctelor initiale In general o curba este dificil sa fie definita printr-o singura functie analitica

a) Functii spline cubice Curba spline are semnificatia fizica a unui flexibil elastic utilizat la trasarea unei curbe

printr-un set de puncte date Fortarea flexibilului sa treaca prin punctele date se realizeaza prin intermediul unor

greutati (motani) Maniera de fixare a flexibilului poate fi considerata a fi una fixa Ansamblul format din flexibil si motani este asimilat unei grinzi elastice simplu sprijinite


9/39

9

Semnificatia fizica a functiei spline este aceea a unei grinzi elastice, care satisface ecuatialui Euler:

b) Functii spline tensionate Reprezentarea matematic a funciei spline tensionate are la baz o ecuaie diferenial a

crei formulare implic cunoaterea valorilor derivatelor de ordinul al doilea n noduri Pe de alt parte, reprezentarea soluiei implic i cunoaterea valorilor funciei n

respectivele noduri. Prin impunerea condiiei de continuitate, rezult un sistem de ecuaii tridiagonal avnd ca

necunoscute valorile derivatelor de ordinul al doilea

Se va defini funcia spline tensionat; Se ncearc definirea unei funcii reale avnd primeledou derivate continue i care ndeplinete condiia:

Presupunnd n plus existena unei constante nenule, , numit factor de tensionare, se va ncerca s se obin funcia de interpolare astfel nct funcia (necesar continu) sadmit o variaie liniar pe fiecare dintre intervalele

Asta nseamn c pentru

c) Functii B-splline

Functiile B-spline pot fi obtinute si exprimate sub diferite forme. Cea mai convenabiladefinitie apartine lui Cox (1971) si de Boor (1972) .

Formula recursiva a functiei B-spline de ordinulk, normalizate de i ori este de forma:

Din relatia recursiva Cox-de Boor se poate observa ca pentru a calcula baza de functii de

ordinul k , trebuie calculate toate bazele de functii de ordin inferior, pana la 1.

EI M x

R x

ni y x f ii ,,2,1,

'' 2 f f 1, ii x x

1 ii x x x

i

iii

i

iii h

x x y x f

h x x

y x f x f x f 121122 """

1,1

, , 1 1, 11 1

1 daca

0 in alte conditii

1 1

i ii

i i k i k i k i k

i k i i k i

x t x N t

t x x t N t N t N t i n

x x x x


10/39

10

14) Descrierea analitica a formelor, exemplificati cum se genereaza un corp denava cu un set de curbe (Taylor, Weinblum sau Iacovlev).

a) Curbele combinate Taylor Curbele Taylor se folosesc separat pentru zona prova i zona pupa, pentru descrierea

analitic a liniilor de plutire, sau a cuplelor.Expresia analitic a semilimii navei este dat de:

n care ymax este semilimea maxim, L prova este lungimea prii prova msurat de la ultimaseciune cilindric,a i c sunt coeficieni care trebuie determinai, la fel ca i exponenii m i n

n figura este prezentat forma caracteristic a unei linii de plutire, de lungime L prova , n zona

prova a navei:

Originea O1 este considerat n dreptul ultimei seciuni transversale a zo nei cilindrice,dinspre prova. Se observ c pentru x=L prova , y=0 i conform ecuaiei (1), se obine:

Relaie care, nlocuit n (1) conduce la:

n continuare, se determin aria suprafeei plutirii de lungime L prova :

Se definete apoi si coeficientul de finee al suprafeei plutirii prova:

relaii din care se obine expresia coeficientului de finee al suprafeei plutirii prova:

n

prova

m

prova L x

c L

xa y y 1max

1c a

n

prova

m

prova L x

a L

xa y y )1(1max

max0 0

max max

1 ( 1)

( 1) 11 .

1 ( 1) 1 1

prova prova

prova

m n L L

WL prova prova

prova prova prova prova

x x A y dx y a a dx

L L

a a a a y L L L y L

m n m n

max y L

AC

prova

WLW

prova

prova


11/39

11

b) Curbele polinomiale Taylor

Pentru descrierea curbelor planului de forme, se utilizeaza polinomul :

Dac se alege originea sistemului de axe ca n fig.47, atunci pentru x=0, y=y max i

nlocuind cele dou condiii n relaia (7) rezult a 0=1, a 1=0. De asemenea, pentru x=L prova , y=0 i aplicnd (7) i innd cont c a 1=0, se obine egalitatea:

Pentru aplicaii concrete Taylor a propus un polinom de gradul 5:

Se impun condiiile:

,

Aplicnd condiia (9) se obine:

c) Curbele lui Weinblum

Curbele lui Weinblum se pot utiliza pentru descrierea separat a zonelor prova sau pupa,prin combinarea a dou parabole:

Dac se alege originea sistemului de axe ca n Fig.47, atunci pentru x=L prova , y=0 i rezultc una dintre parantezele ptrate ale relaiei (15) trebuie s fie nul, deci a=1 . n consecin,expresia de mai sus devine:

11

11

na

ma

C provaW

01

1

1max ... a L xa

L xa

L xa y y

prova

n

provan

n

provan

0dxdy

01... 21 aaa nn

012345 aaaa

max0

y LC dx y A prova L

W WL

prova

prova prova

prova L x E dxdy

tgi 022

dx yd

max2345max 13456 y LC aaaa

L y A provaW provaWL prova prova

134562345 aaaaC

provaW

n

prova

m

prova L xc

L xa y y 11max


12/39

12

d) Curbele lui Iacovlev

n metodele anterioare, expresiile analitice ale curbelor erau valabile pentru zona prova, saupupa. Iacovlev a propus o ecuaie a liniei de plutire care este valabil pe ntreaga lungime anavei:

Sistemul de axe de coordonate este prezentat n figura, n care abscisa x 0 corespunde valoriimaxime a semilimii,y max .

