CAPITOLUL ICONSTRUCŢIA NAVEI. NOMENCLATURĂ NAVALĂ.

1. Categorii şi tipuri principale de nave

2. Clasificarea şi supravegherea navelor.

3. Calităţi nautice şi caracteristici de exploatare

4. Arhitectura navei. Elemente constructive principale

5. Structura corpulului de navă. Sisteme de osatură

6. Catarge. Greement. Instalaţii de încărcare/descărcare3. Caracteristici geometrice: elemente de referinţã, dimensiuni principale,

rapoarte caracteristice, coeficienţi de fineţe.A. Elemente de referinţã;B. Dimensiuni principale;C. Rapoarte caracteristice. Coeficienţi de fineţe.

4. Caracteristici de volum: tonajul navelor, volumul destinat mãrfurilor, volumul tancurilor.1. Tonajul navelor.2. Volumul destinat mãrfurilor. Volumul tancurilor.

5. Caracteristici de greutate: grupe de greutãţi, deplasamentul navei, calculul greutãţii navei şi al poziţiei centrului de greutate.

1. Grupe de greutãţi. 2. Deplasamentul navei.3. Calculul deplasamentului şi poziţiei centrului de greutate.

6. Calitãţi nautice şi caracteristici de exploatare ale navelor.1. Calitãţi nautice.2. Caracteristici de exploatare.

1. Categorii şi tipuri principale de naveNava este o construcţie complexã, amenajatã şi echipatã pentru a se deplasa pe apã sau sub

apã în vederea transportului de mãrfuri sau de pasageri, pentru agrement sau în scopul executãrii unor misiuni tehnice, utilitare sau militare1.

Executate într-o mare varietate de tipuri, nava este astfel construitã încât sã asigure exploatarea ei în condiţii tehnico-economice şi de siguranţã corespunzătoare scopurilor pentru care a fost construită.

O clasificare a navelor acceptatã de majoritatea constructorilor, proprietarilor de nave 2 şi organizaţiilor navale este prezentatã în anexa nr. 1.

Pentru îndeplinirea scopurilor în vederea cãrora a fost construitã nava, aceasta este dotatã cu un mare numãr de instalaţii generale şi specifice ale cãror caracteristici trebuie sã-i asigure un randament maxim în exploatare. Exploarea navei este asiguratã de echipajul acesteia compus din personalul propriu al navei, care asigurã comanda, deplasarea, vitalitatea şi siguranţa în exploatare a navei şi din personalul auxiliar care asigurã servirea personalului propriu şi a pasagerilor. Numãrul şi

1 În conformitate cu prevederile Ordonanţei Guvernului nr. 42/1997 privind transportul naval, aprobată cu modificări şi completări prin Legea nr. 412/2002 sunt nave - navele maritime şi fluviale de orice tip, propulsate sau nepropulsate, care navighează la suprafaţă sau în imersie, destinate transportului de mărfuri şi/sau de persoane, pescuitului, remorcajului sau împingerii, aparate plutitoare cum ar fi: drage, elevatoare plutitoare, macarale plutitoare, graifere plutitoare şi altele asemenea, cu sau fără propulsie, precum şi instalaţiile plutitoare care în mod normal nu sunt destinate deplasării sau efectuării de lucrări speciale, cum ar fi: docuri plutitoare, debarcadere plutitoare, pontoane, hangare plutitoare pentru nave, platforme de foraj şi altele asemenea, farurile plutitoare, ambarcaţiunile mici şi cele destinate activităţilor de agrement.2 Denumrea uzuală este cea de armator; denumirea de proprietar de nave este cea folosită în legislaţia română şi are în vedere că o navă poate avea, de-a lungul timpului, mai mulţi proprietari, armatorul fiind primul proprietar al navei, cel care face investiţia iniţială pentru construcţia navei.

1

funcţiile specifice necesare la bordul navelor pentru exploatarea în siguranţã a acestora este reglementat de normele interne şi internaţionale privind navigaţia. Navele cu destinaţie specialã au la bord şi personal de specialitate care nu face parte din echipajul navei dar care se aflã permanent la bord în legãturã cu destinaţia navei: cercetãtori, muncitori, personal tehnico-ingineresc şi administrativ, personal pentru pescuit şi prelucrare, personal didactic, practicanţi etc.

Nava de pasageri este orice navă destinatã special pentru transportul de pasageri, precum şi orice navã care transportã mai mult de 12 pasageri. Pentru aceste nave organizaţiile internaţionale prevãd reguli speciale de construcţie şi exploatare care sã garanteze siguranţa cât mai deplinã a pasagerilor. Prin pasager se înţelege orice persoanã aflatã la bordul navei, cu excepţia categoriilor enumerate anterior şi a copiilor sub un an.

Cargoul este o navã civilã destinatã în general, transportului de mãrfuri uscate. Pentru mãrirea economicitãţii transportului, navele se construiesc special pentru transportul anumitor mãrfuri (nave specializate) cele mai rãspândite fiind vrachierele care asigurã transportul unei mari diversitãţi de mãrfuri în vrac (neambalate) precum şi navele pentru transportul de mãrfuri unitizate: nave port-containere (pentru transportul containerelor), nave lash (pentru transportul barjelor), RO-RO (pentru transportul de vehicule auto), ferry-boat (pentru transportul mijloacelor de transport feroviare) etc.

Din punct de vedere al cantitãţii de marfã pe care o poate transporta ponderea cea mai mare în flota mondialã o deţin navele pentru transportul mãrfurilor lichide, în special petrolierele care, în marea lor majoritate, au capacitãţi cuprinse între 100.000 şi 300.000 tdw şi chiar mai mari, pânã la 500.000 tdw.

