curs ppn.pdf

8/20/2019 Curs PPN.pdf

1/243

BAZELE PROIECT Ă RII PRELIMINARE A NAVEI .

DAN OBREJA

LUCIAN MANOLACHE

GABRIEL POPESCU

BAZELE

PROIECT ĂRII

PRELIMINARE

A NAVEI

1


2/243


Editura C DEMIC

BAZELE PROIECT ĂRII PRELIMINARE A NAVEI

Referenţi stiinţifici :

Prof. univ. dr. ing. OVID POPOVICIUniversitatea ” Dunărea de Jos ” din Galaţ i

Prof. univ. dr. ing. VALERIU CEANGĂ ICEPRONAV S.A. Galaţ i

Editura ACADEMICA

Str. Domneasc ă, Nr. 111GALAŢ I, 2003

Copyright © Editura ACADEMICA 2003 Toate drepturile rezervate .

Tehnoredactare :Lucreţia Fătu, Universitatea ” Dunărea de Jos ” din Galaţ i

Tipărit ă la S.C. ZIGOTTO S.R.L.Galaţ i, Str. Libert ăţ ii, nr 66

2


3/243


ISBN 973-8316-66-9

La peste jum ă tate de secol de înv ăţă mânt superior naval românesc,dedic ă m aceast ă lucrare în memoria distin ş ilor profesori, trecu ţ i în marea

nefiin ţă .

PREFAŢĂ

Activităţile specifice proiectării unei nave depind de obiectivul prescris.Totuşi, pot fi definite etapele majore ale proiectării navei, care sunt caracteristicefiecărui tip de proiect: proiectul preliminar (conceptual), proiectul tehnic şi

proiectul de execuţie.

Scopul proiectului preliminar îl constituie determinarea variantei optime,care r ăspunde cerinţelor temei de proiectare. Identificarea variantei optime este ocondi ţ ie necesar ă pentru asigurarea succesului întregului proiect .

Proiectul tehnic realizează compromisul între toate cerinţele asupra performanţelor navei. Finalitatea proiectului tehnic este aceea de a-l asigura pearmator că elementele proiectului navei formează un tot unitar, un set potrivit, caresatisface cerinţele majore ale temei de proiectare.

Finalitatea proiectului de execu ţ ie o constituie realizarea tuturor planurilornecesare pentru construcţia navei.

În general, activitatea de proiectare reprezintă un proces creator, iterativ,desf ăşurat în scopul realizării unui obiectiv restricţionat.

Cea mai clar ă reprezentare a acestui proces convergent este spirala proiect ării. Soluţia finală se poate obţine revenind mereu la fiecare parametru de proiectare, până la punerea lor în deplin acord.

Conţinutul căr ţii, reflectă preocuparea autorilor de a transpune principiile proiect ării preliminare a navei în sensul indicat de spirala proiect ării, cu accentasupra studiului performan ţ elor hidrostatice şi hidrodinamice ale navei pe baza

dimensiunilor principale.Ideea de bază a căr ţii este aceea că planul de forme al unei nave se realizează în cadrul proiectului preliminar abia după ce ne-am convins că dimensiunile

principale adoptate asigur ă optimizarea performanţelor hidrostatice şihidrodinamice în fazele ulterioare ale proiectării.

3


4/243


Organizată în 11 capitole, lucrarea prezintă etapele fundamentale ale proiectării preliminare a navei, insistându-se asupra analizei performanţelorhidrostatice şi hidrodinamice.

În capitolul 1 se dezvoltă câteva consideraţii generale privind proiectareanavei.

Capitolul 2 este rezervat descrierii unor tipuri de nave moderne, iar capitolul3 tratează câteva aspecte generale despre sistemele şi instalaţiile aflate la bordulnavelor.

Capitolul 4 este destinat determinării dimensiunilor principale şi acoeficienţilor de fineţe pe baze statistice.

Capitolul 5 prezintă unele metode de determinare a grupelor de mase dincomponenţa deplasamentului navei, iar capitolul 6 este rezervat studiului preliminaral problematicii cubaturii navei.

Capitolul 7 este destinat analizei preliminare a performanţelor de flotabilitate

şi stabilitate, în capitolul 8 se prezintă influenţa formelor corpului navei asupracomportării navei pe valuri, iar capitolul 9 este rezervat analizei preliminare a performanţelor de manevrabilitate.

În continuare, se dezvoltă în capitolul 10 principalele metode de analiză preliminar ă a performanţelor de rezistenţă la înaintare şi propulsie.

Capitolul final este destinat prezentării principiilor legate de proiectarea planului de forme, descrierea analitică a formelor corpului navei şi obţinereacarenelor derivate prin transformare afină.

Autorii adresează această carte studenţilor Facultăţii de Nave din cadrulUniversităţii “Dunărea de Jos” din Galaţi, cu îndemnul de a parcurge cu efortmaxim, cu rigoare şi corectitudine exemplar ă toate treptele evoluţiei profesionale,în scopul ascensiunii continue pe spirala carierei de inginer navalist !

Cartea reprezintă un suport important al cursului intitulat “Proiectareanavei”, destinat studenţilor din anul IV, şi poate fi utilizată intensiv şi la realizarea

păr ţii generale a proiectului de diplomă.

Scopul principal al căr ţii este acela de a transmite studenţilor principiilemoderne ale proiectării preliminare a navei, cu accent atât asupra analizei performanţelor hidrostatice şi hidrodinamice (pe baza dimensiunilor principale), câtşi asupra legăturii biunivoce dintre acestea şi formele carenei navei.

Asimilarea acestor principii este necesar ă pentru a putea utiliza în modraţional sistemele de proiectare automată folosite în centrele de proiectare navală.

4


5/243


Autorii căr ţii sunt profund recunoscători pentru îndrumările, sugestiile şiobservaţiile efectuate în calitate de referenţi ştiinţifici, de către două personalităţimarcante ale învăţământului universitar naval românesc:

• prof.dr.ing. Ovid Popovici, decanul Facultăţii de Nave din Universitatea“Dunărea de Jos” din Galaţi;

• prof.dr.ing. Valeriu Ceangă, consilier ştiinţific la ICEPRONAV S.A.Galaţi şi profesor la Facultatea de Nave din Universitatea “Dunărea deJos” din Galaţi.

Autorii mulţumesc domnului prof.dr.ing. Gheorghe Miron Costin de laFacultatea de Ştiinţa şi Ingineria Alimentelor din Universitatea “Dunărea de Jos”din Galaţi, care a avut amabilitatea de a edita cartea sub egida EdituriiACADEMICA din Galaţi.

Apariţia acestei căr ţi nu ar fi fost posibilă f ăr ă suportul financiar primit din partea conducerii societăţilor:

• VUYK SHIP DESIGN Galaţi, reprezentată de domnul directoring. Vasile Giuglea;

• NAVOTEC Constanţa, reprezentată de domnul directoring. Victor Alexandrov.

Pe această cale, le adresăm cele mai calde mulţumiri, pentru generozitatea şi

interesul cu care au întâmpinat ideea apariţiei acestei căr ţi.

De asemenea, adresăm mulţumirile noastre firmei ZIGOTTO din Galaţireprezentată prin domnul director Constantin Panaitescu, care a asigurat cele mai

bune condiţii pentru tipărirea căr ţii precum şi colegei noastre, doamna LucreţiaFătu, pentru efortul deosebit pe care l-a depus la tehnoredactarea căr ţii.

În final, dorim să subliniem faptul că suntem pe deplin recunoscători

familiilor noastre, pentru sprijinul constant acordat str ăduinţelor noastre ştiinţifice.

5


6/243


CUPRINS

1.CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND PROIECTAREA NAVEI …101.1. Obiectivele proiectului navei ……………………………….111.2. Restricţiile proiectului navei ………………………………..121.3. Etapele de proiectare. Spirala proiectării …………………...141.4. Corelaţia dintre proiectarea navei şi durata de funcţionare

prognozată a navei …………………………………………..181.5. Noi principii de proiectare bazate pe modelarea

tridimensională a navei............................................................192. TIPURI DE NAVE MODERNE ……………………………………….22

2.1. Nave de pasageri ……………………………………………....222.2. Vrachiere ……………………………………………………....232.3. Nave mici, rapide ……………………………………………...242.4. Navele specifice ingineriei offshore ………………………......322.5. Remorchere …………………………………………………....342.6. Nave de pescuit ……………………………………………......362.7. Nave militare ............................................................................. 37

3. SISTEME ŞI INSTALAŢII AFLATE LA BORDUL NAVELOR …....423.1. Sistemul de propulsie ……………………………………….....423.2. Producerea şi distribuţia energiei electrice ………………….....453.3. Instalaţii de tubulaturi ……………………………………….....473.4. Instalaţii de condiţionare şi ventilaţie ……………………….....473.5. Instalaţii de combustibil …………………………………….....483.6. Protecţia poluării mediului marin ………………………….......493.7. Protecţia catodică …………………………………………........503.8. Manipularea mărfurilor …………………………………….......523.9. Instalaţii de salvare …………………………………………......533.10. Problematici specifice navelor militare ………………….........54

4. DETERMINAREA DIMENSIUNILOR PRINCIPALE ŞI A

COEFICIENŢILOR DE FINEŢE …………………………………......564.1. Generalităţi …………………………………………………...564.2. Determinarea dimensiunilor principale ale navei …………....58

4.2.1. Lungimea navei. Diagrama Kent …………………....584.2.2. Lăţimea navei ……………………………………......62

4.3. Determinarea coeficienţilor de fineţe …………………….......624.3.1. Coeficientul bloc ………………………………….....62

6


7/243


4.3.2. Coeficientul suprafeţei plutirii ……………………....634.3.3. Coeficientul secţiunii maestre …………………….....644.3.4. Coeficientul prismatic longitudinal ……………….....66

4.4. Rapoarte între dimensiuni …………………………………....66

5. DETERMINAREA DEPLASAMENTULUI NAVEI ……………......705.1. Clasificarea grupelor de mase ……………………………......70

5.1.1. Masa corpului navei ………………………………....715.1.2. Masa instalaţiei de propulsie ………………………...835.1.3. Masa amenajărilor şi instalaţiilor de corp şi punte

cu mecanismele şi echipamentele aferente .................845.1.4. Componentele deadweight-ului ……………………..865.1.5. Rezerva de deplasament …………………………......88