15) Definirea caracteristicilor generale ale navei

Cand se proiecteaza formele, se cunosc dimensiunile principale ale navei (L, B, T, C B) sipozitia aproximativa a centrului de carena si posibil inaltimea metacentrica KM (Fig.49)

Fig.49 Curba ariilorsectiunilor transversale

n

prova

m

prova L x

c L

x y y 11max

.)1)(1(1

111

11

max

max0max

nmnmc

mm

L y

nm

c

n

c

m L y ydx y LC A

prova

prova

L

provaW WL

prova

prova prova

)1)(1(1 nmnmc

mm

C provaW

pnm

s L x

L x

k y

1


13/39

13

Cu toate acestea, designerul are o libertate in alegerea lui CB(dar cu restrictii date derezistenta la inaintare, viteza, stabilitatea, dimensiunile maxime impuse prin tema de proiect),caz in care modificarea luiCBse manifesta sub forma unor modificari ale pescajului (variatiimici), sau schimbarea majora a formelor prin extinderea sau restrangerea zonei cilindrice.

De cele mai multe ori, forma navei in mod initial se defineste pe baza cerintelor de viteza a

navei la navigatia in apa calma. Apoi forma se ajusteaza functie de celelalte caracteristici alenavigatiei:

Rezistenta aditionala la navigatia in valuri Manevrabilitatea navei se poate ajusta prin bow thruster, carme active Stabilitatea de drum se poate ajusta prin apendici Amortizarea ruliului se poate ajusta prin sisteme dinamice sau chile de ruliu Performante bune de seakeeping: dinamica navei in mare reala, efectele asociate

slamming-ului (se poate elimina printr-un pescaj prova corespunzator) Dimensiunea volumului de sub puntea principala.

Fac abstractie de la cele de mai sus navele tehnice la care viteza nu este o cerintamandatorie. Nave tehnice: Remorchere forta maxima de remorcare Dragi capacitatea de excavare Hopper dredger viteza de deplasare si capacitatea de excavare Pipe laying viteza de instalare a tevilor (lungimea sectiei de sudare) Cable laying lungimea maxima a cablului transportat Pescadoare Nave depoluare Macarale plutitoare

Cu toate acestea, printr-o distribuire convenabila a deplasamentului pe lungimea navei (i.e.forma curbei ariilor sectiunilor transversale) si prin alegerea corespunzatoare a coeficientuluisectiunii maestre (Fig.50), ramane totusi o doza mare de libertate in profilarea extremitatilor.

Trasarea planului de forme presupune, prin urmare, acordarea unei atentii deosebitepentru:

Forma curbei sectiunilor transversale, Proeminenta umerilor hidrodinamici; Valoarea coeficientului sectiunii maestre si forma sectiunii maestre;


14/39

14

Forma sectiunilor transversale si a liniilor de apa la prova; Forme particulare de prove:

(a) Bulburi(b) Prove parabolice

Forma pupei, forma sectiunilor transversale si a liniilor de apa la pupa

Definirea geometrica a umerilor si alegerea corecta a lungimilor de intrare si de iesire inconcordanta cu forma si dimensiunea zonei cilindrice precum si cu pozitia abscisei centrului decarena influenteaza valoarea coeficientilor rezistentei la inaintare

Pozitionarea preliminara a absciselor centrelor de greutate si de carena

Pozitia abscisei centrului de greutate xG poate fi aproximata pe baza planului de amenajaria navei si, din punctul de vedere al rezistentei optime, ea trebuie sa corespunda pozitieiabscisei centrului de plutire (nava pe asieta dreapta randament maxim elice, rezistenta la

inaintare minima) Aceasta pozitie optima a centrului de carena depinde doar de formele navei, prin ajustareaformelor pupa si prova se poate realiza o deplasare a centrului de carena in pozitia dorita.

In practica, cele doua abscise nu coincid aproape niciodata (nici chiar pentru conditiile deproiectare!) abaterile dintre cele doua fiind determinate in general de multitudineacazurilor de incarcare. O variatie a centrului de greutate al navei se face si pe duratavoiajului prin diminuarea rezervelor (combustibil). Urmare a acestui lucru, se obtine o marevarietate de pozitii pentru centrul de greutate, pentru o pozitie aproape stabila a absciseicentrului de carena la un unghi de trim dat.

Pozitionarea preliminara a abscisei centrului de greutate a marfii

Pentru ca unghiul de trim sa ramana la valori pozitive cat mai mici posibil, ar trebuicontrolata si pozitia centrul de greutate al deadweight-ului si a marfii ambarcate, printr-o seriede masuri:

Amplasarea marfurilor corespunzator, astfel incat centrul de greutate al navei sa rezulte catmai aproape de centrul de carena dar in spatele acestuia; (vrachiere alternant loading)

Proiectarea unor forme pupa prova astfel incat centrul de carena sa fie situat cat maiaproape de sectiunea maestra;

Adoptarea unui sistem de propusie compact care sa permita amplasarea peretelui prova alCM cat mai in pupa

Numarul tancurilor de combustibil sa fie cat mai mare pentru a putea modifica centrul degreutate a lui prin mutarea acestuia; dar fara a depasi volumul de combustibil necesarvoiajului cel mai lung impus prin tema de proiect

Numarul de tancuri de balast/apa tehnuca sa fie mai mare astfel incat sa se permitacorectarea asietei pe perioada voiajului, de asemenea masa balastului impusa/limitata prinnavigatia in balast

Divizarea picului prova in doua tancuri de balast pentru o mai fina ajustare a asietei


15/39

15

In aceasta etapam, pe baza dimensiunilor principale L, B, T, CB se adopta dimensiuniledefinitorii ale navei:

Lungimea zonei cilindrice (Parallel Mid Body) Curba ariilor sectiunilor transversale AT(x) prin integrarea acesteia se obtine volumul

carenei si se verifica valoarea CB; Se adopta curba ariilor plutirilor AW(z) prin integrarea acesteia se obtine volumul carenei

si se verifica valoarea CB; Pozitia centrului de carena in relatie cu pozitia centrului de greutate a navei la plina

incarcare. Se verifica curba ariilor plutirilor

Se adopta selatura puntii pe directie longitudinala si transversala. Lipsa selaturiilongitudinale prova penalizeaza inaltimea bordului liber. Lipsa selaturii transversale penalizeazaaria freeing ports o dubleaza.