Navele specializate asigurã de obicei fluxul mãrfurilor (în special al materiilor prime) într-o singurã direcţie, jumãtate din cursã navigând în balast. Pentru înlãturarea acestui inconvenient au fost construite nave mixte care într-un sens transportã mãrfuri în vrac (de exemplu minereuri) iar în sens invers transportã mãrfuri lichide (de exemplu ţiţei sau derivate ale acestuia). O largã utilizare o au navele O.B.O. (ore-bulk-oil carrier) care în aceiaşi cursã transportã atât mãrfuri uscate în vrac cât şi produse lichide.

Utilizarea resurselor oferite de mãri şi oceane, exploatate pânã nu demult sporadic şi ineficient este astãzi asiguratã de navele de pescuit şi de navele piscicole. Nava de pescuit este nava utilizatã numai pentru pescuitul şi capturarea vietãţilor marine în timp ce nava piscicolã este o navã utilizatã pentru pescuit şi prelucrare sau numai pentru prelucrare şi care are un personal de specialitate mai mare de 12 persoane.

Dezvoltarea porturilor şi necesitãţile legate de construcţia şi întreţinerea acestora, a cãilor navigabile interioare ca şi rezolvarea problemelor legate de navigaţie şi exploatarea navelor, de dezvoltarea reţelelor de comunicaţii pe apã, de cercetarea mãrilor şi oceanelor au avut ca rezultat apariţia navelor cu destinaţie specialã, a navelor tehnice şi a navelor de servitute (utilitare) care înglobeazã o mare varietate de nave cu caracteristici tehnice deosebite.

Nava cu destinaţie specialã este o navã care are un echipament special legat de destinaţia acesteia şi un personal de specialitate mai mare de 12 persoane. O atenţie deosebită este acordatã în prezent navelor şi platformelor pentru exploatarea resurselor solului marin care au cãpãtat în ultimul timp o pondere importantã pentru valorificarea resurselor acestuia.

O categorie deosebitã, cu largã rãspândire în special în ţãrile avansate, este cea a navelor sportive şi de agrement utilzate atât pe apele interioare (râuri, lacuri) cât şi pe mãri şi oceane.

Clasificarea navelor dupã zona de navigaţie are o mare importanţã, deoarece pentru fiecare zonã în parte sunt stabilite cerinţe constructive specifice care trebuie sã asigure, pe lângã exploatarea lor eficientă din punct de vedere tehnico-economic şi condiţii de siguranţã corespunzătoare.

Pentru navigaţia maritimã organizaţiile interne şi internaţionale prevãd urmãtoarele zone de navigaţie în funcţie de distanţa faţã de ţãrm sau de locurile de adãpost pânã la care nava poate naviga (de văzut dacă este aşa):

* zonã nelimitatã, cu navigaţie pe distanţe oricât de mari;* zona limitatã 1, cu navigaţie în mãri deschise, în larg, la distanţe sub 200 Mm, precum şi în

mãri închise;

2

* zona limitatã 2, cu navigaţie în mãri deschise, în larg, la distanţe sub 50 Mm faţã de locurile de adãpost sau de rute în care distanţele dintre aceste locuri sunt sub 100 Mm, precum şi în mãri închise, în regiuni cu limite stabilite.

* zona limitatã 3, cu navigaţie maritimã costierã, în golfuri (rade) sau în regiuni cu limite stabilite.

2. Clasificarea şi supravegherea navelor. Clasa navelor.Elaborarea şi sistematizarea regulilor de construcţie şi de exploatare tehnicã a navelor şi

supravegherea navelor din punct de vedere tehnic este realizatã de societăţile de clasificare, denumite în mod uzual registre de clasificare, societãţi naţionale sau internaţionale care asigurã realizarea acestor obiective.

Registrele navale stabilesc cerinţele tehnice pentru securitatea în navigaţie a navelor în conformitate cu destinaţia lor, protejarea vieţii umane pe mare şi pe cãi de navigaţie interioarã; conservarea integritãţii încãrcãturii transportate şi efectueazã supravegherea tehnicã asupra acestor cerinţe şi clasificã navele. Cele mai cunoscute registre navale sunt Lloyd Register of Shipping (Anglia), Bureau Veritas (Franţa), Germanicher Lloyd (Germania), American Bureau of Shipping (S.U.A.), Det Norske Veritas (Norvegia).

Activitatea de supraveghere se desfãşoarã pe baza regulilor şi condiţiilor stabilite de registrele de calsificare care sunt obligatorii pentru institutele de proiectare, proprietarii de nave, şantierele navale şi unitãţile care produc şi livreazã materiale sau produse destinate navelor.

Activitatea de supraveghere a registrelor de clasificare nu se substituie activitãţii organelor de control tehnic ale şantierelor navale, proprietarilor de nave sau unitãţilor de specialitate.

Instituţia de specialitate care asigurã clasificarea şi supravegherea tehnicã a navelor civile de navigaţie interioară în România este Departamentul Tehnic al Autorităţii Navale Române provenit din Registrul Naval Român.3.

Pentru navele maritime care arborează pavilon românesc clasificarea şi supraveghere se face de către registrul de clasificare ales de către proprietarul navei.

În urma activitãţii de supraveghere registrele navale elibereazã documentele care confirmã satisfacerea cerinţelor regulilor respective respectiv:

- certificatul de clasã; - certificatul de clasã pentru instalaţia frigorificã, la navele frigorifice; - certificatul pentru mijloacele de salvare; - certificatul pentru mijloacele de semnalizare optice şi acustice; - certificatul pentru echipamentele radio; - certificatul pentru echipamentele de navigaţie; - documente care confirmã satisfacerea cerinţelor regulilor pentru liniile de încãrcare.

Registrele navale eliberează de asemenea documente pentru instalaţiile de ridicare, pentru materiale şi produse precum şi alte documente,în funcţie de necesitãţi.