5.2. Ecuaţia deplasamentului ……………………………………...905.2.1. Forma clasică a ecuaţiei deplasamentului …………...905.2.2. Forma diferenţială a ecuaţiei deplasamentului ……....915.2.3. Ecuaţia deplasamentului exprimată în funcţie de

parametrii geometrici şi de exploatare ai navei ……...955.2.4. Forma diferenţială a ecuaţiei deplasamentului

exprimată în funcţie de parametrii geometricişi de exploatare ai navei ..............................................96

6. CUBATURA NAVEI ………………………………………………...1016.1. Volumul teoretic al navei …………………………………....1016.2. Clasificarea grupelor de volume …………………………......1046.3. Ecuaţia volumelor …………………………………………....106

6.3.1. Forma clasică a ecuaţiei volumelor ………………....1066.3.2. Forma diferenţială a ecuaţiei volumelor .....................108

6.4. Volumul destinat încărcăturii utile …………………………..1106.4.1. Cazul navelor de transport mărfuri uscate cu

compartimentul de maşini la mijlocul navei ………..1106.4.2. Cazul navelor de transport mărfuri uscate cu

compartimentul de maşini la pupa ………………….112

6.4.3. Cazul navelor de transport mărfuri uscate cucompartimentul de maşini în treimea pupa …………1146.4.4. Cazul petrolierelor …………………………………..116

6.5. Volumul destinat tancurilor de balast ………………………..1186.6. Forma preliminar ă a diagramei cubaturii ……………………120

7. ANALIZA PRELIMINAR Ă A PERFORMANŢELOR DEFLOTABILITATE ŞI STABILITATE ……………………………….124

7


8/243


7.1. Abscisa centrului de carenă …………………………………..1247.2. Cota centrului de carenă ...........................................................126

7.2.1. Formula Euler-Newman ..............................................1267.2.2. Formula Van der Fleet .................................................128

7.3. Cota centrului de greutate şi raza metacentrică transversală ...............................................................................130

7.4. Înălţimea metacentrică transversală iniţială ..............................1327.5. Transformarea afină a diagramei de carene drepte ...................134

7.6. Braţul momentului de redresare la unghiuri mari deînclinare .....................................................................................135

7.7. Analiza stabilităţii transversale a navei intacte în stadiuliniţial de proiectare ...................................................................136

7.8. Nescufundabilitatea. Stabilirea pereţilor transversali etanşi…...139

7.9. Estimarea preliminar ă a braţului momentului de redresare pe valuri de urmărire .................................................................1407.10. Influenţa formelor corpului navei asupra stabilităţii

transversale ..............................................................................143

8. INFLUENŢA FORMELOR CORPULUI NAVEI ASUPRAPERFORMANŢELOR DE SEAKEEPING…………………………….147

8.1. Generalităţi ................................................................................1478.2. Influenţa dimensiunilor principale şi a coeficienţilor de

fineţe .........................................................................................1488.3. Influenţa formelor extremităţilor ...............................................1518.4. Influenţa vitezei navei ...............................................................154

9. ANALIZA PRELIMINAR Ă A PERFORMANŢELOR DEMANEVRABILITATE...........................................................................156

9.1. Generalităţi ................................................................................1569.2. Calculul preliminar al ariei safranului penei cârmei .................1599.3. Caracteristicile manevrelor standard ale navei .........................1609.4. Influenţa formelor corpului navei asupra performanţelor

de manevrabilitate .....................................................................166

10. ANALIZA PRELIMINAR Ă A PERFORMANŢELOR DEREZISTENŢĂ LA ÎNAINTARE ŞI PROPULSIE...............................16810.1. Componentele rezistenţei la înaintare .....................................16810.2. Determinarea preliminar ă a rezistenţei la înaintare ................171

10.2.1. Metoda Holtrop-Mennen ...........................................17110.2.2. Metoda Guldhammer-Harvald ..................................178

10.3. Influenţa formelor corpului navei asupra performanţelor

8


9/243


de rezistenţă la înaintare .........................................................19310.4. Componentele sistemului de propulsie ...................................195

10.4.1. Definirea puterii de propulsie la bordul navelor .......19510.4.2. Tipuri de maşini de propulsie ...................................19810.4.3. Modalităţi de transmitere a puterii la propulsor .......20010.4.4. Tipuri de propulsoare ...............................................203

10.5. Interacţiunea corp-propulsor ..................................................21010.6. Calculul preliminar al puterii de propulsie la

bordul navelor .......................................................................21511. PROIECTAREA PLANULUI DE FORME .......................................222

11.1. Forma liniilor de plutire .........................................................22211.2. Forma cuplelor .......................................................................22611.3. Formele extremităţilor navelor ...............................................22711.4. Selatura navei .........................................................................229

11.5. Descrierea analitică a formelor corpului navei ......................23011.5.1. Curbele combinate Taylor ........................................23011.5.2. Curbele polinomiale Taylor .....................................23311.5.3. Curbele lui Weinblum ..............................................23411.5.4. Curbele lui Iacovlev .................................................235

11.6. Carene derivate ......................................................................23711.6.1. Transformarea afină a planului de forme .................23711.6.2. Metoda interpolării ...................................................237

REFERINŢE BIBLIOGRAFICE .............................................................240

9


10/243


1.

CONSIDERAŢII GENERALE PRIVINDPROIECTAREA NAVEI

În general, activitatea de proiectare reprezintă un proces creator, iterativ,desf ăşurat în scopul realizării unui obiectiv limită [1].

Această definiţie evidenţiază cele patru elemente esenţiale ale proiectăriiinginereşti: existenţa obiectivului, limitele sau restricţiile impuse, creativitatea şiciclul iterativ.

Proiectanţii de nave trebuie să beneficieze de existenţa unui obiectiv binedefinit care să satisfacă exigenţele armatorului.

Obiectivul este limitat, în sensul că proiectantul trebuie să cunoască restricţiile pe care le are de îndeplinit în cadrul proiectului.

Proiectantul desf ăşoar ă o activitate creatoare, un proces circular, corectatşi recorectat de mai multe ori, până când obiectivul este realizat. Aşadar,

procesul creator este iterativ.Rolul proiectantului de nave în cadrul procesului complex de proiectare

este variabil în timp. Procesul de proiectare cuprinde trei etape distincte: proiectarea conceptuală (preliminar ă), studiul de fezabilitate (proiectul tehnic) şi

elaborarea completă a proiectului (proiectul de execuţie).În cadrul etapei de proiectare conceptuală, proiectantul propune

armatorului diverse modalităţi pentru îndeplinirea obiectivului preconizat. Încazul transportului maritim, sunt sugerate tipurile posibile de sisteme detransport şi sunt evaluate profitabilitatea şi şansa de succes a acestora. În cazulopraţiunilor militare se propun diverse modalităţi de realizare a operaţiunilorofensive sau defensive, studiindu-se costul şi eficienţa fiecărui concept.Rezultatul acestei etape se compune dintr-un număr de idei promiţătoare, careconstituie suportul studiului de fezabilitate.

În cadrul acestei noi etape, care se adresează în egală măsur ă ingineriei şimanagementului, are loc identificarea întregului sistem în scopul determinării

profitabilităţii sale, a elementelor lui materiale şi a riscurilor care pot apare întimpul dezvoltării proiectului. La sfâr şitul acestei faze, armatorul se decideasupra soluţiei optime şi angajează fondurile financiare necesare dezvoltăriietapei de elaborare completă a proiectului.

În această ultimă etapă, proiectul este elaborat complet, până la ultimuldetaliu necesar, astfel încât să se poată comanda construcţia propriu-zisă a navei.Precizăm că echipa de proiectare nu este neapărat aceeaşi cu cea care a elaborat

primele două etape, natura muncii fiind substanţial diferită la elaborarea proiectului de execuţie.

10


11/243


1.1. Obiectivele proiectului navei

Nu este suficient să se afirme că o navă trebuie proiectată pentru a

satisface cerinţele armatorului. Scopul fundamental al armatorului unei nave

comerciale este acela de a obţine un profit din investiţa lui. Sistemul de transportcare trebuie proiectat vizează un obiectiv de profitabilitate optimă, în condiţii decomer ţ şi medii de exploatare preconizate pentru mai mulţi ani. Caracteristicilenavei derivă din studii economice, care iau în consideraţie elementele de risc ce

pot apare pe durata de exploatare a navei.Armatorul trebuie să hotărască ce fel de comer ţ va practica. Studiind

piaţa, el trebuie să estimeze cantitatea de marf ă pe care va trebui să o transporteanual pe rutele stabilite şi cât de repede să fie livrată. Capacitatea anuală detransport ar putea fi satif ăcută de câteva nave mari sau de mai multe nave mici şieste necesar să se realizeze diverse calcule economice pentru a decide nu numaimărimea optimă a navei şi viteza ei, ci şi profitabilitatea pe o anumită perioadă de timp.

Cel mai important element al calculului profitului este preţul navlului,care reprezintă preţul care se plăteşte pe pieţele libere din întreaga lume pentrutransportul unor unităţi de mărfuri specifice. Navlul depinde de competiţie şifluctuează conform presiunilor pieţii. Preţul navlului determină fluxul denumerar într-o companie. Poate există şi flux de numerar intern, prin subvenţii şiîmprumuturi de la guvern. Fluxul de numerar este cauzat de:

- plata în avans şi ratele pentru costurile de construcţie;

-

rambursările creditului şi dobânda;- costurile succesive pentru buncheraj, echipaj, taxe portuare, etc.;- profit;- impozitul pe profit şi alte taxe.Este comparată profitabilitatea diverselor scheme de comer ţ, pe baza

valorii actualizate nete a fluxului de numerar, calculată cu relaţia:

∑=

−+⋅=

n

0i

i)r 1(iA NPV (1.1.)

unde Ai este fluxul de numerar în anul curent i, r este rata dobânzii, iar n este

numărul total de ani.Cu cât valoarea actualizată netă a fluxului de numerar este mai mare, cu

atât investiţia este mai bună.La sfâr şitul acestor scheme de calcul economic, armatorul va cunoaşte

atât capacitatea optimă de încărcare a mărfii, cât şi viteza optimă a navei. Acestaeste punctul de plecare, obiectivul general, necesar proiectantului navei pentrurealizarea activităţilor specifice de proiectare. Armatorul poate indica şicaracteristicile altor componente ale navei, cum ar fi modalitatea de manipularea mărfii şi dispozitivele de încărcare ale acesteia, care constituie elemente

auxiliare ale obiectivului general.