Se adopta dimensiunile pentru teuga si duneta. Lipsa teugii penalizeaza drastic inaltimea

bordului liber. Volumele suplimentare ale teugii si dunetii sunt luate in calcul la stabilitatea deavarie a naveiSe adopta forma curbelor principale ale navei:

Zona fundului plat sufera corectii ulterioare functie de formele prova pupa Zona bordului plat sufera corectii ulterioare functie de formele prova pupa Forma puntii principale sufera corectii ulterioare functie de formele prova pupa

16) Definirea formelor in zona centrala

Proiectarea sectiunii maestreSe adopta forma sectiuni maestre fuctie de tipul navei (viteza si CB definitorii). La navelecomerciale fundul este plat din planul diametral pana la gurna. La navele rapide (CB foarte mic)poate apare fundul stelat partial; zona chilei este plata (b = 0.8 + 0.5 L / 100) urmata deinclinare acestuia pana la gurna. La navele de agrement se prefera eliminarea totala a funduluiplat si a bordului plat, raza gurnei are valori comparabile cu D/2

Valoarea razei gurnei in cazul navelor fara fund inclinat sau fara zona de tranzitie se poatedetermina cu ajutorul relatiei:


16/39

16

In cazul in care se adopta raza gurnei, se poate de poate deci determina valoarea lui CM :

Se determina inaltimea dublui fund in conformitate cu SOLAS

Se adopta raza gurnei in jurul valorii inaltimea dublui fund, se ajusteaza curbele FOS si FOBSe determina si se compara cu valoarea adoptata initial

17)

Definirea formelor prova - forme de etrave Cand se discuta de formele navei la prova, se analizeaza doua aspecte:

Forma proiectiei provei in PD (profilul etravei proiectat in PD) Forma cuplelor in zona provei

Profilul etravei proiectat in PD (Profilul stem-ului)Formele provei se clasifica in:

Etrave normale (prove fara bulb) Prove cu bulb Forme cu bulburi speciale

Etrave normalea) Etrave dreapte , verticale, (utilizate prima data in 1840 in Statele Unite, apoi adoptate rapid

si in alte tari) Forma a fost considerata drept una conventionala pana in anii 30 ai secolului trecut

b) Etrave inclinate (atat in apa cat si in afara acesteia) - formele Maier. Unghiurile de inclinareimers si emers au fost, la inceput, diferite.

Practica a demonstrat ca taietura dead wood a determinat o reducere a rezistentei lainaintare

Formele Maier introduse in anii 30 combinate cu formele V ale coastelor au condus la

scaderi semnificative ale rezistentei de frecare (Fig.52).


17/39

17

Etravele inclinate au determinat o serie de avantaje: Efectul de despicare a apei micsorarea rezistentei de forma Cresterea rezervei de flotabilitate Protectie superioara la coliziune

Estetica imbunatatita, indeosebi cand linia etravei este concava La navele fluviale, sau la cele la care lungimea maxima este limitata, unghiul de inclinare aetravei este pastrat inca la valori moderate

Forma sectiunilor transversale la navele cu etrave normale Formele sectiunilor tranversale sunt impartite in trei categorii: Forme U

Forme V Forme combinate U,V

Pentru ilustrarea diferentelor, Fig.53 prezinta comparativ o forma extrema U si una extremaV.Formele au :

aceeasi arie transversala sub linia de plutire acelasi pescaj masurat pana la linia puntii in bord acelasi unghi de intersectie cu puntea

Avantajele formelor V Volum marit in zona superioara a corpului (sub puntea principala) Latime mai mare in zona plutirii de plina incarcare (la CWL), prin urmare moment de inertie

al ariei plutirii mai mare si o ordonata mai mare a centrului de carena (ambele determinaun brat mai mare al momentului de redresare)


18/39

18

Suprafata bordului mai mica si un consum mai mic Suprafete curbate minime, costuri mai mici de fabricatie a corpului Performante superioare de seakeeping datorita rezervei superioare de flotabilitate suprafata marita a puntii pricipale important in cazul in care nava este destinata

transportului containerelor pe punte, pasagere, portavioane Cantitati mai mici de balast prova pentru asigurarea pescajului prova Indepartarea din prova a fundului plat Lungirea zonei prova pentru o trecere graduala la zona cilindrica

Dezavantaje Formele V la prova conduc la o crestere a rezistentei de val si la o scadere a componentei

de frecare. Per ansamblu, rezistenta totala la inaintare creste fata de formele U. Formele Vau un efect favorabil asupra rezistentei la inaintare doar intr-o mica zona

18) Definirea formelor prova forme sectiuni transversale deasupra apei

Cerintele armatorilor conduc adesea la o forma evazata pronuntata deasupra liniei deplutire indeosebi cand:

Se impune dispunerea de containere pe punte Sinele macaraleor capra sunt extinse pana la prova primei magazii La navele ferry sau ro-ro la care se impune un spatiu de intrare a materialului rulant in

regiunea CWL, imediat in pupa extremitatii prova

a)

Forma evazata pronuntata a sectiunilor transversale deasupra liniei de plutire areavantajele: Previne ambarcarea de apa pe punte (green water) Contribuie la cresterea rezervei de flotabilitate Contribuie la reducerea amplitudinii miscarii de tangaj Conduce la cresterea bratului momentului

b) si dezavantajele: Favorizeaza aparitia fenomenelor de spray Implica consumuri mai mari de otel la constructia corpului Micsorarea inaltimii metacentrice


19/39

19

19) Definirea formelor prova forma liniilor de apa in prova

Principala caracteristica a liniilor de apa este semiunghiul de intrare i E masurat in raport cu PD.Semiunghiul de intrare i E este dependent de: forma sectiunilor transversale curba sectiunilor transversale latimea navei (Fig.56)

Forma la prova a liniei de apa de plina incarcare, CWL Raza de curbura a liniei de plina incarcare la intrarea in PD trebuie sa fie cat mai mica.