Registrele de clasifiacre examineazã şi avizeazã proiectele standardelor sau alte norme legate de construcţia şi exploatarea tehnică a navelor.

???? Documentele eliberate de R.N.R. îşi pierd valabilitatea: - la expirarea termenelor, dacã nava sau componentele sale nu sunt prezentate pentru

inspecţii la termenele prevãzute; - în caz de avarie, dacã nava nu este prezentatã la inspecţie în primul port; - dupã efectuarea unor transformãri fãrã acordul prealabil al R.N.R.; - în cazul nerespectãrii condiţiilor de navigaţie stabilite sau a altor condiţii şi indicaţii ale

R.N.R. ?????

3 Registru Naval Român a fost înfiinţat în 1968 şi a fost transformat în departament tehnic al Autorităţii Navale Române în anul 1997.

3

Clasa acordatã unei nave indicã faptul cã nava, maşinile, instalaţiile şi echipamentele sale, precum şi semifabricatele şi materialele care intrã în construcţia acestora satisfac integral sau într-o mãsurã acceptatã de R.N.R. prescripţiile regulilor aplicabile în cazul respectiv. Acordarea sau reînnoirea clasei este atestatã prin eliberarea certificatului de clasã; în general clasa este acordatã sau reînnoitã pentru 4 ani.

Simbolul fundamental al clasei acordate de R.N.R. se compune din douã fracţii separate printr-o ancorã:

În prima fracţie numãrãtorul este întotdeauna R.N.R., iar numitorul indicã modul de supraveghere (C - pentru corp; M - pentru maşini). În a doua fracţie numãrãtorul este M sau F (M pentru nave maritime, F pentru nave fluviale) iar numitorul indicã zona de navigaţie: În cazul când construcţia

navei nu a fost supravegheatã de R.N.R. se utilizeazã semnele sau pentru a indica acest

lucru4.Pe lângã simbolul fundamental, în simbolul de clasã mai pot fi cuprinse şi alte semne care

indicã anumite caracteristici specifice ca de exemplu: dacã nava are întãriri pentru gheaţã, dacã este specializatã etc.

Clasa R.N.R. se acordã în urma unei inspecţii de clasificare iniţiale, care are drept scop sã constate posibilitãţile acordãrii clasei; clasa odatã acordatã este menţinutã la navele în exploatare în urma inspecţiilor periodice sau ocazionale.

Inspecţiile periodice au un ciclu general de 12 ani şi pot fi: - inspecţii de reînnoire a clasei care se efectueazã o datã la 4 ani şi au drept scop sã

constate dacã starea tehnicã a navei satisface regulile şi condiţiile suplimentare ale R.N.R.; - inspecţii de confirmare a clasei care sunt efectuate anual, cu scopul de a verifica

dacã starea tehnicã a navei corespunde în suficientã mãsurã condiţiilor pentru menţinerea clasei;Inspecţiile ocazionale se efectueazã la cerere, în diferite împrejurãri, volumul şi modul de

efectuare fiind stabilite de R.N.R. în funcţie de obiectul inspecţiei, vechimea şi starea tehnicã a naveiÎn ultimul timp se utilizeazã din ce în ce mai frecvent inspecţia continuã care permite

inspectarea navei pe grupe sau categorii de utilaje, echipamente sau dotãri, la intervalele de timp prevãzute pentru inspecţiile de reînnoire sau de confirmare a clasei, dar în mod decalat, ceea ce permite reducerea duratei inspecţiilor, eşalonarea şi uniformizarea în timp a costurilor de pregãtire a navei în vederea efectuãrii inspecţiilor.

Regulile R.N.R. includ şi prevederile unor convenţii internaţionale cum ar fi: - Convenţia Internaţionalã pentru Ocrotirea Vieţii Umane pe Mare; - Convenţia Internaţionalã privind liniile de încãrcare.

Reguli şi prevederi similare au şi celelalte registre de clasificare dintre care cele mai cunoscute sunt Lloyd Register of Shipping (Anglia), Bureau Veritas (Franţa), Germanicher Lloyd (Germania), American Bureau Veritas (S.U.A.), Det Norske Veritas.

3. Caracteristici geometrice: elemente de referinţã, dimensiuni principale,rapoarte caracteristice, coeficienţi de fineţe.

A. Elemente de referinţã (fig. 1.2. şi fig. 1.3.)Corpul navei numit şi cocã este partea principalã a navei care asigurã exploatarea acesteia

corespunzãtor cerinţelor navigaţiei, condiţiilor de exploatare şi destinaţiei sale.Corpul navei are douã pãrţi:

4 În exemplul prezentat corpul navei a fost construit sub supravegherea RNR în timp ce maşinile şi instalaţiile navei au fost construite sub supravegherea altui Registru. Nava are întărituri pentru navigaţia în gheaţă spartă conform clasificării RNR (G20). Nava este navă maritimă cu zonă de navigaţie nelimitată, are clasa acordată de RNR şi se supune regulilor şi volumului de inspecţie ale RNR.

4

- partea imersã care se aflã sub nivelul apei şi care se numeşte carenã sau operã vie;- partea emersã situatã deasupra nivelului apei, denumitã şi opertã moartã. Opera moartã are rolul

de a asigura navei o anumitã rezervã de volum etanş, numitã rezervã de flotabilitate.Carena navei suportã forţele de împingere a apei; rezultanta acestora este o forţã verticalã

îndreptatã de jos în sus, numitã împingere arhimedicã, care echilibreazã greutatea navei.Corpul real al navei este realizat din osaturã, de care se prinde învelişul exterior format din

table de diferite grosimi. Corpul teoretic al navei este delimitat de suprafaţa interioarã a învelişului corpului real, în cazul navelor metalice sau de suprafaţa exterioarã a învelişului, la navele din lemn. Corpul navei este simetric în raport cu un plan longitudinal vertical ce trece prin mijlocul navei, numit planul diametral.