11


12/243


O particularitate esenţială a activităţii de proiectare o constituie asigurareasecurităţii navei. Navele nu pot fi concepute cu un grad absolut de securitatedatorită diversităţii şi complexităţii situaţiilor de navigaţie [2]. Apelând laconceptul de securitate globală, proiectantul navei urmăreşte să obţină formele

optime ale corpului navei care permit exploatarea ei în siguranţă, în condiţii demediu bine precizate, impunând anumite restricţii (în situaţii critice) prinintermediul procedurilor de exploatare care trebuiesc respectate de echipaj.Elementul central al conceptului de securitate globală este evaluarea siguranţeiglobale a sistemului pe baza analizei riscurilor [3]. Apariţia situaţiilor

periculoase de navigaţie poate avea urmări nedorite, atât pentru structura navei,cât şi pentru ansamblul performanţelor sale hidrodinamice. Integritateastructurală şi siguranţa hidrodinamică constituie principalele componente aleconceptului de siguranţă globală a navei.

Principalele etape ale studiului siguranţei globale a navei sunt:-

identificarea riscurilor şi stabilirea probabilităţii de apariţie a acestora;- identificarea consecinţelor situaţiilor critice de navigaţie;- stabilirea sistemului de eliminare sau control a riscurilor şi

consecinţelor acestora (inclusiv evacuarea, ieşirea de urgenţă şisalvarea);

- elaborarea sistemului de management al siguranţei (codurile de practică şi comunicaţie în situaţii critice);

- considerarea mijloacelor de auditare a sistemului de management alsiguranţei.

Riscurile principale la care este supusă nava sunt: inundarea, incendiul şiexplozia, pierderea propulsiei, pierderea capacităţii de guvernare, rupereastructurală şi r ăsturnarea navei.

Fiecare dintre aceste riscuri trebuie studiat în mod individual, în scopulevitării consecinţelor negative asupra siguranţei globale a navei.

1.2. Restricţiile proiectului navei

În activitatea sa, proiectantul este constrâns de anumite restricţii, care sunt

impuse de armator, de societăţile de clasificare, etc. Limitările pot fi grupate întrei categorii importante:

- economice, etice şi sociale;- geografice, organizatorice şi industriale;- de timp şi de sistem de transport.● Limitele sistemului economic au un efect profund asupra navei.

Pavilioanele sub care sunt înscrise navele au efecte importante asupra taxelor,standardelor de construcţie, subvenţiilor şi împrumuturilor. În multe ţări,legăturile dintre industria de construcţii navale şi băncile comerciale sunt

susţinute prin facilităţi privind acordarea creditelor. Pentru a susţine viabilitateaindustriei în perioadele de recesiune, guvernele sprijină politica de creditare,

12


13/243


prin rate mai scăzute ale dobânzii şi perioade mai lungi de rambursare, dinmotive politice şi sociale.

Activităţile proiectantului sunt îngr ădite de o serie de legi, cum ar fi: legeamaritimă, legea sănătăţii şi siguranţei, legea protecţiei consumatorului, etc.

Proiectanţii trebuie să adere la standarde profesionale de conduită. Astfel,societăţile de clasificare de o mai slabă calitate pot părea atractive din punct devedere financiar. Litera legii ar putea fi mai degrabă respectată, decât spiritul ei,încurajând astfel încălcarea legii. Acestea sunt probleme etice, care merită oconsideraţie atentă din partea tuturor factorilor implicaţi (armatori, asiguratori,

proiectanţi). De asemenea, atitudinea unui armator faţă de problemele sociale alenavigatorilor (condiţiile de la bordul navei, grija faţă de familie, condiţiile demuncă, etc.) este foarte importantă, deoarece influenţează în mod direct eficienţaechipajului. Restricţiile de nivel social impuse de armator, trebuiesc îndeplinitede proiectant.

● Limitările geografice se refer ă la rutele specifice pe care le va parcurgenava. Traversarea canalelor va impune limite referitoare la lungimea, lăţimea şi

pescajul navelor. Barele de la intr ările porturilor, adâncimea apei în dane,înălţimea cheiurilor, etc., pot afecta limitele dimensiunilor navelor. Navele de tipRo-Ro şi portcontainerele sunt influenţate de facilităţile portuare, în timp celungimea unei nave militare poate fi influenţată de dimensiunile docurilor

portului bază.Limitele organizatorice şi industriale pot decurge din politica companiei

cu privire la legăturile sale cu alte companii (de navlosire, care închiriază

echipaje, etc.). Recrutarea şi instruirea echipajelor influenţează proiectul navei,în sensul standardizării echipamentelor şi instalaţiilor de la bord. Proiectantultrebuie să cunoască locurile de buncherare, metodele de aprovizionare cualimente, politicile de comunicare, modalităţile prevăzute pentru întreţinere şireparaţii, etc.

● Limitele de timp şi de sistem de transport sunt cele mai importanterestricţii. Durata de funcţionare prognozată a navei poate conduce la adoptareaunor soluţii de proiectare specifice: instalaţii de tubulaturi necorozive, vopselede înaltă calitate, protecţie catodică eficientă, etc.

De asemenea, interfaţa navelor comerciale cu instalaţiile portuare acondus la modificarea unor concepte clasice în proiectare, prin extinderealimitelor de interes economic, dincolo de navă, incluzând instalaţiile portuare demanipulare a mărfii şi chiar sistemul de transport terestru.

Economia întregului sistem de transport este diferită şi prin urmare, proiectul navei sufer ă modificări conceptuale. De exemplu, proiectantul poaterenunţa la prezenţa macaralelor la bordul navei în cazul manipulării automate acontainerelor la depozitele de containere. Astfel, echipajul poate fi diminuat şidurata de staţionare în port poate fi redusă la jumătate.

În tabelul nr. 1.1 este prezentat comparativ costul anual al navelor de linie pe ruta Marea Britanie – Orientul Îndepărtat [1].

13


14/243


Cheltuieli specifice Naveconvenţionale

Nave portcontainer

NaveRo-Ro

Echipaj 4% 2% 5%Asigur ări 4% 4% 5%

Combustibil 40% 50% 43%Cheltuieli portuare 2% 4% 4%Manevr ă marf ă 20% 7% 6%Amortizarea capitalului pentrunavă 30% 25% 30%Amortizarea capitalului pentruunităţi compacte 0% 8% 7%

TOTAL 100% 100% 100%Tabelul nr.1.1. Costul anual al navelor de linie pe ruta

Marea Britanie – Orientul Îndepărtat

Sunt comparate cheltuielile curente de exploatare ale unei naveconvenţionale de linie, cu acelea ale unor nave portcontainer şi Ro-Ro, decapacitate similar ă. Se constată o reducere importantă a cheltuielilor demanipulare a mărfii, atunci când marfa este împachetată în unităţi compacte.

1.3. Etapele de proiectare. Spirala proiectării

Orice activitate creativă raţională reprezintă un proces iterativ. În fig. nr.1.1. sunt prezentate schematic trei tipuri de procese iterative.

Primul debutează cu concepţia obiectivului. În raport cu obiectivul fixat,are loc o primă apreciere (presupunere) a soluţiei. Aceasta este testată în raport

14


15/243


cu criteriile impuse de obiectiv, cum ar fi randamentul economic maxim şi dacă este găsită necorespunzătoare, aprecierea iniţială este modificată, iar procesuliterativ se reia.

În cadrul celui de-al doilea tip de proces iterativ se formulează mai întâi

observaţiile, apoi se emit ipotezele simplificatoare. Pe aceste baze ştiinţifice serealizează modelările, se testează şi se compar ă cu observaţiile şi dacă rezultatele sunt necorespunzătoare, se modifică ipotezele de lucru şi procesuliterativ se reia.

În ceea ce priveşte proiectarea navei, al treilea tip de proces iterativ estemai sugestiv. Aprecierea iniţială este un proces de creaţie prin sinteză, careîmbracă două forme:

- se dezvoltă o navă nouă pornind de la o navă prototip, pentru careexistă o bază de date corespunzătoare;

- parametrii principali ai navei noi sunt obţinuţi pe baze statistice,acumulate în timp, din numărul mare de nave anterioare.

În continuare, se realizează o serie de teste specifice, prin analize despecialitate şi se compar ă noul produs pe baza criteriilor derivate din obiectivul

principal al proiectului, precum şi din restricţiile la care va fi supus proiectul cu privire la stabilitate, comportament structural, controlul poluării, seakeeping,manevrabilitate, protecţie la pericole, etc. Dacă noul produs nu satisfaceexigenţele criteriilor impuse, au loc modificări ale proiectului, iar procesuliterativ continuă.

Deşi activităţile specifice proiectării unei nave depind de obiectivul

prescris, totuşi, pot fi definite etapele majore ale proiectării, care suntcaracteristice fiecărui tip de proiect.

● Proiectul preliminar (conceptual) are următoarele etape principale:- alegerea parametrului principal;- estimarea dimensiunilor, vitezei şi costurilor;- redefinirea obiectivului (dacă este cazul);- reevaluarea mărimilor principale;- repetarea procesului, dacă este necesar.Scopul proiectului preliminar îl constituie determinarea variantei optime

de navă, care să r ăspundă cerinţelor temei de proiectare.Pe baza identificării variantei optime, se adoptă o serie de decizii privind:- alegerea colaboratorilor pentru elaborarea proiectului tehnic;- alegerea şantierului naval constructor;- aprobarea listei cu principalele dotări ale navei;- definitivarea termenelor etapelor viitoare de proiectare, construcţie şi

de recepţie a navei de către beneficiar.● Proiectul tehnic (studiu de fezabilitate) cuprinde următoarele etape mai

importante:

-

determinarea caracteristicilor încărcăturii utile;- definirea dimensiunilor navei;

15


16/243


- determinarea necesarului de putere;- definirea opţiunilor asupra sistemului de propulsie;- definirea formelor navei;- consideraţii asupra siguranţei globale a navei;

-

proiectarea reiterativă (spirala de proiectare);- validarea proiectului.Proiectul tehnic reprezintă esenţa procesului de proiectare a navei.

