cursul 1

© Conf.dr.ing. Laurenţiu Chiotoroiu 1

TTEEOORRIIAA,, CCOONNSSTTRRUUCCŢŢIIAA ŞŞII VVIITTAALLIITTAATTEEAA NNAAVVEEII CCUURRSSUULL 11 1.1. CALITĂŢI NAUTICE 1.2. CLASIFICAREA SUMARĂ A NAVELOR Nava este un solid rigid etanş, capabil să plutească şi să se deplaseze pe apă într-o direcţie voită, cu o viteză stabilită şi cu un scop bine determinat. Pentru ca o navă să poată naviga în siguranţă, ea trebuie să îndeplinească o serie de condiţii speciale, numite calităţi nautice. 1.1. CALITĂŢI NAUTICE Sunt însuşiri obligatorii ale navei, care determină interacţiunea dintre navă şi mediu înconjurător. Calităţile nautice sunt:

1. Flotabilitatea 2. Stabilitatea 3. Nescufundabilitatea 4. Calitatea de a efectua oscilaţii line 5. Calităţi de marş 6. Manevrabilitatea 7. Stabilitatea de drum

Statica navei - reprezintă prima parte componentă a „Teoriei şi Construcţiei Navei” care studiază calităţile nautice statice: flotabilitatea, stabilitatea şi nescufundabilitatea. Dinamica navei – este a doua parte componentă a „Teoriei şi Construcţiei Navei” care studiază calităţile nautice dinamice ale acesteia: calitatea de a efectua oscilaţii line, stabilitatea de drum, manevrabilitatea şi calităţile de marş. Construcţia navei – reprezintă partea a treia a „Teoriei şi Construcţiei Navei” ce studiază fenomenele care stau la baza construcţiei unei nave. Sunt analizate nomenclatura elementelor de construcţie în cazul diverselor tipuri de nave comerciale, solicitări ale corpului navei atât în regim static cât şi dinamic. 1. Flotabilitatea – reprezintă calitatea nautică ce presupune plutirea navei la un anumit pescaj într-un mod impus şi controlat. Se asigură din construcţie, prevăzând nava cu un înveliş etanş ce închide în interior un volum de aer, producând forţa de flotabilitate. În exploatare se menţine printr-o întreţinere adecvată atât a corpului navei (rugina) cât şi a deschiderilor din acest înveliş. Nava dispune şi de o rezervă minimă de flotabilitate, ce depinde de tipul navei (prin înălţimea bordului liber) şi de zona în care navigă. Pierderea flotabilităţii (scufundarea) anulează celelalte calităţi nautice ale navei. 2. Stabilitatea – este calitatea nautică ce presupune redresarea navei anterior înclinate sub acţiunea unor forţe exterioare, atunci când cauzele îşi încetează acţiunea.


Stabilitatea se asigură constructiv printr-o distribuţie adecvată a greutăţilor fixe (centrul de greutate cât mai coborât) iar în exploatare prin amplasarea corectă a mărfii şi a rezervelor. Pierderea stabilităţii (răsturnarea) atrage în mod automat pierderea flotabilităţii. Situaţia ideală de navigaţie o reprezintă cea pe chilă dreaptă, adică greutăţi distribuite uniform şi simetric la bord cu planul diametral al navei în poziţie verticală. Deseori în practică, nava se înclină în borduri în mod: Temporar:

- ruliu (în jurul axului longitudinal) - tangaj (în jurul axului transversal)

Permanent:

- canarisire într-un bord (atunci când nava bandată nu revine la poziţia iniţială)

Figura 1.1. Mişcarea unei nave după cele 6 grade de libertate O navă are asietă dreaptă sau este pe chilă dreaptă dacă pescajele prova şi pupa sunt egale.

Dacă o navă este înclinată longitudinal, asieta navei, ca diferenţă între pescaje, poate fi:

- apupată (când pescajul pupa este mai mare ca pescajul prova) - aprovată (când pescajul pupa este mai mic ca pescajul prova).

3. Nescufundabilitatea – reprezintă capacitatea navei de a pluti şi de a-şi menţine stabilitatea în cazul când unul sau mai multe compartimente sunt inundate în urma unor avarii la corp. Se mai poate defini şi astfel: calitatea nautică care presupune menţinerea flotabilităţii şi stabilităţii în condiţii de avarie în cazul perforării învelişului etanş (coliziuni, eşuări, explozii interne etc.)