Pentru un observator care priveşte în sensul de înaintare al navei partea din dreapta planului diametral se numeşte bordul drept (Tb), iar partea din stânga planului diametral se numeşte bordul stâng sau babord (Bb) (fig. 1.3.). La extremitãţi corpul navei are o formã alungitã pentru a se asigura o rezistenţã la înaintare minimã.

Extremitatea anterioarã se numeşte prova iar cea posterioarã, pupa (fig. 1.3.)În vederea descrierii complete a formei corpului teoretic al navei, aceasta se intersecteazã

imaginar cu trei plane ortogonale, ce se numesc plane principale.Secţiunile astfel obţinute se numesc secţiuni principale.Planele principale ale navei sunt:- planul diametral (P.D.) care este planul vertical longitudinal ce trece prin mijlocul navei şi o

împarte în douã pãrţi simetrice: tribord şi babord. Aceastã secţiune indicã forma longitudinalã a corpului navei, forma extremitãţii prova (etrava), forma extremitãţii pupa (etamboul), forma longitudinalã a punţii (selatura punţii) precum şi forma longitudinalã a fundului navei ( linia chilei). Intersecţia planului diametral cu suprafaţa corpului teoretic al navei este o curbã planã închisã.

- planul cuplului maestru ( ) este planul vertical transversal ce trece prin mijlocul navei. Acest plan împarte nava în douã pãrţi: partea din prova şi partea din pupa.

Fig. 1.2. Planele principale ale navei şi sistemele de referinţă

5

Intersecţia acestui plan cu suprafaţa corpului teortic al navei se numeşte secţiune maestrã sau cuplu maestru. Aceasta indicã forma transversalã a corpului navei în zona sa centralã, respectiv forma bordajului, a fundului şi a pãrţii de racordare dintre fund şi bordaj ( gurna). La navele comerciale, de regulã, forma gurnei este rotunjitã.

- planul de bazã (P.B.) este planul orizontal, paralel cu suprafaţa apei, ce trece prin punctul de iintersecţie a liniei chilei cu drepta de intersecţie dintre planul diametral şi planul cuplului maestru (punctul 0). Intersecţia acestui plan cu planul diametral este o dreaptã orizontalã numitã linia de bazã. La navele comerciale obişnuite aşezate “pe chilã dreaptã” aceastã linie coincide cu linia chilei. Planul de bazã nu intersecteazã, de regulã, corpul navei, deci nu conţine o secţiune principalã. În acest caz ca secţiune principalã se considerã intersecţia corpului cu planul reprezentat de suprafaţa apei. Acest plan se numeşte planul plutirii de încãrcare de vară. Intersecţia acestui plan cu corpul navei este o curbã planã, orizontalã, închisã, numitã linia de plutire sau linia de apã de încãrcare de vară. Suprafaţa delimitatã de aceastã linie poartã denumirea de suprafaţã de plutire sau plutire.

Intersecţia celor trei plane principale luate douã câte douã formeazã un sistem de trei axe rectangulare 0IIxII, 0IIyII, 0IIzII faţã de care se poate preciza poziţia în spaţiu a oricãrui punct de pe navã.

Pentru scopurile practice ale calculelor necesare determinării principalelor caracteristici ale navei aceasta se împarte în 21 de secţiuni teoretice, denumite coaste teoretice sau cuple (K0 – K20 ); prima dintre acestea (K0) conţine în planul său perpendiculara pupa iar ultima (K20) conţine perpendiculara prova. Pentru aceste calcule sistemul principal de referinţă este constituit din 3 axe rectangulare, 0x, 0y, 0z, paralele cu 0IIxII, 0IIyII, 0IIzII şi care constituie sistemul principal de referinţă al navei.

În unele calcule şi în special cele legate de oscilaţiile navei se utilizeză un alt sistem de referinţã cu axe paralele cu celelalte două sisteme, 0’x’, 0’y’, 0’z’, având punctul 0’ în planul plutirii de plinã încãrcare, la intersecţia acestuia cu planul diametral şi planul cuplului maestru (fig. 1.4).

B. Dimensiuni principale (fig. 1.5.).- Conform regulilor Registrelor de clasificare dimensiunile principale ale unei nave sunt:

- lungimea maximã Lmax este distanţa, mãsuratã pe orizontalã, în planul diametral, între punctele extreme ale navei;

- lungimea la linia de plutire de vară L este distanţa, mãsuratã pe orizontalã, între punctele de intersecţie a liniei etravei şi liniei etamboului, cu plutirea de plinã încãrcare;

- lungimea de calcul care este distanţa măsurată pe linia plutirii de încărcare de vară, de la partea din faţă a etravei la partea din spate a liniei etamboului cârmei sau la axa cârmei dacă nu există etamboul cârmei. Lungimea de calcul nu trebuie să fie mai mică decât 96 % şi trebuie să fie mai mare de 97 % din lungimea la linia de plutire de încărcare de vară. La navele care care au un eztambou sau o etravă deosebite lungimea de calcul va face obiectul unei examinări speciale.

Fig. 1.3. Secţiuni principale prin corpul navei

6

Fig. 1.4. Sistemul de referinţă şi sensurile pozitive de rotaţie

Mijlocul lungimii navei va fi la la mijlocul lungimii de calcul, măsurată de la partea din faţă a etravei.

- lungimea între perpendiculare Lpp sau lungimea de calcul este distanţa, în metri, pe linia de încărcare de vară măsurată de la partea din faţă a etravei la partea din spate a etamboului sau până la axa cârmeidacă nu există etambou.

- perpendiculara prova (Ppv) este perpendiculara pe planul de bazã dusã din punctul de intersecţie a liniei etravei cu linia de încărcare de vară.