Procesul de proiectare este iterativ şi convergenţa spre o soluţie finală se poaterealiza doar revenind mereu la fiecare element, până la punerea lor în deplinacord. Modificarea unui parametru oarecare influenţează mulţi alţi factori şiconduce la variaţia altor parametri. Este practic imposibil să se modifice odimensiune, sau un parametru, f ăr ă efecte importante asupra multor variabiledependente.

Cea mai clar ă reprezentare a acestui proces iterativ, convergent, estespirala proiectării (fig.1.2.)

Coef. fineţe

Necesitatea apariţiei navei este reprezentată în centrul spiralei. Obiectivul principal, pentru care este construită nava, este reprezentat de raţiuni economicesau militare. Spirala începe, mai întâi, cu identificarea caractersticilor privind

încărcătura utilă (marfa) şi echipajul. Evaluarea echipajului necesar constituie,de exemplu, o etapă importantă în proiectarea navelor de r ăzboi. Echipajul poate

16


17/243


reprezenta până la 25% din capacitatea de încărcare a acestora. Evaluareaechipajului are un efect important asupra dimensiunilor şi costurilor navei, fiindfoarte dificilă datorită standardelor privind buna administrare a navei.

La navele comerciale se poate considera un echipaj mai redus ca fiind

unul economic. În consecinţă, nivelul investiţiilor pentru automatizare trebuie să fie considerat ca fiind unul mai ridicat.După alegerea parametrului principal, procesul de proiectare poate

decurge aşa cum este descris în fig.nr.1.2. Ordinea în care factorii sunt luaţi înconsideraţie, sau sunt omişi, este o problemă de decizie. Numărul de circuite

parcurse până la realizarea unei convergenţe satisf ăcătoare depinde de proiectulde navă, dar va fi un număr minim atunci când se adoptă parametrul principalcel mai indicat. Dacă se alege un parametru principal mai puţin potrivit,realizarea convergenţei va dura mai mult.

Spirala de proiectare este aplicabilă nu numai în cazul proiectului tehnic,ci şi în acelea ale proiectelor de concepţie şi execuţie, unde atât caracterulmodificărilor cât şi interacţiunile vor fi mult mai reduse.

În cazul proiectului tehnic, spirala de proiectare va ocupa mai mult de uncircuit. Faza în care nava poate fi considerată viabilă depinde de aprecierea

proiectantului. Acesta poate fi ajutat în adoptarea deciziei finale prin studiereaefectelor modificării unui singur parametru specific asupra parametrilor şi

performanţelor reprezentate în alte sectoare ale spiralei. De exemplu, se poatestudia influenţa micilor modificări ale dimensiunilor principale asuprastabilităţii, rezistenţei la înaintare, comportării pe valuri, capacităţii de

supravieţuire, puterii de propulsie şi costurilor. Analiza modificărilor performanţelor îl ajută pe proiectant în adoptarea soluţiilor şi deciziilor cele maiindicate.

Un element important al etapei de proiect tehnic îl constituie efectuareatestelor experimentale pe model la scar ă, în bazinele de încercări, în vedereaoptimizării hidrodinamice a formelor carenei şi prognozei performanţelor derezistenţă la înaintare, propulsie, seakeeping, manevrabilitate, cavitaţie, etc.

În faza de proiect tehnic este realizat compromisul între toate cerinţeleasupra performanţelor navei. Multe dintre cerinţe vin în conflict unele cu altele

şi de aceea, adoptarea unei soluţii de compromis se impune adesea, cunecesitate.

Finalitatea proiectului tehnic este aceea de a-l asigura pe armator că elementele proiectului navei formează un tot unitar, un set potrivit, care satisfacecerinţele majore ale temei de proiectare.

• Proiectul de execuţie se caracterizează prin următoarele elemente principale:

- stabilirea managementului proiectului;- dezvoltarea fiecărui element component al navei, verificând în mod

iterativ toate calităţile nautice ale formelor navei (stabilitatea şiflotabilitatea, propulsia, rezistenţa la înaintare, comportarea pe valuri,

17


18/243


manevrabilitatea, etc.), precum şi calităţile structurale, aerodinamice,de confort la bord, etc.;

- ajustarea dinamică a elementelor din proiectul tehnic care nu s-audezvoltat aşa cum era de aşteptat.

Etapa proiectului de execuţie menţine caracterul dinamic al activităţilor de proiectare, dar reprezintă totuşi o perioadă de stabilizare pentru proiect.Odată închisă etapa proiectului tehnic nu se poate considera că nu va mai

avea loc nici o modificare la proiectul de execuţie. Pe măsur ă ce se elaborează detaliile, necesitatea ajustărilor devine vizibilă, iar consecinţele unor problemeîn aparenţă neînsemnate pot fi, uneori, de propor ţii. Mai mult, unele dintreipotezele implicate în proiectul tehnic nu se vor dezvolta întotdeauna aşa cumeste de aşteptat, mai ales cele cu risc tehnic înalt.

Finalitatea proiectului de execuţie o constituie realizarea tuturor planurilornecesare pentru construcţia navei. De exemplu, pentru o navă de r ăzboicomplexă, pot fi necesare, în totalitate, circa 20.000 de planuri. Activităţile

proiectului de execuţie trebuiesc ordonate în mod logic, într-o structur ă de tipreţea care indică fiecare lucrare conectată la cele care trebuie să urmeze.

Planificarea activităţilor proiectului de execuţie în reţea permitedeterminarea perioadei totale de timp necesar ă pentru întregul proces, precum şia traiectoriilor critice care trebuiesc avute în vedere de către coordonatorii

proiectului de execuţie.

1.4. Corelaţia dintre proiectarea navei şi durata de

funcţionare prognozată a navei

Durata de funcţionare prognozată a navei influenţează semnificativ stilulşi standardele proiectării şi construcţiei navei.

● În primul rând, proiectul navei trebuie să aibă în vedere ca toatesistemele şi echipamentele de la bord să poată fi folosite cu uşurinţă. Acest fapt

pare să conducă la o instruire mai puţin specializată a operatorilor de la bordulnavei. În general, acolo unde este implicată activitatea umană, proiectantultrebuie să ţină seama de modul în care oamenii funcţionează fizic sau mental.

Acest lucru implică apelarea la expertiza profesională a fiziologului şi psihologului, ca şi a inginerului şi omului de ştiinţă.

Adesea, un proiectant al unui sistem sau echipament presupune că utilizatorul va gândi şi va acţiona la fel cum ar proceda proiectantul. Niveluldiferit al experienţei proiectantului şi utilizatorului se reflectă, uneori, înmanuale şi instrucţiuni de exploatare complexe, greu de folosit la bordul navei.

În majoritatea sistemelor, după definirea activităţilor necesare, se face oalegere între ceea ce trebuie să execute operatorul şi ce trebuie să facă maşina.Astfel, o maşină este mai bună la calcule repetate, în timp ce omul este mai bun

la recunoaşterea unei imagini.

18


19/243


Existenţa computerului ofer ă prilejul pentru dezvoltarea sistemelor cuinteligenţă artficială, persoana şi maşina purtând, efectiv, un dialog şisusţinându-se una pe alta.

Chiar şi f ăr ă inteligenţă artificială, ca atare, abilităţile computerului pot fi

folosite ca mijloace de instruire, dând operatorului şansa de a studia ce seîntâmplă dacă se produce un anumit eveniment, aşa cum este cazul cusimulatoarele de sarcină par ţială, sau cu rol operaţional. Tehnologiileinformatice moderne trebuiesc avute în vedere în scopul de a-i învăţa peoperatori să folosească cu uşurinţă sistemele şi echipamentele aflate la bordulnavei.

● În al doilea rând, proiectul navei trebuie să conducă la soluţiitehnologice cât mai puţin costisitoare în ceea ce priveşte timpul şi banii. Adesea,adoptarea soluţiilor tehnologice simple implică luarea unor măsuri decompromis. De exemplu, construcţia bordajului pe baza suprafeţelor riglate(plane) este mai ieftină decât în cazul bordajelor curbate, dar pentru carena naveiaceastă măsur ă poate însemna afectarea rezistenţei la înaintare. De mulţi ani, penavele de r ăzboi s-a renunţat la selatur ă şi la curbura transversală a punţilor, mai

puţin a punţii deschise. Cordoanele de sudur ă automată sunt mai ieftine şi maisigure. Proiectanţii au nevoie de un dialog continuu cu echipa de producţie,

pentru a prevedea soluţiile compatibile cu cel mai economic proces de producţie.● În al treilea rând şi în special pentru navele de r ăzboi, proiectantul

trebuie să aibă în vedere activitatea de întreţinere a sistemelor şi echipamentelorde la bordul navei. Trebuiesc identificate toate echipamentele care pot necesita

demontarea şi scoaterea de pe poziţia de funcţionare, în timpul perioadeioperaţionale a navei. Accesul în jurul echipamentului în scopul întreţinerii,trebuie prevăzut cu atenţie de către proiectant. Piesele de rezervă se amplasează în apropierea locurilor unde pot fi necesare, mai ales dacă sunt grele şivoluminoase.

Echipamentul electronic este adesea supus unei strategii de înlocuire,motiv pentru care standardizarea joacă aici un rol foarte important.

În esenţă, proiectarea navei nu reprezintă o aplicare aridă a unorcunoştinţe inginereşti. Proiectarea navei conţine multă artă, intuiţie, imaginaţie,

gândire profundă şi management. Experienţa că pătată în proiectarea unei navereale este extrem de importantă şi ajută la înţelegerea filosofiei şi principiilor

proiectării navei, prezentate pe scurt în acest capitol.

1.5. Noi principii de proiectare bazate pe modelarea

tridimensională a navei

Nava reprezintă un obiect tridimensional: are spaţii, volume şi structuricomplexe.