Forma ei depinde de solutia constructiva a corpului Uzual, utilizarea profilelor circulare pline la etrava permite obtinerea unor raze minime In cazul in care nu se utilizeaza etrave laminate, tablele bordajului trebuie curbate, situatie

in care raza minima este de circa 3-4 ori mai mare decat grosimea tablelor. Cand se foloseste etrava laminata, cordoanele de sudura a tablelor bordajului de aceasta

trebuie sa fie de tip penetrare totala In acest caz, planul plutirii de plina incarcare se termina putin in spatele perpendicularei

prova ceea ce ar putea determina o lungime intre perpendiculare mai mica. Perpendicularaprova va fi definita in raport cu extremitatea pupa a profilului laminat (Fig.57).

Etrava laminata Deasupra liniei de plina incarcare raza de racordare a etravei trebuie, pe cat posibil, sa fie

mentinuta la valori mici din cauza influentei pe care o are asupra rezistentei de val. In corespondenta puntii principale, R=0.08B/2 pentru CB 0.72 Sub linia de plutire de plina incarcare, raza poate sa creasca

Prove parabolice Etravele parabolice s-au impus in cazul navelor cu rapoarte B/T mari (nave tanc si bulk-

carrier) si cu CB>0.8 si Fr< 0.18


20/39

20

Navele cu aceste forme de prova au liniile de apa de elipse la care semiaxa mica este egalacu latimea navei.

Pentru imbunatatirea curgerii in jurul acestui tip de prova, profilul etravei in plan orizontaltrebuie sa fie rotunjit. Acest lucru detrmina un deplasament relativ mare in vecinatateaperpendicularei prova si niste umeri prova moderati, plasati mai in spate decat in cazul

altor forme, la care etravele sunt mai ascutite Provele parabolice pot fi prevazute si cu bulb, situatie in care se utilizeaza bulbi cilindrici Experimente comparative pe corpuri de vrachiere au demonstrat superioritatea formelor

parabolice in cazul navelor cu CB>0.8 si cu rapoarte L/B mici, in domeniul Fn=0.11 0.18

20) Definirea formelor prova forma bulb

Provele cu bulb sunt caracterizate de:a) Forma sectiuniib) Proiectia pe planul diametralc) Lungimea proiectata in fata perpendicularei provad) Pozitia axelor bulbuluie) Raportul ariilor transversale (a bulbului si a navei)f) Racorsarea cu corpul

Unele dintre aceste carateristici pot fi exprimate prin cifre. Forma sectiunii orizontale

a) cilindriceb) elipticec) nabla


21/39

21

Bulburile cilindrice si cele eliptice, extinse substantial in amonte de perpendiculara provapot fi usor combinate cu formele U-V ale provei

Ele sunt preferate din cauza complicatiilor tehnologice reduse

Forma sectiunii transversale:a) Tip D bulburi tip Taylor (forma etravei nu se modifica, apare o deformare doar pe directiatransversala a formelor navei nu se mai utilizeaza) ; tip para

b) Tip O bulburi tip eliptic, cilindric) Tip V bulbul cu forma cea mai utilizata din cauza valului prova generat.

Raportul optim dintre proiectia bulbului in PD si forma sectiunii transversale a acestuiapoate fi determinat doar prin simulari CFD

Bulburile nabla sunt preferate datorita valului prova considerabil produs sea keeping - sidatorita riscului redus de slamming

Pentru ca liniile de apa inferioare sunt caracterizate de semiunghiuri de intrare mici, efectulacestor bulburi la navigatia in balast este similar unei prove fara bulb, alungite. Lucrulacesta permite evitarea fenomenului de spray si determina o rezistenta la inaintare redusa

Bulburile nabla pot fi usor acomodate de forme V ale provei

Bubl nabla


22/39

22

Bulburi extinse deasupra liniei de plutire de plina incarcare (forme gooseneck)

Fata superioara a bulbului poate determina o crestere a rezistentei la inaintare datoritaefectelor turbionare induse

Efectul formei gooseneck este similar efectului indus de o aripa care orienteaza curentul

catre planul de baza al navei; se micsoreaza valul de prova

In cazul bulburilor gooseneck, autoritatea poate impune ca perpendiculara prova sa fieconsiderata la intersectiaconturuluibulbului cu CWL

Spre deosebire de bulburile complet imersate, in acest caz, se poate ajunge la o lungime decalcul mai mare (lucru nedorit ??)

In acest caz, daca inaltimea bulbului este > 85% D (freeboard length) atunci erava navei seconsidera extremitatea prova a bulbului.

Lungimea proiectata a bulbului

Lungimea proiectata in fata perpendicularei prova depinde de forma bulbului si de numarulFroude

Din motive de siguranta, bulbul nu trebuie sa se proiecteze longitudinal in afara punctuluicel mai de sus al etravei; literatura recomanda o valoare de 20%B pentru lungimeaproiectata a bulbului

Depasirea acestei valori conduce la o imbunatatire doar neglijabila a rezistentei la inaintare


23/39

23

Axa longitudinala a bulbului Axa bulbului nu este definita precis. Ea ar trebui sa fie orientata catre in jos mergand catre

pupa, astfel incat sa genereze linii de curent descendente care anuleaza valul de prova.Aceasta observatie este valabila si in ce priveste linia latimilor maxime a bulbului

Inclinarea liniilor de curent imediat in spatele etravei este mult mai pronuntata la navele cuforme pline decat la cele cu forme fine. Prin urmare, la navele cu forme pline, parteaconcava dintre bulb si corp trebuie orientata foarte in scurt catre aval.

Raportul ariilor Raportul ABT /AM este definit ca raport al ariilor bulbului la perpendiculara prova si a

sectiunii maestre. La pescajul de plina incarcare influenta bulbului asupra rezistenta navei creste odata cu

cresterea raportului ariilor.a) Pe de alta parte, scaderea acestui raport poate sa determine: Scaderea rezistentei la

pescajul de balast

b) Evitarea unui slamming pronuntatc) Posibilitatea lansarii ancorei fara riscuri

Bulburile cu sectiuni transversale prea mari pot determina cresterea rezistentei la inaintaredatorita efectelor asociate ale turbulentei

Raportul efectiv al ariilor poate avea valori peste medie in cazul in care bulbul este de tipgooseneck. Chiar daca aria dispusa deasupra liniei de plina incarcare nu este inclusa in ABT, ea poate determina reduceri importante ale rezistentei la inaintare, in coditiile in careforma bulbului este proiectata corect.

