Rezistența la înaintare a navei

1. CALCULUL REZISTENTEI LA INAINTARE

O nava difera fata de alte structuri mari ingineresti prin faptul ca, in afara altor functiuni pe care trebuie sa le indeplineasca, trebuie proiectata de asa maniera incat sa se deplaseze eficient in apa, utilizand o forta externa minima (de propulsie).

Pe parcursul a catorva mii de ani, proiectantii si constructorii de nave cu vele au utilizat reguli empirice si experienta acumulata, bazate pe suprafata cuplului maestru pentru a dimensiona si amplasa suprafata velaturii necesare pentru propulsie.

Forma (geometria corpului) si amplasarea velaturii erau alese pe baza experientei si nu a teoriei (relatiilor de calcul).

Odata cu aparitia masinilor cu abur si a constructiilor mari din otel – la mijlocul anilor 1800 – a devenit clar ca o abordare mai riguroasa este necesara.

In general, pentru o nava, implicatiile sunt :

- Dimensiuni, tonaj, deadweight;

- Siguranta si fiabilitate;

- Viteza > Rezistenta la inaintare > Variante de propulsie;

- Seakeeping > confort la bord > limite de operationabilitate;

- Manevrabilitate > capacitate de manevrare, stabilitate de drum;

- Vibratii, zgomot, etc.

Se va determina rezistenta la inaintare a unui portcontainer cu urmatoarele dimensiuni principale :

Lungimea intre perpendiculare : LBP = 138,9 m

Lungimea la plutire : LWL= 146,2 m

Latimea navei : B = 22,7 m

Pescajul : T = 7,3 m

Abscisa centrului de carena : xB = -1,324 m

Aria sectiunii maestre : AM = 163,2 m2

Deplasamentul volumetric : ∆ = 14668,0 m3

Vascozitatea cinematica pt apa sarata la 15°  0-6 m2/s

Viteza navei v = 10,083 m/s

Aria sectiunii transversale a bulbului la perpendiculara

prova ABT = 17 m2

si a unui supertanc cu datele principale :

Lungimea intre perpendiculare : LBP = 204 m

Lungimea la plutire : LWL= 211,3 m

Latimea navei : B = 32,2 m

Pescajul : T = 12,4 m

Deplasamentul volumetric : = 66830 m3

Vascozitatea cinematica pt apa sarata la 15°  0-6 m2/s

Viteza navei v = 8,224 m/s

valorile boldite derivandu-se, x=1,050, y=1, z=1/x=0,922 in cazul portcontainerului, respectiv x=0,9916, y=1, z=1/x=1,0063 in cazul supertancului.

2. Metode folosite

In cazul portcontainerului se vor aplica metode bazate pe serii sistematic de forme ale corpului navei : Guldhammer-Harvald, Taylor-Gertler, SSPA (Swedish State Shipbuilding Experimental Tank), respectiv metoda Holtrop Mennen, in timp ce pentru supertanc se va aplica metoda Seriei Japoneze.

1.1. Metoda Guldhammer-Harvald

1.1.1. Principiul metodei

Metoda se bazeaza pe diagramele obtinute in cadrul testelor experimentale pe serii de modele, care prezinta variatia coeficientului rezistentei rezidue pentru nave cu forme standard (forma normala a sectiunilor, pupa moderata de crucisator, raport B/T=2,5 si pozitie normala a centrului de carena).

Se poate utiliza in faza de proiectare preliminara a navelor obisnuite de deplasament.