- perpendiculara pupa (Ppp) este perpendiculara pe planul de bazã care trece prin etamboul cârmei sau, când acesta nu existã, prin axul cârmei.

- lãţimea maximã Bmax este lãţimea cea mai mare a a secţiunii maestre;- lãţimea de calcul B este lãţimea, mãsuratã în planul cuplului maestru, la nivelul plutirii de plinã

încãrcare. Deoarece, în general, la navele comerciale bordurile sunt verticale rezultã Bmax = B;- pescajele prova, dpv şi pupa, dpp sunt distanţele, mãsurate pe perpendicularele prova şi pupa,

între punctele de intersecţie ale acestora cu plutirea de încãrcare de vară şi cu prelungirea înspre prova şi înspre pupa a liniei chilei;

- pescajul maxim dmax este distanţa, mãsuratã pe verticalã, în planul diametral, între plutirea de încãrcare de vară şi punctul cel mai de jos al corpului navei;

- pescajul navei d este distanţa mãsuratã pe verticalã în planul cuplului maestru între linia chilei şi plutirea de încãrcare de vară;

- pescajul mediu dm este media pescajelor prova şi pupa ale navei:

La navele comerciale obişnuite pescajul navei este şi pescajul mediu.- înãlţimea de construcţia a navei D este distanţa mãsuratã pe verticalã, în planul cuplului

maestru, de la planul de bazã pânã la punctul de intersecţie a liniei punţii cu linia bordajului. Dacã nava are puntea racordatã cu bordajul se determinã un punct de intersecţie fictiv, între prelungirea liniei punţii şi cea a bordajului (fig. 1.3. detaliu A).

- bordul liber F este diferenţa dintre înãlţimea de construcţie şi pescajul navei; el caracterizeazã rezerva de flotabilitate a navei.

C. Rapoarte caracteristice. Coeficienţi de fineţe.Pentru compararea performanţelor navelor, în practica navalã, se utilizeazã o serie de rapoarte

caracteristice între dimensiunile navei precum şi coeficienţi de fineţe care se referã la anumite rapoarte între suprafeţele şi volumele navei.

1. Principalele rapoarte caracteristice sunt:

Fig. 1.5. Dimensiunile principale ale navei

7

(1.1.)

- raportul dintre lungimea şi lãţimea navei L/B care caracterizeazã viteza şi manevrabilitatea navei;

- raportul dintre lungime şi înãlţimea de construcţie L/D ce caracterizeazã rezistenţa mecanicã a navei;

- raportul dintre înãlţimea de construcţia şi lãţimea navei D/B caracterizeazã stabilitatea navei;- raportul între înãlţimea de construcţie şi pescaj d/D care caracterizeazã flotabilitatea şi

rezerva de flotabilitate a navei;- raportul dintre pescaj şi lãţime d/B ce caracterizeazã stabilitatea de drum şi stabilitatea la

înclinãri.2. Coeficienţii de fineţe cei mai utilizaţi în practica navalã sunt:a. Coeficienţii de fineţe ai suprafeţelor:- coeficientul de fineţe al plutirii - Cw (fig. 1.6.a) reprezintã raportul dintre suprafaţa plutirii de

plinã încãrcare şi suprafaţa dreptunghiului de dimensiuni B şi L:

Acest coeficient dã indicaţii asupra rezistenţei la înaintare a navei.- coeficientul de fineţe al cuplului maestru - Cm (fig. 1.6.b) este raportul dintre aria imersã a

cuplului maestru Am şi aria dreptunghiului de dimensiuni B şi d:

Acest coeficient caracterizeazã stabilitatea navei.

b. Coeficienţii de fineţe ai volumelor:- coeficientul de fineţe bloc - Cb (fig. 1.7.a) este raportul dintre volumul imers al navei (volumul

carenei) şi volumul unui paralelipiped de dimensiuni L, B şi d ce încadreazã carena navei:

a. Coeficientul de fineţe al plutiriib. Coeficientul de

fineţe al cuplului maestru

Fig. 1.6. Coeficienţii de fineţe ai suprafeţelor

8

(1.3.)

(1.2.)

(1.4.)

- coeficientul de fineţe vertical al carenei - Cv

(fig. 1.7.b) care este raportul dintre volumul carenei şi volumul unui cilindru având ca bazã suprafaţa S şi ca înãlţime pescajul navei d. Acest coeficient

caracterizeazã rezistenţa la înaintare a navei:

- coeficientul de fineţe longitudinal al carenei sau prismatic - Cp (fig. 1.7.c) care este raportul dintre volumul carenei şi volumul cilindric de secţiune Am şi lungime L:

Acest coeficient caracterizeazã stabilitatea navei şi rezistenţa la înaintare a navei.Între coeficienţii de fineţe se pot stabili relaţii de interdependenţã. Astfel:

sau

deci

În tabelul 1 sunt prezentate rapoartele caracteristice şi coeficienţii de fineţe principali pentru diverse tipuri de nave.

Rapoarte caracteristice şi coeficienţi de fineţeTabelul nr. 1

Nr. crt

Tipul de navã L/B d/B L/D D/B d/D Cb Cw Cm

1 Nave mari, 8,5 0,38 12 0,60 0,55 0,58 0,72 0,95

a. Coeficientul de fineţe bloc b. Coeficientul de fineţe vertical

Fig. 1.7. Coeficienţii de fineţe ai volumelor

9

(1.8.)

(1.5.)

(1.6.)

(1.7.)