Racordarea bulbului cu corpul Poate fi realizata fie aviat, fie printr-o linie de discontinuitate (in cazul bulburilor incastrate) Trecerile aviate conduc la rezistente la inaintare minime. Cand se compara o prova cu bulb cu una fara, trebuie ca lungimea la plutire este aceeasi in

ambele cazuri Literatura stipuleaza faptul ca bulbul poate determina o reducere a rezistentei la inaintare

in domeniul 0.17


24/39

24

Pe langa efectele hidrodinamice ale bulbului trebuie avut in vedere si celelalte efecte asupranavei (proiect, constructie, exploatare):

Rezistenta la inaintare la diferite pescaje Caracteristicile de seakeeping Caracteristicile de propulsie Stabilitatea de drum si manevrabilitatea Bow thruster (amplasare, eficienta, rezistenta aditionala) Asieta navei

Costurile aferente operatiunilor de confectionat si montaj a sectiilor prova Dirijarea ancorei Acomodarea sonarelor si a altor echipamente utilizate in activitatile de cercetare sau de

pescuit Navigatia in gheata intarituri de gheata

Dintre acestea, vor fi analizate:a) Navigatia in gheata in cazul navelor cu bulb

Forma si pozitia fetei superioare a bulbului sa permita stratului de gheata sa fie ridicat invederea indepartarii (navigatiei in gheturi sparte), se poate considera ca bulbul are o

influenta favorabila la navigatia in gheata petrolier spargator de gheata. La navigatia in gheata sparta de grosime moderata, prezenta bulbului prezinta avantajul,in raport cu provele conventionale, bulbul intoarce gheata cu fata uda catre corp(temperatura si coeficient de frecare mai mici). Lucrul acesta conduce la frecari mai micisi o uzura (abrasion corrosion) a tableror mai mica.

Bulbul nu se foloseste la spargatoarele de gheata deoarece prezinta pericolul blocarii ingheata.

b) Caracteristicile de seakeeping. Amortizarea miscarii de tangaj. In general, provele cu bulb determina reduceri ale

amplitudinii miscarii de tangaj, in special atunci cand bulbul are dimensiuniconsiderabile in raport cu AM.

Amortizarea este pronuntata inseosebi in zona de rezonanta, adica atunci candlungimea de val este comparabila cu lungimea navei, dar fenomnul este remarcat siin cazul valurilor cu lungimi mai mici

In cazul valurilor cu lungimi cuprinse intre (1.3 1.5)Lpp , navele cu bulb vordetermina o crestere a amplitudinii miscarii de pitch


25/39

25

Capacitatea de operare a navei fara reducerea puterii, chiar si in conditii de maremontata Bulburile tip V fac fata slamming-ului mai bine decat bulburile normale Atunci cand fata superioara a bulbului este una plata, este posibil slamming-ul pe

partea superioara la intrarea bulbului in apa Crestera necesarului de putere la navigatia in valuri

Navele cu bulb determina o crestere a rezistentei aditionale datorita valurilor, inciuda avantajelor legate de amortizarea miscarilor, cata vreme energia consumatapentru amortizare trebuie furnizata de echipamentul de propulsie (efect similarchilelor de ruliu)

Modificarea necesarului de putere la navele cu bulb fata de cele cu prova clasica, poate fiatribuita urmatorilor factori:

Modificarea rezistentei de presiune datorata efectului de deplasare indus de bulb a) Bulbul, prin partea lui superioara, actioneaza ca un profil hidrodinamic. Acest lucru

favorizeaza deplasarea curentului catre planul de baza, lucru care determina o scadere aamplitudinii valului provab) Deoarece efectul de aripa poate fi evitat cu greu, este recomandabil ca forma bulbului

sa fie atent studiata, asa incat avantajul acesta sa nu devina un dezavantaj Modificarea rezistentei de val spart. Profilarea corespunzatoare a bulbului poate

conduce la diminuarea a efectelor de wave-breaking sau de spray

21) Definirea formelor pupa tipuri pupa

Stabilirea formelor pupa este guvernata de urmatorii factori: Minimizarea rezistentei la inaintare Maximiizarea randamentului de propulsie prin asigurarea:

a) unui siaj uniform in discul propulsoruluib) unei relatii bune intre coeficientii de siaj si de suctiune (un bun randament al corpului,

H). Evitarea vibratiilor


26/39

26

Formele la pupa in cazul navelor de tip cargo Cand se discuta de formele la pupa navei, trebuie facuta o distinctie intre formele de

deasupra apei si cele de sub linia de plutire Istoric, definirea formelor partii emerse a parcurs urmatorii pasi de evolutie (Fig.66):

a) Pupe eliptice

b) Pupe de tip crucisatorc) Pupe oglindad) Alte forme speciale

Conturul pupei la cargouri. Pupa elliptica(1), pupa crucisator (2) si pupa oglinda (3)

Pupe eliptice Pana in anii 30, pupa eliptica a reprezentat forma conventionala a navelor de tip cargo Privita de sus, linia puntii avea forma eliptica, de unde si numele atribuit acestei forme Profilul pupa este aproape vertical pana la linia de plutire, continua similar putin peste linia

de plina incarcare, dupa care se deschide pentru a forma cosul pupa, fiind apoi frant printr-un knuckle in zona puntii principale

Aceasta varianta s-a mai folosit pama prin 1960 la remorchere, unde partea superioara aprofilului pupa este profilat evazat (in evantai) catre extremitatea pupa frantura aparefoarte evident la nivelul puntii principale, iar parapetul este inclinat catre interior

Pupa de tip crucisator A fost propusa in a doua jumatate a secolului 19 la navele militare, dar trecerea de la

pupele eliptice la cele de tip crucisator s-a produs treptat, abia in perioada interbelica Ideea principala a acestui tip de forma a fost aceea a coborarii masinii de carma sub puntea

blindata, care este situata aproximativ la inaltimea liniei de plutire Frantura de deasupra liniei de plutire a disparut la acest tip de forma


27/39

27

Pupa de tip crucisator are caracteristici de rezistenta la inaintare mai bune decat cele cupupa eliptica, motiv pentru care forma s-a impus si la navele comerciale

Lungimea la plutire la navele cu pupa de tip crucisator este mai mare decat Lpp.