Se asigură prin mijloace constructive (compartimentarea etanşă a corpului navei şi bord liber minim suficient de mare) sau mijloace active (la acţiunea echipajului). 4. Calitatea de a efectua oscilaţii line – este calitatea nautică ce presupune efectuarea de oscilaţii line indiferent de condiţiile de navigaţie (atât în apă calmă cât şi pe mare agitată). Nava, privită ca sistem oscilator este excitată de suprafaţa ondulată a mării şi astfel capătă oscilaţii întreţinute transversale – ruliu şi longitudinale – tangaj. Oscilaţiile pot fi: line (perioadă mare, acceleraţie mică) şi dure (per. mică, acc.mare). Oscilaţiile dure provoacă 2 fenomene negative:

- asupra părţilor mobile ale instalaţiei de propulsie – suprasarcini - asupra echipajului – rău de mare.

Este o calitate nautică antagonistă cu stabilitatea. În practică se asigură stabilitatea, iar oscilaţiile se reduc cu mijloace suplimentare (stabilizatoare de ruliu etc.). 5. Calităţi de marş – este calitatea nautică ce presupune deplasarea navei cu o anumită viteză şi într-un sens impus şi controlat. Se referă la obţinerea de viteze mari de deplasare, în condiţiile unor consumuri reduse de combustibil. Pentru aceasta, nava este dotată cu un propulsor ce produce o forţă egală şi de sens contrar cu rezistenţa la înaintare a navei. Propulsorul consumă putere de la o instalaţie de forţă aflată pe navă sau exterioară acesteia (în cazul navelor cu vele). 6. Manevrabilitatea – este calitatea nautică ce presupune schimbarea drumului (a direcţiei de deplasare) navei aflate în mişcare, într-un mod impus şi controlabil. Drumul este unghiul făcut de direcţia de marş cu un anumit reper. În acest scop, nava este dotată cu instalaţie de guvernare capabilă să efectueze schimbări rapide de direcţie. 7. Stabilitatea de drum – este calitatea nautică ce presupune revenirea la drumul iniţial atunci când nava a fost deviată de o cauză, după încetarea acesteia. Este o calitate nautică antagonistă cu manevrabilitatea. Compromisul se rezolvă în funcţie de tipul navei: în cazul remorcherelor manevrabilitatea este mai importantă, la navele de cursă lungă (linere) se sacrifică manevrabilitatea în folosul stabilităţii de drum. Manevrabilitatea scăzută se compensează prin remorcherele de manevră sau mijloace auxiliare (bow thrustere). 1.2. CLASIFICAREA SUMARĂ A NAVELOR În conformitate cu bibliografia de specialitate, navele se pot clasifica după mai multe criterii: zonă de navigaţie, tipul mărfii transportate, sistem de propulsie, material de construcţie etc. În Diagrama 1.1. şi 1.2. sunt prezentate principalele tipuri de nave maritime şi fluviale, clasificate după criteriul „zona de navigaţie”.

În afară de criteriile amintite, navele maritime se mai clasifică după: destinaţie şi modul în care navigă. Vor fi prezentate în continuare numai o parte din cele ilustrate în Diagrama 1.1. şi anume acele nave maritime de transport mărfuri considerate de importanţă practică deosebită pentru viitorii ofiţeri de marină dar şi cele la care bibliografia de specialitate nu a făcut întotdeauna referire. În plus, se prezintă în Tabelul 1.1. navele de transport mărfuri, clasificate după clase şi categorii, cu denumirea acestora în română şi engleză.


Diagrama 1.1. Clasificarea sumară a navelor maritime

• Cargouri • Mineraliere • Vrachiere • Tancuri • Port-containere • Ro –Ro • Nave portbarje • Frigorifice

• Pacheboturi • Hidrobuze • Nave cu aripi portante • Nave pe pernă de aer • Feriboturi

• Traulere • Sainere • Toniere • Baleniere • Colectoare

frigirifice

CLASIFICARE DUPĂ ZONA DE NAVIGAŢIE

NAVE MARITIME NAVE FLUVIALE

După modul în care navigă: După destinaţie:

De suprafaţă În imersiune

• De deplasament • Semi- deplasament

(sau semi-glisare) • Glisoare • Cu aripi portante • Pe pernă de aer

• Submarine • Batiscafuri TehniceDe serviciuDe pescuitTransport

PasageriTransport Mărfuri

Destinaţie specială

• Remorchere • Pilotine • Tancuri de

bunkeraj • Nave stins

incendiu

• Nave şcoală • Nave

hidrografice şi de cercetare

• Spărgătoare de gheaţă

• Nave far

• Drăgi • Şalande • Macarale

plutitoare • Platforme

plutitoare


Diagrama 1.2. Clasificarea sumară a navelor fluviale

• Remorchere de linie • Împingătoare de linie • Barje autopropulsate • Şlepuri autopropulsate • Tancuri autopropulsate

• Pasagere clasice • Nave semiglisoare • Nave cu aripi portante (pasagere rapide) • Nave pe pernă de aer • Feriboturi

CLASIFICARE DUPĂ ZONA DE NAVIGAŢIE

NAVE FLUVIALE

Nepropulsate: Autopropulsate:

De transport

• Şlepuri • Barje • Ceamuri • Tancuri

TehniceDe serviciu Transport Pasageri

De transport Mărfuri

Destinaţie specială

• Remorchere de manevră

• Pilotine • Tancuri de bunkeraj • Nave stins incendiu • Şalupe de diverse

servicii

• Nave şcoală • Nave

hidrografice • Spărgătoare de

gheaţă • Nave de salvare

• Drăgi • Şalande • Macarale

plutitoare

Nave Maritime

După materialul de fabricaţie: • Nave din lemn • Nave din metal: oţel sau Al • Nave din material plastic • Nave din fibră de sticlă • Nave din ferociment

După sistemul de propulsie: • Nave cu maşini alternative de abur cu piston • Nave cu turbine cu abur sau gaze • Nave cu M.A.I. • Nave cu motoare electrice • Nave cu propulsie nucleară • Nave cu vele

După propulsor: • Elice navală cu P.F. sau E.P.V. • Roţi cu zbaturi • Nave cu sistem Voith - Schneider • Nave cu elice aeriană • Nave cu jet de apă • Nave cu propulsie magneto-hidro-dinamică


Tabelul 1.1. Tipuri de nave maritime de transport marfuri (cargo ship type)

Criteriu Categorie Clasa Tipul Denumire

I. Transport mărfuri generale

1. Nave mărfuri generale (General cargo ships)

• Cargouri (Multipurpose cargo ships) • Nave frigorifice (Reefers ship) • Cargouri specializate (Heavy-lift

ships)

1. Nave containiere • Nave portcontainer (Container ships) • Nave portcontainer combinate (CON-

RO, CON-BULK ships)

2. Nave Roll on/Roll off • Nave RO/RO (Ro/RO ships) • Nave RO/RO specializate (PCC,

PCTC, RO-PAX ferry)

II. Transport marfă specializată

3. Nave port barje • Nave Lash • Nave SeaBee • Nave BACO

1. Nave transport marfă uscată în vrac • Vrachiere specializate (Ore carriers, Grain carriers) III. Transport marfă în

vrac (Vrachiere) 2. Nave transport marfă combinată în vrac

• Vrachiere combinate (O/O -oil/ore carriers)

• Vrachier universal (OBO -oil bulk ore)

1. Petroliere (ţiţei, petrol brut) (Crude Oil Tankers)

2. Nave tanc produse petroliere (Product Carriers = Parcel Tankers)

• Handysize Dw: 15000 – 25000 tdw • Panamax Dw: 40000 – 70000 tdw • Aframax Dw: 70000 – 120000 tdw • Suezmax Dw: 120000 – 180000 tdw • VLCC Dw: 180000 – 300000 tdw • ULCC Dw: > 300000 tdw IV. Transport produse

lichide în vrac (Nave cisternă)

3. Nave tanc produse chimice (Chemical carriers = Chemical Tankers)

• Tancuri chimice multiparcelate (Chemical Parcel Tankers)

• Tancuri chimice specializate (Specialised Chemical Tankers)

• Tancuri chimice de cabotaj (Small Shortsea Chemical Tankers)

Destinaţie Nave

transport mărfuri

V. Transport gaze lichefiate 1. Nave transportoare de gaze lichefiate

• Tancuri produse gazoase lichefiate (LPG): propaniere, butaniere etc.