(1.9.)

rapide 10,0 0,45 15 0,70 0,65 0,63 0,77 0,98

2 Nave mari de marfã

7,08,5

0,450,50

1214

0,55 0,65

0,70 0,80

0,70-0,78

0,840,88

0,490,98

3 Nave mici de marfã

6,07,5

0,400,48

1113

0,550,65

0,700,85

0,650,78

0,800,88

0,950,98

4 Petroliere 6,58,0

0,420,48

1213

0,550,65

0,750,80

0,850,90

0,850,90

0,850,95

5 Nave mici de pasageri

6,67,5

0,300,40

1213

0,550,60

0,700,75

0,500,65

0,700,80

0,800,90

6 Remorchere 5,07,0

0,350,40

710

0,400,60

0,650,70

0,450,60

0,700,80

0,900,95

Se constatã cã, pentru navele din aceiaşi categorie, variaţia acestor rapoarte şi coeficienţi este relativ redusã, ceea ce permite, în special la proiectare, stabilirea unor elemente ale navei în funcţie de dimensiunile principale şi de scopurile pentru care este construitã nava.

4. Caracteristici de volum: tonajul navelor, volumul destinat mãrfurilor,volumul tancurilor.

1. Tonajul navelor.Tonajul navei este o caracteristicã de volum a cãrei unitate de mãsurã este “tona registru”

egalã cu 100 picioare cubice engleze, respectiv 2,8316 m3. Tonajul se utilizeazã în foarte multe porturi maritime pentru determinarea taxelor pe care nava trebuie sã le plãteascã în timpul escalei sale ca şi pentru plata taxelor de trecere prin canale. Tonajul unei nave reprezintã volumul spaţiilor interioare ale acesteia, determinat dupã reguli speciale de mãsurare a tonajului prevãzute în normele convenţiei internaţionale asupra tonajului. În urma acestor mãsurãtori se determinã tonajul brut şi tonajul net:

- tonajul brut (TB) reprezintã volumul tuturor compartimentelor interioare închise ale navei, exprimat în tone registru considerându-se ca spaţii închise toate compartimentele ce nu pot fi în comunicaţie cu marea;

- tonajul net (TN) reprezintã volumul tuturor compartimentelor închise destinate transportului mãrfurilor sau pasagerilor.

Atât tonajul brut cât şi tonajul net se înscriu în certificatul de tonaj al navei eliberat de autoritatea împuternicitã care a efectuat mãsurãtorile şi calculele de tonaj. O navã poate avea mai multe certificate de tonaj, în funcţie de autoritatea care a fãcut mãsurãtorile şi de normele care au stat la baza calculului acestora.- În vederea reducerii taxelor plãtite de navã au fost construite nave de tip “shelter-deck” sau cu punte de adãpost. Aceste nave au douã punţi construite astfel încât fiecare poate fi consideratã punte principalã. Avantajul acestor nave constã în faptul cã posedã pentru fiecare punte o altã valoare a tonajului net, în funcţie de modul în care este exploatatã nava. De exemplu dacã deschiderile de la puntea a doua sunt închise etanş iar cele de la puntea principalã nu, nava se aflã în situaţia de “shelter-deck deschis”; în acest caz tonajul net se mãsoarã sub puntea a doua care fiind evident mai mic conduce la plata unor taxe mai mici. În aceastã situaţie în spaţiile dintre cele douã punţi (în “coridor”) se pot ambarca mãrfuri uşoare, cu volum mare, de genul celor care, de regulã, se ambarcã pe puntea navei, în aşa fel încât sã nu se depãşeascã liniile de încãrcare corespunzãtoare situaţiei de exploatare de tip shelter-deck deschis. Dacã mãrfurile transportate nu se preteazã unui astfel de transport, atunci nava va naviga în situaţia “shelter-deck închis”, taxele fiind percepute la tonajul net maxim, ca pentru o navã cu o singurã punte etanşã.

Ca o reacţie la aceastã soluţie foarte multe porturi au adoptat taxarea în funcţie de tonajul brut (TB) sau funcţie de dimensiunile principale ale navei (produsul LBd) ceea ce a condus, practic, la utilizarea din ce în ce mai rarã a acestei soluţii, mai ales că exploatarea eficientă a unei nave presupune utilizarea maximă a spaţiului disponibil (sau a deadweight-ului său).

2. Volumul destinat mãrfurilor. Volumul tancurilor.

10

Pentru navele de transport este necesar sã se cunoascã parametrii spaţiilor din magaziile (hambarele) navei, respectiv volumul magaziilor şi coordonatele centrului de greutate al acestora, în funcţie de înãlţimea mãrfii în magazie, consideratã omogenã şi ocupând tot spaţiul. Mãrfurile lichide sunt încãrcate la volumul maxim al spaţiului disponibil în timp ce mãrfurile solide pot ocupa numai parţial acest volum. Mãrfurile solide în vrac se încarcã, de regulã, tot la volumul maxim al magaziilor, dar cu mãsuri speciale, ele pot ocupa şi numai parţial spaţiul din magazie. Mãrfurile generale ocupã, cu rare excepţii, numai parţial spaţiul întregii magazii chiar dacã ele sunt încãrcate pânã sub punte, datoritã modului de ambalare şi prezentare a acestora la transport.

Cunoaşterea volumului ocupat de marfã şi a poziţiei centrului de greutate al acesteia este impusã de determinarea stabilitãţii şi asietei navei în situaţia de încãrcare respectivã.

Pentru efectuarea rapidã a calculelor, în documentaţia navei existã diagrame pentru fiecare magazie şi pe categorii de marfã. În figura 1.7. este prezentatã o astfel de diagramã pentru o magazie, în cazul încãrcãrii cu mãrfuri generale. În funcţie de înãlţimea mãrfurilor, mãsuratã de la la fundul magaziei sau de la linia de bazã, sunt reprezentate curba volumului magaziei V precum şi curbele coordonatelor X şi Z ale centrului de greutate al volumului, corespunzãtor înãlţimii ocupate de marfã.