Pupa oglinda

Pupa de tip oglinda (transom) poate fi privita atat ca o forma evoluata a pupei de tipcrucisator si cat si ca o dezvoltare a unei forme noi destinata navelor rapide

Caracterul de forma evoluata a pupei crucisator este dat de taietura extremitatii rotunjite acosului pupa

Forma a fost introdusa in principal pentru a se simplifica constructia corpului Sternul plat incepe aproximativ la inaltimea liniei de plutire de plina incarcare

a) Aportul pe care o forma de tip oglinda il aduce in reducerea rezistentei la inaintare semanifesta prin: Efectul alungirii virtuale a navei.

b) Posibilitatile bune de control al tangajului Unghiul de trim poate fi influentat foarte eficient prin utilizarea pupei in pana, (wedge).

Acest tip de forma asigura curentului in zona de separare de corp o componenta de vitezaorientata in jos, in felul acesta contribuind la reducerea amplitudinii valurilor de la pupanavei, deci un randament al propulsiei mai bun

Pe de alta parte insa, pupa in pana determina o presiune suplimentara pe prova, lucru carepoate determina efecte negative asupra performantelor de seakeeping

22) Definirea formelor pupa Recomandari de proiectare Separareacurentului la pupa.

Separarea la pupa este functie de formele pupa a navei, de viteza navei si de influentapropulsorului

Efectul de suctiune la navele cu o singura elice determina convergenta liniilor de curentcatre axul propulsorului

Lucrul acesta diminueaza sau chiar elimina riscul separatiei

Efectul propulsorului la navele cu doua elice favorizeaza separatia Aceasta este influentata de curbura corpului pe directia de curgere si de inclinarea liniilor

de curent in raport cu directia de inaintare a navei


28/39

28

Pentru limitarea separarii, trebuie evitati umerii proeminenti la pupa, iar in ceea ce privesteliniile de apa, trebuie evitat ca unghiul curentului in raport cu directia de mars sa nu depaseascavaloarea critica

Daca curentul urmareste liniile de apa, mai degraba decat longitudinalele, atunci criteriulunghiului dintre curentul de fluid si directia de mars nu mai este definitoriu

In acest caz se defineste fie un unghi diagonal, fie un unghi al unei linii de apa luate dreptreferinta

Unghiurile critice de separare masurate intre liniile apa si axa longitudinala a pupei de tipcrucisator sunt:

iR=20 , conform lui Baker. La valori superiare, separarea este inevitabila. iR=15 , conform lui Kempf. Este valoarea la care separarea incepe

In ce priveste liniile diagonale, se recomanda unghiuri mai mici de 20 Respectarea acestor doua conditii este adeseori imposibila, indeosebi in cazul navelor cu

forme pline

Cel mai dificil de indeplinit conditia de mai sus este in zona inferioara a cosului pupa(Fig.70)

Fig.70 Pozitia liniei de apa cu unghiul de iesire cel mai mare

In zonele unde curentul urmareste conturul longitudinalelor, nu exista riscul separarilor,indiferent de unghiul pe care il fac liniile de apa

Lucrul acesta este valabil pentru zonele de sub cosul pupa plat si in zona inferioara abulbului pupa

Daca se presupune existenta unui plan tangential la forma navei, unghiul dintre axalongitudinala a navei si acest plan tangential trebuie sa aiba o valoare minima

Liniile de apa de deasupra elicei trebuie sa fie drepte, iar zonele cu concavitati trebuieevitate pentru a se asigura unghiuri de iesire cat mai mici

Atunci cand realizarea unghiului de iesire optim este imposibila, este de preferat depasireasubstantiala a valorii acestuia pe o lungime mica, decat o depasire moderata pe o lungime mare

Acest lucru restrange zona inevitabila de separare (Fig.71) la o extindere minima.

Fig.71 Zona de separare deasupra propulsorului


29/39

29

Iesirea liniilor de apa in zona arborelui portelice trebuie sa fie cat se poate de ascutita(Fig.72)

Invelisul exterior trebuie sa se piarda rectiliniu in stern, sau in cel mai rau caz, sub ocurbura minima. Realizarea acestei conditii are avantajele:

a) Rezistenta la inaintare redusa si un randament propulsiv bunb) Regim silentios de functionare a elicei

Metode de reducere a unghiurilor de iesire a liniilor de apaa) Nave cu o singura elice

In cazul unei configuratii elice-carma clasice, unghiul de iesire a liniilor de apa poate firedus considerabil daca propulsorul este pozitionat cat mai catre pupa. In acest caz,este de preferat una din solutiile:

Utilizarea duzelor rotitoare, avand axul de rotatie montat in planul palelorpropulsorului

Duza rotitoare necesita un spatiu vertical de montare mai mare decat in cazulduzelor fixe (la care diametrul elicei si clearance-ul de la varful palelor sunt maimici)

Din aceasta cauza, randamentul de propulsie rezulta mai mic decat in cazulduzelor fixe

Propulsie azimutalab) Nave cu doua elice (cu carma in PD)

In cazul navelor cu doua linii de arbori si cu o singura carma in PD, este recomndabil capana carmei sa aiba o grosime relativa mai mare decat in mod normal

In felul acesta carma va induce un efect de alungire a corpului navei, cu efectebenefice asupra rezistentei la inaintare si asupra deplasamentului navei, fara caperformantele de manevrabilitate sa fie afectate (Fig.73)

Fig.73 Carma in PD la navele cu doua linii de arbori


30/39

30

23) Definirea formelor pupa Recomandari de proiectare Efectul de suctiuneal elicei.