Sistemele de proiectare tridimensionale sunt deja tipice pentru alteindustrii. Datorită complexităţii proiectării navelor şi naturii conservative a

19


20/243


construcţiilor navale, sistemele tridimensionale de proiectare navală sunt abia laînceput de drum, fiind utilizate cu precădere în faza de proiect de execuţie. Încazuri mai rare, proiectantul extinde modelul tridimensional la fazele de

proiectare iniţiale. Cel mai întâlnit exemplu se refer ă la proiectarea formelor

corpului şi la calculele de arhitectur ă navală. Pentru navele comerciale obişnuite,cea mai mare parte a activităţilor de proiectare se realizează cu sisteme CAD bidimensionale.

Sistemele de proiectare tridimensională ofer ă o serie de avantajeimportante:

● scurtează semnificativ timpul total de proiectare;● automatizează procesul de proiectare;● realizează o legătur ă directă cu alte programe importante, cum ar fi:cele de element finit utilizate în analiza structurală, sau cele specializateîn calculele de dinamica fluidelor (CFD).În mod ideal, toate aceste programe de calcul separate trebuie să fie

integrate într-un instrument unic de proiectare asistată de computer.Procesul de proiectare este descris de spirala proiectării. Chiar dacă natura

iterativă a procesului se păstrează nealterată, totuşi un instrument tridimensional puternic poate simplifica şi, în acelaşi timp, poate creşte viteza de proiectare.

O idee importantă, care prinde un contur tot mai bine definit, este aceea autilizării modelării tridimensionale în scopul obţinerii “modelului produs”.Funcţia de bază a acestui model este aceea de a stoca laolaltă toate informaţiileimportante: amenajarea generală, detaliile, sistemele navei, specificaţiile,

planificările, simulările, etc. De asemenea, modelul produs va trebuie să acoperetot ciclul de viaţă al navei, începând de la proiectare, continuând cu etapa deconstrucţie şi apoi cu aceea de exploatare, până la dispariţia navei prin tăiere,după încheierea duratei de viaţă a acesteia. Modelul produs este un instrumentimportant, nu numai pentru proiectanţii şi constructorii navali, dar şi pentruarmatori, care-l pot utiliza pentru planificarea întreţinerii şi controlului navei,

pentru instruirea echipajului, etc.Procesul complex de proiectare şi construcţie a navei este supavegheat de

societăţi de clasificare şi organisme internaţionale competente. Cele mai

cunoscute societăţi de clasificare pe plan mondial sunt: Lloyd’s Register ofShipping, det Norske Veritas, the American Bureau of Shipping, Bureau Veritas,Registro Italiano, Germanische Lloyd şi Nippon Kaiji Kyokai.

Activitatea acestor societăţi de clasificare este legată atât de realizarea şiîmbunătăţirea unor standarde tehnice proprii în construcţia de nave şiclasificarea navelor, cât şi de supravegherea respectării regulilor şiregulamentelor aflate în vigoare.

Chiar şi societăţile de clasificare pot beneficia de modelul produs:avariile, ariile de reparaţii, notele speciale de constatare, etc., pot fi incluse în

acelaşi model, în zona destinată clasificării navei.

20


21/243


Modelul produs aduce un alt avantaj important: trece cu uşurinţă pestegraniţele celor trei etape principale de proiectare (conceptuală, tehnică şi deexecuţie), iar nivelul de informaţii se măreşte pas cu pas, până la atingereaobiectivelor proiectului (fig.nr.1.3.)

În proiectarea modernă se utilizează nu număr tot mai mare desubcontractanţi. O coordonare slabă a activităţii acestora poate conduce laîntârzierea predării lucr ărilor şi la pierderi financiare. Atunci când toateinformaţiile sunt înmagazinate într-un model produs, subcontractanţii pot aveaacces la baza de date, cu consecinţe directe asupra eficienţei şi productivităţiimuncii. Un model produs este un instrument necesar pentru îmbunătăţirea

coordonării activităţilor subcontractanţilor.Construcţia de nave este un exemplu concludent referitor la conceptul deinginerie concurentă. Sensul real al conceptului poate fi obţinut numai pe bazamodelului produs şi al internet-ului, care permite transferul şi schimbul facil deinformaţii între locaţii aflate la mare distanţă.

21


22/243


2. TIPURI DE NAVE MODERNE

2.1. Nave de pasageri

Proiectarea navelor de pasageri este dominată de reguli stricte privindcompartimentarea, protecţia contra incendiului, bordul liber, mijloacele desalvare şi transportul mărfurilor periculoase.

Una dintre cele mai utilizate nave de pasageri este feribotul şi în specialcel de tip Ro-Ro. Rampele de la ambele extremităţi ale navei trebuie să fie încorespondenţă cu terminalele de la cheu, dând posibilitatea ambarcării şidebarcării autoturismelor, camioanelor şi vagoanelor. Aceste nave combină multe tr ăsături potenţial periculoase, cum ar fi: bordul liber mic la punteavehiculelor (puntea de nescufundabilitate), transportul mărfurilor periculoase,compartimentarea minimă sub puntea de nescufundabilitate, tendinţa de a ser ăsturna rapid în cazul inundării punţii vehiculelor.

În fig.nr.2.1. este prezentată, în mod simplificat, o secţiune transversală printr-o navă modernă de tip Ro-Ro.

Deşi transportă anual milioane de pasageri, vulnerabilitatea navelor de tip

Ro-Ro a fost ilustrată, de multe ori, în mod tragic.

22


23/243


Campaniile susţinute, de îmbunătăţire a siguranţei acestor nave, s-au bucurat de succes par ţial.

Navele de croazier ă sunt destinate transportului pasagerilor aflaţi învacanţă. Aceste nave sunt deosebit de interesante pentru proiectanţi, care trebuie

să găsească formele optime ale corpului cu calităţi specifice de rezistenţă, propulsie şi comportare pe valuri, cu contribuţii de aparenţă spectacular ă (cumar fi interioarele exotice).

În tabelul nr.2.1. este prezentată o comparaţie între principalelecaracteristici ale unei nave de tip Ro-Ro şi ale unei nave de croazier ă.

Caracteristicile navelor Ro-Ro Nava deCroazier ă

Lungimea între perpendiculare, [m] 146 224Lăţimea, [m] 26 31,5

Pescajul, [m] 6 7,75Deplasamentul, [t] 14.000 35.800Puterea de propulsie, [Mw] 18 28Viteza, [noduri] 20,5 22,3

Numărul de pasageri 2120 2634 Numărul de cabine 217 1024 Numărul membrilor echipajului 141 920

Tabelul nr.2.1. Comparaţie între nava de tip Ro-Roşi nava de croazier ă

2.2. Vrachiere

Mărfurile care pot fi transportate în vrac sunt: petrolul, minereul, produsele chimice, uleiurile vegetale, gazele lichefiate, cărbunele, grâul, etc.

Dacă ne referim la transportul petrolului, argumentele economice atestă faptul că tancurile petroliere de 300.000 tone sunt cele mai utilizate pe planmondial. Coeficientul bloc al acestor nave se situează în jurul valorii de 0,8.Petrolierele au de obicei, o singur ă linie de axe. Caldarina produce aburi pentruuz gospodăresc, pentru încălzirea combustibilului de consum şi pentru spălareatancurilor de marf ă. Instalaţia de gaz inert este folosită pentru a evita formarea

unui amestec exploziv deasupra mărfii.Pierderile de nave petroliere se datorează în special coliziunilor şieşuărilor şi dau naştere unei poluări serioase a mediului înconjur ător. Au fostintroduse cerinţe suplimentare de siguranţă, cum ar fi învelişul dublu, saucompartimentarea navei prin punţi suplimentare etanşe.

Pierderile de nave care transportă minereu au produs multă îngrijorare cucirca două decenii în urmă. Multe dintre ele au dispărut f ăr ă urmă, probabil prinavarie structurală. Există dovezi că îmbinarea structurii cuplei maestre faţă deextremităţi printr-un modul cu secţiune redusă determină apariţia unor presiunilocale, care pot produce fisuri ce se propagă rapid.

23


24/243


Unele mărfuri produc scurgeri corozive, care degradează structura naveiîn timp. Toate aceste probleme au condus la utilizarea unor oţeluri de mai bună calitate, în păr ţile critice ale structurii navei.

Ordinea încărcării şi descărcării tancurilor la vrachiere este de mare

importanţă. For ţele tăietoare mari dintre tancurile pline şi cele goale pot produceavarieri structurale. Navele care transportă cereale ridică probleme speciale de stabilitate,

datorită efectului suprafeţei libere a cerealelor. Utilizarea pereţilor de separaţie agrânelor, sau acoperirea suprafeţei libere cu cereale în saci, stabilizează suprafaţa liber ă, dar nu elimină problema.

Un tip de vrachier cu importanţă tot mai mare este tancul de gaze naturalelichefiate. Gazul natural, lichefiat prin comprimare şi r ăcire la temperaturi deaproximativ -100°C, este pompat în tancurile de tranzit care sunt izolate destructura navei printr-o izolaţie foarte groasă. Nava este prevăzută cu dublu fundşi protecţie laterală. În timpul transportului, o parte din gazul lichefiat se pierdeîn mod natural. Pentru a diminua pierderile, nava trebuie să fie rapidă.

Rezervoarele de gaze lichefiate se construiesc din aliaje de aluminiu, saualiaje nichel-oţel.

Fiecare marf ă, ridică probleme speciale de transport. În cazul aciduluisulfuric, sulfului sau melasei, acestea se complică, incluzând oboseala termică,vaporii explozivi şi problemele de coroziune.

2.3. Nave mici, rapide

Din această categorie fac parte: navele multi-corp (catamarane, trimarane,nave de scafandri, feriboturi), navele cu aripi portante şi navele cu efect desuprafaţă. În fig.nr.2.2. se prezintă domeniile de operare favorabilă ale navelormici, rapide.

Navele multi-corp evită problema pierderii stabilităţii la viteză mare,fenomen cu care se confruntă navele monocorp rapide, cu gurnă rotundă. Deasemenea, navele multi-corp ofer ă spaţii mari pe puntea superioar ă, necesare

pasagerilor sau echipamentelor specifice.Două catamarane cu zbaturi, cu lungimea de 90 m, au fost construite în

anul 1870 şi utilizate pentru traversarea Canalului Mânecii. Ambele nave au fostapreciate pentru mişcările mici de ruliu (doar de 5 grade), în timp ce la alte navemonocorp amplitudinea mişcării de ruliu ajungea la 15 grade.