În documentaţia navei se gãsesc de asemenea, pentru toate tancurile de combustibil, de balast sau mixte, diagrame asemãnãtoare celor din figura 1.7. prezentate în funcţie de înãlţimea lichidului din tanc; aceastã înãlţime se mãsoarã cu sonda pentru fiecare tanc în parte.

Determinarea acestor mãrimi este necesarã atât pentru efectuarea calculelor de stabilitate şi asietã cât şi pentru aprecierea consumului de combustibil. Pentru tancuri se include, de regulã, şi curba momentului de inerţie al suprafeţei libere a lichidului din tanc faţã de axa centralã longitudinalã corespunzãtoare înãlţimii (volumului) acestuia în tanc sau corecţia de moment datorat suprafeţei libere de lichid, care sunt necesare la determinarea influenţei suprafeţelor libere asupra stabilitãţii navei.

Fig. 1.7. Determinarea volumului ocupat şi a poziţiei centrului de greutate al volumului

11

5. Caracteristici de greutate: grupe de greutãţi, deplasamentul navei, calculul greutãţii navei şi al poziţiei centrului de greutate.

1. Grupe de greutãţi. Greutatea totalã a unei nave se calculeazã ca sumã a greutãţilor parţiale care o compun. În

timpul exploatãrii navei o parte din greutãţi suferã modificãri atât ca poziţie cât şi ca valoare. De aceea pentru efectuarea calculelor şi analiza influenţelor diverselor grupe de greutãţi asupra greutãţii totale a navei, acestea se împart în douã mari categorii: greutãţi constante şi greutãţi variabile.

a. Greutãţi constante (greutatea navei goale). În aceastã categorie intrã acele greutãţi ale navei care, în timpul exploatãrii navei rãmân constante atât ca valoare cât şi ca poziţie. Greutatea constantã totalã, respectiv greutatea navei goale, ca şi poziţia centrului sãu de greutate se calculeazã la proiectare considerându-se toate categoriile de greutãţi ce o compun şi anume:

- greutatea corpului navei - Pc care este formatã din greutatea corpului metalic (înveliş şi osaturã), a amenajãrilor etc.;

- greutatea instalaţiilor de forţã - Pm formatã din greutatea maşinilor de propulsie, a liniilor de axe şi a propulsoarelor, greutatea maşinilor auxiliare şi a generatoarelor, greutatea uleiului şi a apei existente în mod normal în interiorul instalaţiilor şi maşinilor navei.

Deoarece în proiectare intervin o serie de aproximaţii, greutatea navei goale şi poziţia centrului sãu de greutate se corecteazã prin mãsurãtori, dupã construcţia navei.

b. Greutãţi variabile. Aceastã categorie este alcãtuitã din greutãţile care în timpul exploatãrii navei îşi schimbã atât valoarea cât şi poziţia centrului de greutate. Din aceastã categorie fac parte:

- încãrcãtura utilã - Pu care reprezintã greutatea mãrfurilor şi pasagerilor, greutatea bagajelor şi proviziilor de hranã a acestora, greutatea apei de bãut şi a apei menajere pentru pasageri etc.; aceastã greutate asigurã obţinerea veniturilor pe care le aduce nava în timpul exploatãrii sale. Ea se numeşte şi capacitate netã sau capacitate utilã de încãrcare (cargo capacity, net capacity);

- greutatea echipajului - Pec este alcãtuitã din greutatea membrilor echipajului, a bagajelor, a proviziilor de hranã şi a apei de bãut şi de spãlat pentru aceştia;

- greutatea combustibilului şi a lubrefianţilor - Pcu care asigurã funcţionarea în bune condiţiuni a instalaţiilor navei.

În timpul expoatãrii navei aceste greutãţi se consumã într-o anumitã cantitate, determinatã de consumul specific pentru fiecare grupã de greutãţi în parte şi de durata voiajului. Deoarece durata voiajului nu poate fi precis determinatã din cauza condiţiilor hidrometeorologice care apar în timpul navigaţiei şi a necunoaşterii exacte a timpului de escalã în porturi, la bordul navei se ambarcã şi o rezervã de cca 10 % combustibil, apã şi lubrefianţi; acest surplus reprezintã rezerva de deplasament şi se ia în considerare în calculul deplasamentului navei.

2. Deplasamentul navei.Greutatea totalã a navei încãrcate se numeşte deplasament (). Deplasamentul reprezintã

deci suma tuturor grupelor de greutãţi şi se mãsoarã în N sau tone:

= Pc + Pm + Pu + Pec + Pcu

În practicã se foloseşte şi noţiunea de deadweight (Dw) definit ca suma dintre greutatea utilã, greutatea combustibilului, lubrefianţilor, apei tehnice şi greutãţile consumabile pentru echipaj (provizii de hranã, apã de bãut şi spãlat):

= Pu + Pec + Pcu

Deadweightul navei reprezintã deci capacitatea de încãrcare totalã a navei şi se mãsoarã în tone; pentru a specifica cã acestea se referã la deadweight se utilizeazã noţiunea de tone deadweight.

La navele comerciale se definesc în mod obişnuit douã stãri principale de încãrcare, cãrora le corespund douã deplasamente:

- deplasamentul gol care este deplasamentul navei goale gata de a pleca în cursã însã fãrã marfã, provizii, combustibili şi lubrefianţi:

gol = - Dw

12

(1.10.)

(1.11.)

(1.12.)

- deplasamentul de plinã încãrcãturã care este deplasamentul corespunzãtor navei pline cu cantitatea maximã de marfã admisã la bord.

3. Calculul deplasamentului şi poziţiei centrului de greutate.Pentru determinarea deplasamentului se calculeazã mai întâi greutatea şi poziţia centrului de

greutate al fiecãrei grupe de greutãţi dupã care se calculeazã deplasamentul navei ca sumã a acestor grupe de greutãţi precum şi poziţia centrului sãu de greutate, corespunzãtoare situaţiei de încãrcare respective.