Liniile in zona in care curentul intra in discul elicei trebuie sa fie proiectate astfel incatsuctiunea sa ramana la valori minime. In aceasta zona, elicea recupereaza o parte din energia

pierduta urmare a separarii. Din punctul de vedere al suctiunii, integrala de mai jos trebuie saaiba o valoare minima (Fig.74):

unde: - dS este elementul de suprafata elementului de invelis al corpului din vecinatatea elicei- este unghiul pe care il face invelisul corpului cu PD- a este distanta la elementul de suprafata masurata de la elice, x 2.

Fig.74 Efectul succtiunii elicei asuprainvelisului corpului

Prin urmare, este important ca liniile de apa la intrarea in discul propulsorului sa fie cat sepoate de fine

Liniile de apa pot avea zone de convexitate usoara, chiar daca lucrul acesta ar determina ununghi de iesire mai mare decat in cazul liniilor drepte

O alta modalitate de minimizare a suctiunii este aceea de a creste distanta dintre corp sibordul de atac al palelor

24) Definirea formelor pupa Recomandari de proiectare Amplasareapropulsorului fata de corpul navei.

sin x dsa


31/39

31

Cresterea distantei de carma, a : Prin aceasta se micsoreaza randamentul global depropulsie deoarece apare o micsorare a recuperarii componentei rotationale din curentul elicei.

Se recomanda ca distantele dintre corp si propulsor sa nu fie valori mult mai mari decatvalorile indicate prin relatiile de mai sus.

In cazul cand se folosesc suporti pentru carma se recomanda ca profilul acestuia sa fierotunjit in partea de sus pentru a diminua vibratiile induse datorita presiunii pulsatorii.

Distanta dintre etambou si axul carmei pentru fazele intiale de proiectare / determinaredimensiune ale corpului se recomanda in felul urmator:


32/39

32

25) Metode de proiectare a navei. Proiectarea pe linii

Aceasta metoda se bazeaza pe experienta proiectantului, la ora actuala nu se mai foloseste.Nava se proiecteaza integral de la zero.Prima etapa este adoptarea curbei ariilor transversale.

Acesta se poate face prin metoda trapezului. Aria trapezului impartita la aria dreptunghiuluide inaltime AT este egala cu CP. Daca aria trapezului se imparte la produsul BT se obtine CB.Aria totala a trapezului trebuie sa fie egala cu deplasamentul navei iar centrul ariel trebuie safie in corelatie cu pozitia centrului de carena.

Dimensiunile zonei prova si pupa se determina cu relatiile:

CPA is coeficientul prismatec pentru pupa; CPFcoeficientul prismatic pentru prova

Pentru dimensiunea zonei pupa se recomanda:

- Baker

- Alsen

Iar pentru dimensiunea zonei prova se recomanda:

Acest tip de recomandari sunt valabile doar pentru navele uzuale cu Fr 0.22 0.28 Daca dimensiunile navei sunt impuse (, L, B, T, xB) singura posibilitate de ajustare aformelor navei consta in modul cum se racordeaza laturile trapezului.

In cazul navelor rapide unde zona cilindrica are o lungime foarte mica sau lipseste anuncimetoda se transforma in cea triunghiului. In cazul navelor cu Fr > 0.3 se recomanda utilizareaacestei metode (Lap 1954)


33/39

33

In mod uzual este foarte dificil sa se respecte diagrama ariilor transversale la proiectareape linii. De obicei prin urmarirea obtinerii unor forme aviate vor apare differente intre pozitiacentrului de carena si modul cum se racordeaza zonele trapezului / triunghiului. Se impune cape masura ce se proiecteza forma corpului sa se verifice (inclusiv pe variantele intermediare)caracteristicile navei (CB, xB)

Din cauza metodei intuitive se considera satisfacator daca: abaterea de la deplasament 0.5% Pozitia centrului de carena 0.3Lpp% Maximum trim 0.2Lpp%

Stabilitatea noii nave treebuie verificata in toate stadiile de proiectare a corpului pentruconditiile critice de navigatie (plina incarcare, balast). Pentru fiecare caz in parte se calculeazamomentul de inertie a ariei plutirii pozitia centrului de carena si se estimeaza (defavorabil)pozitia centrului de greutate a navei.

Proiectarea pe linii prin modificarea unui model de referinta

Metoda de proiectare a navelor foarte des utilizataFormele corpului se obtin prin modificarea unui model de nava deja construit. Se poate ca

anumite parti din model sa fie copiate fara modificare la noul corp, de obicei apendicii(bulbul,etamboul, etc.). Similar se pot lua de la model intregi zone fara a fi modificate zone (pupaoglinda).

Avantaje: Metoda mult mai rapida; nu este nevoie sa se adopte curba sectiunilor transversale. Multe din caracteristicile modelului sunt similare cu cele ale noului corp.

Metode de modificare. Functie de rezultatul dorit se pot utiliza diferite metode de

modificare a modelului initial. Prin modificarea tabelului de trasaja) Modificare simpla proportionala. Lungimea, latimea si inaltimea de constructie se

modifica printr-un coeficient adoptat functie de dimensiunile impuse ale navei ce seproiecteaza

b) Modificare neproportionala. Coeficientul de modificare pe o directie variaza perespectiva directie


34/39

34

Prin intermediul unei ecuatii matematice

Modificarea proportionala pe fiecare directie este independenta, coeficientul de modificaredepinde de directie. In acest caz caracteristicile noii nava difera mult fata de prototip (raportele

intre dimensiuni, coefientul bloc, coeficientii prismatici, pozitia centrului de carena, nu mai suntaceleasi).

De obicei modificarea liniara este a formelor modelului este prima etapa in obtinerea noiinave.

Se intampla ca functie de nava dorita modelul folosit pentru formele prova sa difere demodelul folosit pentru formele pupa.

Coeficientul bloc al noii navei se obtine ca media aritmetica a coeficientilor bloc al partilordin prova si pupa

Pentru acest caz se se poate estima pozitia centrului carena cu:

Daca se considera si coeficientul sectiunii maestre poz. centrului de carena se calculeaza

In cazul in care se folosesc modele cu coeficientul sectiunii maestre diferit curba ariilortransversale prezinta o treapta

Se recomanda ca sa se redifineasca integral zona cilindrica a navei ca o valoare medie acelor doua.