Suprafaţa udată a navelor multi-corp este mai mare decât aceea a navelormonocorp echivalente, generând o rezistenţă de frecare mai mare. Dar corpurilerelativ zvelte ale catamaranelor conduc la o rezistenţă de val mai redusă, laviteze mai mari. Vor exista şi efecte de interferenţă între cele două corpuri. Dacă

distanţa dintre corpuri creşte, efectele de interferenţă vor fi mai mici, darstabilitatea transversală poate deveni excesivă, iar andocarea se va realiza mai

24


25/243


greu. O separare rezonabilă a corpurilor are loc dacă distanţa dintre ele este deaproximativ 1,25 ori mai mare decât lăţimea fiecăruia. În general,manevrabilitatea navelor multi-corp este bună, dar greutatea structurală esterelativ mare şi pentru a menţine încărcătura utilă, unele proiecte folosesc

aluminiul pentru construcţia corpului.Calităţile de comportare pe valuri nu reprezintă punctul forte alcatamaranelor, datorită stabilităţii transversale mărite şi lungimii relativ mici.

La navele de tip SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull, fig.nr.2.3),unde suprafaţa planului de plutire este mult redusă, comportarea pe valuri esteîmbunătăţită în mod semnificativ. În schimb, aceste nave sunt foarte sensibile lamodificarea poziţiei centrului de greutate şi a distribuţiei încărcăturii utile, fiindnecesar un sistem de balastare pentru compensarea variaţiilor posibile.

Propulsia navelor SWATH necesită câte un motor principal în fiecarecorp, sau cel puţin câte o elice. Pentru navele mai mici de 2000 tone pereţii suntinsuficient de laţi pentru a permite trecerea unor motoare principale mari. Înconsecinţă, proiectanţii trebuie să conceapă mijloace pentru a dezvolta putereanecesar ă pe puntea corpurilor şi de a o furniza fie sub formă de propulsie cu jet,fie la elicele din capetele corpurilor submerse. Angrenajele conice, dispozitivele

25


26/243


electrice convenţionale sau cu supraconductivitate precum şi motoarelehidraulice reprezintă tot atâtea soluţii posibile pentru rezolvarea problemelor de

propulsie la navele de tip SWATH.

Navele cu aripi portante

O aripă portantă care se deplasează cu o anumită viteză în mediul fluid poate dezvolta o portanţă considerabilă. Dacă aripa are o secţiune transversală eficientă atunci rezistenţa asociată deplasării profilului va fi relativ mică. Dacă aripile portante se montează sub carena unei ambarcaţiuni rapide, convenţionale,se va realiza o portanţă propor ţională cu pătratul vitezei şi dacă nava este

propulsată cu o putere corespunzătoare, atunci întregul corp se poate înălţadeasupra apei. Pierzând rezistenţa corpului principal, nava poate accelera până când rezistenţa aripilor portante şi rezistenţa aerului absorb puterea disponibilă. În fig.nr.2.4. este prezentată o curbă tipică de variaţie a rezistenţei laînaintare în funcţie de viteza navei.

26


27/243


Fenomenul de glisare este asociat cu o creştere însemnată a rezistenţei deval, care se produce înainte de ieşirea corpului din apă. După ieşirea completă acarenei din apă, portanţa obţinută pe seama aripilor este constantă. Pentrucreşterea, în continuare, a vitezei navei este necesar ă fie reducerea unghiului de

incidenţă al aripii portante, fie micşorarea suprafeţei imerse a aripii. Cele două soluţii diferenţiază tipurile constructive şi funcţionale de bază ale sistemului cuaripi portante (fig.nr.2.5):

• aripi portante care str ă pung suprafaţa mediului fluid şi secaracterizează prin reducerea suprafeţei imerse a aripii pe măsur ă cenava se ridică din apă;

• aripi portante complet imerse, cu incidenţă controlată, în care aripiler ămân întotdeauna imersate, iar portanţa generată este modificată controlând unghiul de atac al aripii.

Echilibrul longitudinal al navei cu aripi portante trebuie să fie menţinut şide obicei este amplasată o arie mare a suprafeţei portante, spre prova sau spre

pupa faţă de centrul de greutate şi o arie mică a suprafeţei portante spre pupa,sau respectiv în prova. Este posibilă orice valoare a raportului dintre arii, cucondiţia ca for ţa hidrodinamică rezultantă să acţioneze pe direcţia centrului degreutate.

Sistemul de portanţă cu str ă pungerea suprafeţei apei ofer ă navei posibilitatea de a urmări fidel suprafaţa valului. Într-adevăr, pe măsur ă ce nava

avansează în frontul de val, nivelul apei creşte pe aripi portante succesive, portanţa creşte şi prova se ridică deasupra valurilor. Depăşind creasta valului,

27


28/243


procesul se inversează, astfel încât nava reuşeşte să urmărească cu fidelitatesuprafaţa valurilor.

În cazul sistemului de portanţă cu incidenţă controlată, aripa portantă percepe suprafaţa valurilor prin acţiunea mişcărilor orbitale ale particolelor de

fluid. Într-o primă fază, nava poate urmări o suprafaţă liber ă care are tendinţa să formeze valuri cu înălţimi mici. Pentru cazul valurilor cu înălţimi mai mari, portanţa aripilor trebuie variată pentru ca nava să poată urmări par ţial profilulvalurilor. Pentru aceasta, este necesar ă o formă de control automat, care să reacţioneze la semnalul unui senzor de altitudine din prova.

O altă problemă importantă a navelor cu aripi portante o constituieasigurarea stabilităţii transversale. În cazul sistemului de portanţă custr ă pungerea suprafeţei apei, stabilitatea la ruliu este asigurată dacă înălţimeametacentrică este pozitivă, adică atunci când direcţia portanţei (în cazul naveiînclinată transversal) intersectează planul diametral deasupra centrului degreutate.

În cazul sistemului de portanţă cu incidenţă controlată, stabilitatea la ruliueste asigurată cu ajutorul unor aripioare care acţionează diferit în cele două

borduri ale navei, astfel încât să producă un moment contrar celui de ruliu,controlat automat.

Referindu-ne, în continuare, la sistemul de propulsie, menţionăm faptul că utilizarea propulsoarelor cu jet de apă (deasupra apei) la viteze mari s-a doveditfoarte eficientă. Jetul poate fi realizat de o pompă de înaltă performanţă acţionată de un motor sau o turbină cu gaz. Se elimină astfel necesitatea unui

angrenaj conic pentru direcţionarea în jos a arborelui portelice, sau a unei liniide arbori cu înclinare mare, în scopul acţionării elicei.

Propulsia eoliană a unei nave pe aripi portante este o provocare fascinantă pentru orice specialist pasionat de construcţiile navale.

Rolul navelor pe aripi portante trebuie să fie în deplin acord cu avantajele pe care le ofer ă. Transportul rapid de pasageri pe apă relativ calmă (până lagradul 4 sau 5) s-a dovedit profitabil, iar rolul de navă de supraveghere în largconstituie o aplicare importantă. Pe mare de grad înalt, nu se recomandă utilizarea navelor pe aripi portante. Ciocnirea cu mediul fluid la viteze mari

poate fi dur ă şi din această cauză extremitatea prova trebuie să aibă întăriturispeciale şi o compartimentare bună.

Pentru a menţine o încărcătur ă utilă corespunzătoare, corpul navelor pearipi portante de mare viteză se construieşte din aluminiu sau PAFS.

Nave cu efect de suprafaţă (S.E.S.)

Navele cu efect de suprafaţă beneficiază de o for ţă aerostatică generată de

un curent de aer orientat în jos, care formează o pernă de aer sub ambarcaţiune.

28


29/243


Sunt cunoscute trei tipuri de nave pe pernă de aer, prezentate schematic înfig.nr.2.6.:

(a) nave cu camer ă de presiune ridicată;(b) nave cu jet periferic;

(c) nave cu pereţi laterali imer şi.

La navele cu camer ă de presiune ridicată, potenţialul reprezentat de presiunea manometrică din camer ă, p p, este transformat în energie cinetică derefulare, conform legii lui Bernoulli:

.V2

1 p 2 p ⋅ρ= (2.1.)

Viteza fluxului masei de aer care iese pe la periferia camerei, pe osuprafaţă cu lungimea l şi înălţimea h, se calculează cu relaţia:

,VhlCm d ⋅⋅⋅⋅ρ=& (2.2.)unde Cd este un coeficient de refulare.

În regim stabilizat, for ţa de greutate a navei, W, este egală cu for ţaaerostatică F care se manifestă pe suprafaţa A:

A pFW p ⋅== (2.3.)

Analizând relaţiile de mai sus, se observă că for ţa aerostatică depinde dedebitul de aer refulat, de suprafaţa de refulare şi de coeficientul de refulare.

29


30/243


Navele cu jet periferic se caracterizează prin faptul că jetul de aer estecontrolabil. Partea inferioar ă a navei este elastică, fiind realizată din cauciucgreu şi robust. Deoarece nava pe pernă de aer merge pe deasupra apei, ea are orezistenţă laterală scăzută la perturbaţiile produse de vânt. Dacă nava este

acţionată de propulsoare aeriene, atunci acestea trebuie să realizeze şi controlul poziţiei navei faţă de acţiunea vântului. Cârmele aeriene mari nu sunt, prinurmare, ceva neobişnuit.

Atunci când este nevoie de un grad ridicat de stabilitate transversală, ceidoi pereţi laterali ai navei sunt extinşi în apă. Pentru a forma perna de aerextremităţile prova şi pupa ale navei r ămân etanşate cu ajutorul fustelor decauciuc. Pereţii laterali imer şi ofer ă o for ţă de flotabilitate care diminuează valoarea for ţei aerostatice de portanţă.

Unul dintre avantajele majore ale navei cu pereţi laterali imer şi este acelacă instalaţiile de propulsie pot fi amplasate pe corpurile laterale imerse.