Rezultanta greutãţilor P este suma greutãţilor Pi componente:

Centru de greutate al rezultantei G (X, Y, Z) se determinã scriind egalitatea momentelor în raport cu planele de referinţã respective:

de unde:

Pentru o grupã de greutãţi X, Y, Z reprezintã coordonatele centrului de greutate al grupei, iar pentru nava întreagã, acestea reprezintã coordonatele centrului de greutate al navei, notate cu X G, YG, ZG.

Pentru coordonate se respectã convenţia de semne ilustratã în figura 1.2. Deoarece nava este simetricã în raport cu planul diametral (P.D.) şi se încarcã astfel încât sã nu aibã înclinãri transversale, ordonata YG a centrului de greutate al navei va fi nulã,

YG = 0Calculele se executã tabelar şi vor fi ilustrate cu ocazia stabilirii cargoplanului navei şi efectuãrii

calculelor de asietã şi stabilitate.În documentaţia navei sunt calculate o serie de situaţii de încãrcare ipotetice impuse de

Registrele de clasificare pentru a demonstra cã nava este capabilã, în toate aceste situaţii, sã realizeze parametrii de asietã şi stabilitate corespunzãtori normelor. Acestea pot servi ca exemplu de calcul şi ca bazã pentru calculul altor situaţii de încãrcare care apar în mod concret în exploatarea navei.

6. Calitãţi nautice şi caracteristici de exploatare ale navelor.Pentru îndeplinirea scopurilor sale şi realizarea siguranţei navigaţiei, a pasagerilor, a

echipajului şi a mãrfurilor transportate nava trebuie sã dispunã de o serie de calitãţi nautice şi de anumite caracteristici de exploatare.

1. Calitãţi nautice.Calitãţile nautice caracterizeazã comportamentul navei faţã de mediul de navigaţie. Cele mai

importante calitãţi nautice ale navei sunt flotabilitatea, stabilitatea, nescufundarea, deplasarea şi manevrabilitatea.

Flotabilitatea reprezintã proprietatea navei de a pluti, în condiţii de exploatare normale; unei anumite stãri de flotabilitate a navei îi corespunde un pescaj determinat.

13

(1.15.)

(1.13.)

(1.14.)

Stabilitatea este proprietatea navei de a se opune acţiunii forţelor exterioare care tind sã o încline şi de a reveni la poziţia iniţialã dupã încetarea acţiunii acestor forţe. Înclinarea navei care se produce într-un bord se numeşte înclinare transversalã sau bandã iar unghiul corespunzãtor de înclinare a navei se numeşte unghi de bandã sau banda. Înclinarea navei în plan longitudinal se numeşte înclinare longitudinalã iar unghiul de înclinare corespunzãtor se numeşte unghi de asietã. Înclinarea longitudinalã a navei mai poate fi caracterizatã şi prin pescajele prova şi pupa ale navei. Înclinãrile navei se produc datoritã ambarcãrii, debarcãrii sau deplasãrii greutãţilor, valurilor, tensiunii din cablul de remorcã, sau altor cauze care conduc la scoaterea navei din starea de echilibru, caracterizatã în mod univoc prin cei trei parametrii: pescajul (mediu), unghiul de bandã şi unghiul de asietã (sau pescajele prova şi pupa).

Nescufundarea este proprietatea navei de a-şi pãstra flotabilitatea şi stabilitatea în cazul inundãrii parţiale a corpului navei datoritã unor avarii ale corpului sãu care conduc la pierderea etanşietãţii acestuia (eşuãri, coliziunii, explozii etc.).

Deplasarea este proprietatea navei de a se mişca cu o anumitã vitezã, determinatã de condiţiile de exploatare.

Manevrabilitatea este calitatea navei de a-şi pãstra direcţia mişcãrii (stabilitatea de drum) sau de a-şi schimba direcţia (giraţia). Stabilitatea de drum şi giraţia sunt însuşiri opuse ale navei: navele care au o bunã stabilitate de drum girezã mai greu şi invers.

2. Caracteristici de exploatare.Caracteristicile de exploatare determinã comportamentul navei din punct de vedere al eficienţei

economice şi siguranţei transportului. Cele mai importante caracteristici de exploatare sunt: capacitatea de încãrcare, viteza de marş şi rezistenţa corpului.

Capacitatea de încãrcare (deadweight) reprezintã greutatea totalã ce poate fi ambarcatã pe o navã (marfã, pasageri, echipaj, combustibili şi lubrefianţi, apã, balast, echipament, materiale de întreţinere etc.) pânã la pescajul maxim admis. Capacitatea de încãrcare se mãsoarã în N sau în tone (1 tonã 103 daN). Aşa cum s-a amintit anterior pentru a se specifica cã aceastã unitate se referã la capacitatea de încãrcare, ea se numeşte tonã deadweight (tdw).

Viteza de marş reprezintã cea mai importantã caracteristicã de exploatare care determinã în mod esenţial rapiditatea operaţiei de transport. Viteza de marş a navelor maritime se mãsoarã în noduri (1 Nd = 1 Mm/h = 1852 m/h = 0,514 m/s) iar a celor fluviale în Km/h (1 Km/h = 1,277 m/s).

Rezistenţa corpului este capacitatea navei de a nu se deforma în mod permanent şi de a-şi pãstra etanşietatea sub influenţa forţelor exterioare care apar în timpul exploatãrii navei. Rezistenţa este asiguratã de învelişul exterior şi punţile navei care sunt întãrite la interior cu grinzi longitudinale şi transversale (osatura navei). Rezistenţa navei trebuie realizatã atât local ( rezistenţa localã) cât şi pentru întreaga navã în ansamblul sãu (rezistenţa generalã).

14