La toate navele la care derivarea pe directiile X si Z s-a facut cu coeficienti diferiti serecomanda ca zona gurnei sa fie tranformata din elipsa in sfert de cerc


35/39

35

26) Metode de proiectare a navei. Proiectarea prin metoda interpolarii simetoda modificarii pescajului.

Metoda interpolarii

Este o metoda care combina doua model pentru a se obtine o nava total noua. Initial ambele modele se deriveaza independent pentru a se ajunge la dimensiunile degabarit ale noii nave

Fiecare punct din tabelul de trasaj se obtine ca o medie din tabelele de trasaj a celordoua nave prototip

O atentie deosebita trebuie avuta in zona umerilor hidrodinamici unde aceasta metodapoate atenuarea / disiparea lor in noua geometrie

Un alt efect nedorit poate fi aparitia a doi umeri hidrodinamice daca acesti suntamplasati pe pozitii diferite la navele prototip

Aceasta metoda se poate aplica si ponderat in momentul in care se doreste ca cele douanave prototip sa nu influenteze similar noul corp

Metoda de modificare a pescajului.

Prin modificarea pescajului o parte a corpului este eliminata sa adaugata prin modificareapescajului deci si acoeficientilor de finete ai navei.

In acest caz absolut toate caracteristicile de stabilitate ale noii nave se modifica si nu semai pot considera similar cu ai prototipului.

O modificare a coeficientului bloc va influenta: Lungimea intre perpedinculare a navei, linia etravei trebuie corectata


36/39

36

Trebuie verificata pozitionarea elicei, prin micsorarea pescajului propulsorul poate ajungein apropierea suprafetei libere.

Prin modificarea ariei plutirii momentul de inertie al acesteia se schimba -> trebuiedeterminata stabilitatea noului corp

27) Metode de proiectare a navei. Proiectarea prin metoda modificarii zoneicilindrice

O noua nava se poate obtine prin modificarea distantelor intre cuple = prin modificarealungimii zonei cilindrice dar pastrand distanta intre perpendiculare neschimbata.

Zona cilindrica se poate modifica diferentiat catre prova si catre pupa pentru a se aducecentrul de carena in pozitia dorita.

In acest caz se poate determina exact caracteristicile noii nave

Daca simultan cu modificarea zonei cilindrice se modifica si dimensiunile navei relatia demai sus devine:

Noul coeficient bloc al navei va fi:

Prin marirea zonei centrale se va mari CB, in mod similar se poate micsora lungimea zoneicilindrice pentru a se obtine o nava mai fina. Micsorarea lungimii trebuie sa se faca doar in zonacilindrica deoarece altfel va apare o cuta la imbinarea zonelor ramase.


37/39

37

28) Metode de proiectare a navei. Proiectarea prin metoda pozitiei cuplelor sia liniilor de apa.

Metoda se bazeaza pe modificarea pozitiilor cuplelor spre prova si spre pupa astfel incatacestea sa corespunda pentru o diferita curba a ariilor transversale. Cu alte cuvinte, se adopta onoua curba a ariilor transversale si nava model se va adapta la noua curba de variatie a ariilortransversale.

Forma finala a corpului se va face pe baza metodei proiectarii pe linii

In zona pupa se impune ca pozitia elicei sa ramana neschimbata, in acest caz se poateadopta o modificare a punctului 0 al parabolei in discul elicei.

Modificarea ariilor transversale poate fi facuta pe baza unei parabole de gradul 4 pe zonapupa / prova.

Inaltimea s a parabolei se poate determina din variatia impusa a deplasamentului

Si a CBpentru partea pupa / prova:

Prin rezolvarea sistemului se abtine pentru s:

Unde: k ~ 0.7 pentru CP < 0.6 k ~ 0.7 ( CP 0.6)2 4.4 pentru CP > 0.6


38/39

38

Modificarea pozitiilor liniilor de apa pe baza curbelor parabolice Metoda similara cu precedenta dar modificarea se face de-a lungul axei Z

In acest caz se pot vorbi de doua tipuri de modificari: Modificare cu schimbarea deplasamentului Fara modificarea deplasamentului

In ambele cazuri se realizeaza schimbarea formei cuplelor prin deplasarea pe verticala a

volumelorDe obicei modificarea volumului carenei se face considerand fix doua puncte ( ex WL0 si

WL8) si abordand o noua curba a ariilor plutirilor ce trece prin punctele considerate fixe. Dacaariile cuprinse intre vechea si noua curba a ariilor plutirii deasupra si sub punctul fix sunt egaleatunci deplasamentul navei nu se modifica.

De obicei punctul fix superior se alege functie de forma etamboului pentru a avea oinfluenta minima a curgerii pupa. De obicei formele pupa, in special in jurul tubului etamboutrebuiesc reproiectate.

Aceasta metoda permit o modificare foarte usoara a formelor V in forme U si viceversa.In cazul in care se alege punctul fix superior in dreptul suprafetei libere atunci variatiadeplasamentului se poate determina cu o relatie de forma:

In mod similar se determina variatia in CBcu relatia:

In care s este deplasarea maxima a curbei ariilor plutirii; and k ~ 0.45


39/39

Concluzii

Modificarea liniara a dimensiunilor modelului cu folosirea de modele diferite prova sipupa. Aceasta metoda este posibila daca modelul initial are acelasi CBsi xBcu a navei dorite

sau daca prin folosirea a doua modele se ajunge la caracteristicile dorite. Modificarea prin interpolarea a doua modele. Aceasta metoda permite obtinerea unui C Bintermediar celor doua modele. Prin alegerea unui coeficient de interpolare corespunzatorse obtine CBdorit. Nu exista posibilitatea de a ajusta pozitia centrului de carena, exstaposibilitae de a paritie a unor umeri hidrodinamici suplimentari

Modificarea liniara a pozitiilor plutirilor . Metoda doar pentru variatii mici ale CB( CB

HFN - teorie.docx

Documents

Transcript of HFN - teorie.docx