Rezistenţa la înaintare a navei pe pernă de aer are trei componente principale:

• rezistenţa aerodinamică (variază cu pătratul vitezei) are o componentă care acţionează asupra navei şi alta asupra pernei de aer;

• rezistenţa generată de formarea valurilor, are valoare maximă la vitezemici, apoi scade cu creşterea vitezei până la valori neglijabile;

• rezistenţa de impuls, care variază liniar cu viteza navei şi se datorează modificării energiei aerului din perna de aer.

În fig.nr.2.7. este prezentată o diagramă de variaţie a rezistenţei totale, înraport cu viteza navei pe perna de aer.

Ca instalaţii de propulsie se prefer ă adesea turbinele cu gaz, deşi nicimotoarele diesel nu sunt neobişnuite la navele care se deplasează cu viteze decirca 40 de noduri.

30


31/243


Calităţile de seakeeping ale navelor pe pernă de aer sunt mai slabe decâtla multe alte tipuri de nave, în aceleaşi condiţii ale stării mării. În fig.nr.2.8. suntreprezentate stările limită ale mării pentru diferite tipuri de nave.

Marea majoritate a navelor SES sunt folosite în scopuri comerciale pentrutransportul rapid de pasageri. Catamaranele sunt utilizate de cele mai multe ori

ca feriboturi rapide, pentru pasageri.Diagrama din fig.nr.2.9. prezintă o analiză a raportului dintre puterea la

flanşa motorului şi numărul de pasageri tranportaţi în funcţie de viteza navei. Navele pe aripi portante au nevoie de mai multă putere decât catamaranele şinavele SES, ultimele fiind mai economice la viteze mari.

31


32/243


2.4. Navele specifice ingineriei offshore

Exploatarea bogăţiilor subsolului marin (gaze naturale, petrol, minereuri,etc.) a adus proiectanţilor de nave o serie de problematici fascinante. Platformele

de foraj marin, platformele permanente de exploatare, terminalele plutitoare,navele submersibile de cercetare, locuinţele subacvatice şi multe alte tipuri denave pentru diferite servicii au fost proiectate pentru a deservi industria offshore.

În cazul apelor cu adâncime mică, turnurile de foraj cu platformele lor delucru sunt aşezate pe fundul mării pe nişte picioare, fixate cu ajutorul unor pilonisau cu dispozitive de legare (fig.nr.2.10).

Apele mai adânci şi condiţiile meteorologice dure necesită soluţii de proiectare diferite. Predomină două tipuri de platforme marine, una pentruexploatare şi cealaltă pentru legarea permanentă pe locaţia de exploatare.

Platforma semi-submersibilă, fig.nr.2.11, este preferată, acum, ca platformă de explorare. Ea este formată, de obicei, din doi cilindri subacvatici pecare se află coloanele verticale, care susţin platforma de foraj la o anumită distanţă de nivelul apei. O astfel de platformă poate depăşi uşor un deplasamentde 20.000 tone. Suprafaţa plutirii conţine forme separate, care au o influenţă asupra stabilităţii ei statice. Cilindrii submer şi orizontali sunt amplasaţi la oadâncime suficientă pentru a nu fi afectaţi de prezenţa valurilor. De altfel,corpurile semi-submersibile au calităţi de seakeeping foarte bune.

Datorită sarcinilor dinamice generate de acţiunea valurilor şi vântului,comportarea structurală dinamică a platformelor de explorare reprezintă o

problemă foarte importantă.Platformele de explorare trebuie să fie mobile. Unele sunt autopropulsate,

altele sunt remorcate cu ajutorul remorcherelor.O problemă vitală a platformelor de explorare este nevoia de sisteme de

poziţionare dinamică şi de control, în scopul menţinerii pe locaţia de foraj.Această funcţie este îndeplinită de sisteme de propulsoare azimutale, comandatede computere.

În plus, platformele trebuie să permită aterizarea elicopterelor, amplasareaechipamentelor de foraj şi a celor specifice de protecţie contra incendiilor, de

salvare, etc.Platformele marine utilizate pentru exploatarea bogăţiilor subsolului pot fi

similare platformelor de explorare, având însă amenajări mai puţin complexe.Platformele semi-submersibile care lucrează deasupra puţurilor de

exploatare pot fi menţinute pe locaţie cu ajutorul unor cabluri de legare şiancorare, amplasate pe fundul mării.

În zonele marine în care nu este posibil transportul produselor petrolieredirect prin tubulaturi, se utilizează pentru stocare tancuri petroliere mari. De aici,

petrolul este transportat la un terminal, aflat la o distanţă sigur ă, unde pot acosta

tancuri petroliere de transport.

32


33/243


Tubulaturile de petrol şi de gaze de pe fundul mării trebuie să fieinspectate regulat. Inspecţia exterioar ă se realizează cu camere TV sau cuajutorul unui submersibil cu echipaj. Inspecţia interioar ă a ţevilor se efectuează cu ajutorul unui echipament special, care poate înregistra starea sudurilor şi a

materialului.

33


34/243


2.5. Remorchere

În general, remorcherele se clasifică în remorchere fluviale (de apeinterioare), costiere şi oceanice. Deplasamentul celor mai mari dintre

remorcherele oceanice se apropie de 1000 tone.În principiu, un remorcher este un mijloc de aplicare a unei for ţeexterioare asupra navei căreia îi acordă ajutor, sau o comandă.

Remorcherele sunt utilizate la tragerea sau împingerea navelor de maretonaj în pase de navigaţie şi locuri cu restricţie, sau în călătorii mai lungi peocean, dar pot îndeplini adesea şi sarcini de stingere a incendiului şi de salvare

pe mare.Principalele caracteristici ale remorcherelor sunt:• formele corpului şi mijloacele de propulsie sunt proiectate atât pentru a

obţine o viteză de mar ş liber, cât şi o împingere înaltă la viteză nulă,sau o viteză de tractare economică;

• conturul punţii superioare trebuie să permită accesul direct la naveleremorcate;

• punctul de tractare trebuie să fie deasupra centrului presiunilor laterale(uzual, se află în planul diametral, imediat dincolo de secţiuneamaestr ă, spre pupa) astfel încât, o tragere laterală să aibă un efectminim asupra manevrabilităţii navei;

• calităţi bune de manevrabilitate;

•

calităţi de stabilitate adecvate.Definirea formelor corpului remorcherului se bazează pe criteriulrezistenţei optime la înaintare, în scopul obţinerii vitezei de mar ş liber (de circa20 noduri pentru remorcherele oceanice şi între 12-16 noduri pentru celefluviale). Coeficientul bloc obişnuit este cuprins între 0,55 şi 0,66.

Remorcherele se pot clasifica în funcţie de tipul şi poziţia instalaţiilor de propulsie.

Remorcherele convenţionale au o formă normală a corpului şi un sistemde propulsie tradiţional, cu linie de axe şi elice. Elicele pot fi libere, sau în duză,cu pas fix sau reglabil. Duzele pot fi orientabile, asigurând calităţile demanevrabilitate dorite. Remorcherele convenţionale remorchează din pupa, cuun cârlig pentru remorcare sau de la un vinci. De asemenea, ele pot împinge cu

prova.Remorcherele cu transmisie în Z au o formă convenţională a corpului

înspre prova, dar pupa este tăiată pentru a asigura spaţiul necesar pentruamplasarea propulsoarelor azimutale antrenate cu o transmisie în Z. Elicele

propulsoarelor azimutale cu pas fix sau reglabil, sunt în duze şi pot fi rotiteindependent cu 360°, asigurând o manevrabilitate excelentă. Aceste remorchereau vinciul principal în prova şi remorchează (sau împing) cu prova.

Remorcherele de tracţiune au o formă neconvenţională a corpului.Propulsoarele sunt situate la aproximativ o treime din lungimea navei, spre

34


35/243


36/243


2.6. Nave de pescuit

Există trei moduri fundamentale pentru a pescui:• prin remorcarea de traule;

•

prin încercuirea bancurilor de peşti cu plase, sau plase cu flotoare de plută;• prin mijloace statice (parâmă, năvod, etc.).În funcţie de acestea, se deosebesc trei tipuri principale de nave de

pescuit: traulere, nave care utilizează metoda de pescuit prin încercuire şi navecare utilizează mijloace statice de pescuit.

Tipul cel mai obişnuit de navă de pescuit este traulerul, care trebuie să fieastfel proiectat încât să reziste la condiţiile cele mai vitrege ale mării, fiindsubiectul unor prevederi speciale ale regulilor pentru calculul bordului liber.

Deoarece o situaţie de avarie ar putea pune în pericol nava de pescuit, aceastaeste dotată cu mecanisme cu cel mai înalt grad de fiabilitate.Stabilitatea transversală a navelor de pescuit reprezintă un subiect căruia i

se acordă o maximă atenţie. Adesea, armatorii solicită o valoare minimă aînălţimii metacentrice iniţiale de cel puţin 0,75m. Totuşi, un număr important denave se pierd anual şi multe dintre ele dispar f ăr ă nici o explicaţie plauzibilă,fiind probabil subiectul a două sau mai multe situaţii tipice periculoase ceacţionează simultan (“broaching”, guri de magazie deschise, pierderea de puterede propulsie, etc.).

Pentru ca nava de pescuit să aibă o stabilitate direcţională adecvată întimpul operaţiunii de traulare, experienţa a demonstrat că este necesar ă oapupare cu un unghi de înclinare longitudinală de circa 5°.

Traulerul a fost primul corp de navă studiat în mod special din punctul devedere al performanţei de rezistenţă la înaintare. O analiză de regresie aformelor traulerelor, pentru care s-au efectuat testele experimentale de bazin, aar ătat că coeficientul rezistenţei totale este o funcţie de şase parametrigeometrici: raportul lungime pe lăţime (L/B), raportul lăţime pe pescaj (B/T),coeficientul de fineţe al secţiunii maestre, coeficientul de fineţe prismaticlongitudinal, abscisa centrului de carenă şi unghiul de intrare al liniei de plutire.

Utilizarea acestor rezultate poate conduce la o estimare preliminar ă corespunzătoare a puterii efective de remorcare. În mod obişnuit, navele de

pescuit utilizează propulsie cu motoare diesel şi diesel-electrice.Pentru depistarea bancurilor de peşti se utilizează o instalaţie de

hidrolocaţie sonar, sau o instalaţie ultrason.Traulerele moderne sunt echipate cu radar, sistem GPS, echipamente de

comunicaţie şi mijloace de navigaţie adecvate.În fig.nr.2.13 este prezentat un trauler tipic.

36


37/243


2.7. Nave militare

Marina militar ă a fiecărui stat are criterii proprii de clasificare a navelormilitare, în funcţie de interesele lor politice şi militare. În general, după destinaţie navele militare se împart în nave de luptă şi nave auxiliare. În lucrarea[5] se prezintă o clasificare generală a navelor militare, care cuprinde tipuri denave existente în toate flotele militare ale lumii.

Astfel, portavioanele sunt nave cu următoarele caracteristici principale:- deplasament, 9000 – 95000 tone;- lungime, 180 – 340 m;

-

lăţime, 35- 80 m;- pescaj, 9 – 12 m;- viteză, 30 – 35 noduri;- echipaj, 1000 – 6000 militari;- propulsie nuclear ă, sau clasică.Se cunosc următoarele tipuri de portavioane:● cu destinaţii multiple (distrugerea navelor şi convoaielor inamicului,distrugerea obiectivelor de pe teritoriul inamicului, distrugereasubmarinelor, blocarea unor zone militare, etc.);

● submarin (pentru căutarea, descoperirea şi distrugerea submarinelorinamice);● de lovire (poartă acţiuni de luptă pe mare, la distanţe mari);● de escortă (pentru apărarea convoaielor);● portelicoptere (pentru transportul şi debarcarea desantului aerian, pentrulupta împotriva submarinelor).Crucişătoarele au următoarele caracteristici principale:- deplasament, 6500 – 22000 tone;- lungime, 140 – 210 m;

-

lăţime, 16 – 22 m;- pescaj, 5,5 – 9 m;

37


38/243


- viteză, 30 – 34 noduri;- echipaj, 300 – 1160 militari;- propulsie nuclear ă, sau clasică.Crucişătoarele sunt nave de luptă cu o mare putere de foc, destinate:

● distrugerii convoaielor şi desantului maritim;● lovirii obiectivelor de pe litoral;● protecţiei desantului propriu;● sprijinirii trupelor de uscat de pe litoral, etc.

Distrugătoarele au următoarele caracteristici principale:- deplasament, 2500 – 8500 tone;- lungime, 110 – 175 m;- lăţime, 12 – 19,3 m;- pescaj, 4,5 – 7 m;-

viteză, 30 – 36 noduri;- echipaj, 250 – 380 militari.Distrugătoarele sunt considerate nave de luptă universale. Sunt destinate

pentru a îndeplini următoarele misiuni:● nimicirea submarinelor şi navelor de suprafaţă inamice;● apărarea antiaeriană şi antisubmarină a for ţelor proprii;● asigurarea desantării desantului maritim, etc.

Fregatele sunt nave cu următoarele caracteristici:

-

deplasament, 1500 – 7500 tone;- lungime, 93 – 136 m;- lăţime, 11 – 14,5 m;- pescaj, 3,2 – 7,2 m;- viteză, 25 – 30 noduri;- echipaj, 55 – 300 militari.Fregatele pot îndeplini următoarele misiuni în luptă:● căutarea, descoperirea şi nimicirea submarinelor;● apărarea antisubmarină şi antiaeriană;

● apărarea împotriva rachetelor.

Corvetele sunt nave specilizate în lupta antisubmarină, fiind capabile să caute, să descopere şi să nimicească submarinele. Au următoarele caracteristicitehnice:

- deplasament, 400 – 1200 tone;- lungime, 50 – 90 m;- lăţime, 7 – 13,5 m;- pescaj, 3,2 – 5 m;

-

viteză, 20 – 29 noduri;- echipaj, 65 – 120 militari.

38


39/243


Nave puitoare de mine şi plase sunt nave de luptă cu dotări speciale pentru lansarea barajelor de mine (în scopul distrugerii navelor de luptă şi detransport ale adversarului), sau a plaselor antisubmarine şi antitorpile.

Navele dragoare de mine sunt nave de luptă destinate pentru căutarea,descoperirea şi distrugerea minelor, precum şi pentru însoţirea convoaielor prinzonele marine periculoase. Aceste nave se construiesc din materiale slabmagnetice.

Navele au următoarele caracteristici principale:a) dragoare marine:- deplasament, 650 – 1000 tone;- lungime, 50 – 80 m;- lăţime, 10 – 12 m;- pescaj, 3,5 – 4,2 m;-

viteză, 16 – 19 noduri;- echipaj, 40 – 65 militari.

b) dragoare de bază:- deplasament, 450 – 800 tone;- lungime, 45 – 60 m;- lăţime, 7,5 – 9 m;- pescaj, 2,5 – 3,25 m;- viteză, 12 – 16,5 noduri;

c) dragoare de radă:- deplasament, 12 – 250 tone;- lungime, 25 – 35 m;- lăţime, 5,5 – 6,5 m;- pescaj, 1,2 – 1,75 m;- viteză, 10 – 14 noduri;- echipaj, până la 45 de militari.

d) vedete (şalupe) dragoare:- deplasament, 40 – 120 tone;- viteza, până la 18 noduri.

Vedetele purtătoare de rachete sunt destinate pentru distrugerea sauavarierea navelor de suprafaţă ale adversarului, la distanţe relativ mici faţă delitoral sau nava de bază.

Principalele caracteristici sunt:- deplasament, 60 – 650 tone;

-

lungime, 24 – 60 m;- lăţime, 7 – 11 m;

39


40/243


- pescaj, 2 – 3,5 m;- viteză, 36 – 55 noduri;- echipaj, 30 – 60 militari.

Vedetele torpiloare sunt destinate pentru distrugerea navelor de suprafaţă cu ajutorul torpilelor, în zone aflate în apropierea litoralului.Principalele caracteristici tehnice sunt:- deplasament, 25 – 250 tone;- lungime, 22 – 43 m;- lăţime, 4,5 – 8,3 m;- pescaj, 1,7 – 3,2 m;- viteză, 36 – 60 noduri.

Vedetele purtătoare de artilerie sunt destinate pentru lupta cu vedeteleadversarului şi sprijinul cu foc al desantului maritim sau fluvial. Deplasamentulvariază între 50 – 250 tone, iar vitezele sunt cuprinse între 35 – 50 noduri.

Vedetele blindate sunt nave de luptă cu deplasament mic (70 – 300 tone),destinate pentru lupta cu navele similare ale adversarului şi sprijinul cu foc altrupelor de uscat ce acţionează de-a lungul fluviilor, deltelor şi estuarelor. Pentru

protecţie contra armamentului uşor sau schijelor, nava este protejată cu blindajuşor până la nivelul liniei de plutire.

Monitoarele sunt nave de luptă blindate, cu borduri libere joase şi pescajredus utilizate pentru atacarea obiectivelor inamicului aflate pe fluviu, canale,delte, estuare şi în zone maritime apropiate de litoral. În prezent au o utilitatelimitată.

Navele de desant sunt destinate pentru transportul şi desantarea desantuluimaritim. Ele pot debarca trupe şi tehnică militar ă prin utilizarea navelor pe

pernă de aer, a elicopterelor de transport şi a vedetelor pentru desantare. Naveledispun de compartimente speciale: magazii, hangare, punţi pentru elicoptere,

spaţii de cazare a trupelor de desant şi compartimente pentru vedetele dedebarcare.

Navele auxiliare maritime cuprind:● nave auxiliare pentru asigurarea pregătirii de luptă;● nave pentru asigurare medicală (spital, transport r ăniţi, decontaminare,cercetare chimică şi de radiaţii);● nave pentru asigurarea hidrografică şi de navigaţie (nave oceanografice,nave far, nave hidrografice);

● nave logistice (de transport armament, muniţii şi mărfuri generale, navefrigorifice, tancuri de apă, de combustibil şi lubrifianţi, etc.);

40


41/243


● nave de salvare în caz de avarii;● nave pentru asigurarea tehnică (ateliere plutitoare, nave pentru controlulcâmpurilor fizice);● nave pentru amenajarea teatrului maritim (remorchere, spărgătoare de

gheaţă);● nave speciale (de comandament, de luptă radioelectronică, deintervenţie cu scafandri).

41


42/243


3. SISTEME ŞI INSTALAŢII AFLATE LABORDUL NAVELOR

Nava este un sistem global, iar inginerul proiectant r ăspunde de

comportarea în siguranţă a acesteia. Pe navă sunt interconectate o serie desubsisteme, care sunt adesea rodul activităţii unor specialişti din domeniidiferite. Proiectantul navei nu poate r ăspunde în mod direct de buna funcţionarea tuturor elementelor sistemelor aflate la bord, dar în acelaşi timp proiectultrebuie să fie analizat şi echilibrat cu maximă atenţie, pentru a se obţine

performanţele dorite. În acest scop, proiectantul navei trebuie să acumulezesuficiente cunoştinţe, aflate la zona de graniţă cu alte specialităţi, pentru a puteastabili în ce măsur ă sistemele adoptate pot contribui la satisfacerea obiectivelor

proiectului.Vom analiza, în continuare, care sunt principalele problematici care se

ridică în faţa proiectantului navei, legate de alegerea sistemelor, instalaţiilor şiechipamentelor principale de la bordul navelor.

3.1. Sistemul de propulsie

Sistemul de propulsie al navei este ales în conformitate cu mărimea şivitezele predominante ale acesteia, cum ar fi viteza maximă şi viteza economică.Este de aşteptat ca majoritatea navelor comerciale să funcţioneze la viteza loreconomică, pe parcursul întregii durate de funcţionare, astfel încât sistemele lor

de propulsie să poată fi optimizate într-o manier ă relativ simplă.Deoarece consideraţiile economice sunt dominante, trebuie să r ăspundem

mai întâi la întrebarea unde merge energia conţinută în combustibil. În fig.nr.3.1.este examinat cazul unei fregate, acţionată de un motor diesel.

10%

14%

42


43/243


Din energia totală disponibilă în combustibil, aproximativ 60% se pierdeîn atmosfer ă prin gazele de eşapament şi în mare.

curs ppn.pdf

Documents