• Tancuri produse gazoase naturale lichefiate (LNG) - metaniere

• Etileniere (LEG) • Hibride (LPF/LEG/Chemical)


I. Nave maritime de transport mărfuri generale CARGOURI MĂRFURI GENERALE (engl. General dry cargo ships)– sunt nave destinate transportului diverselor categorii de mărfuri uscate ambalate (saci, lăzi, cutii, butoaie, bale etc.) sau neambalate. Sunt prezentate în continuare câteva din caracteristicile acestui tip de navă: • Datorită duratei mari petrecute la încărcare/descărcare, cargourile au dimensiuni şi

deplasamente reduse: lungimi cuprinse între 100 – 170 m, iar DW = 1500....20.000 tdw, la viteze economice de 12....22 Nd (limita superioară pentru linere). În exploatare, din raţiuni economice, se urmăreşte marşul plin-plin, evitând marşul în balast.

• Sunt prevăzute cu mijloace proprii de încărcare-descărcare: bigi, macarale, vinciuri, dispuse de regulă între magazii.

Figura 1.2. Cargou mărfuri generale în exploatare

Raportul viteză-lungime LvN / este aproximativ 0,87 sau chiar mai mic, valori mai mari ale acestuia indicând o navă mai puţin economică. Marfa cu densitate mare se transportă în compartimentele inferioare, în timp ce marfa mai puţin densă se transportă în „tween decks”. Nava este prevăzută din construcţie cu dublu fund în care se află de obicei tancurile de combustibil şi balast. Încă din anii '70 ponderea acestui tip de navă era în scădere, deşi tonajul flotei mondiale de cargouri era în creştere. Acest fapt s-a datorat în principal dezvoltării în paralel a navelor specializate dar şi a cheltuielilor de transport însemnate pe care acest tip de navă le dezvoltă. Se poate concluziona că, deşi ne aflăm în era containerizării ce presupune o reducere dramatică a construcţiei acestui tip de navă, cargourile de mărfuri generale există şi vor mai exista, din simplul motiv că nu toate tipurile de mărfuri pot fi paletizate sau containerizate. Ca argumente, pot fi menţionate: echipamentele industriale, materiale de construcţii precum şine sau profile de oţel, role de tablă, maşini agricole etc. NAVE FRIGORIFICE (engl. Reefers; Refrigerated ships) - sunt nave de construcţie specială destinate pentru transportul produselor perisabile în stare proaspătă la

© Maik Ebel@ www.ship-photos.de


temperaturi scăzute, prin refrigerare sau congelare.

Figura 1.3. Vedere generală a unei nave frigorifice După natura mărfurilor transportate şi după regimul de răcire, există 4 categorii de nave frigorifice:

1. Nave ce transportă produse răcite prin ventilaţie (t ≥ +3°C) - (rute scurte -fructe proaspete). Ventilaţia este forţată cu aer răcit.

2. Nave ce transportă produse refrigerate (- 4° C ÷ +7°C ) - citrice (2 ÷ 6°C) / banane (+7°C) / ouă (0 ÷ 1°C) / carne (-6 ÷ -3°C ) / peşte (- 3 ÷ 0°C). Navele sunt dotate cu instalaţii frigorifice proprii.

3. Nave ce transportă produse congelate (t ≤ - 6°C) - navele asigură prin instalaţiile frigorifice proprii temperaturi constante sub 6°C.

4. Nave frigorifice universale - asigură transportul produselor perisabile de orice natură prin toate regimurile de răcire amintite. Reeferele au urmatoarele caracteristici generale:

• Au capacitate de încărcare cuprinsă între 6.000…15.000 tdw şi viteze economice cuprinse în gama 18…23 Nd;

• Capacitatea de transport este mai mică decât a unui cargo echivalent ca mărime, ajungând cu 25% mai mică în cazul mărfurilor răcite prin ventilaţie şi cu 35% mai mică în cazul mărfurilor congelate;

• Navele frigorifice politerme au volumul rezervat mărfii fragmentat în 4 – 5 compartimente pentru ca tipurile diferite de marfă să fie transportate separat şi la temperaturi diferite, dacă este necesar (de la -25°C la +13°C), sistemul frigorific fiind astfel descentralizat;

• Mărfurile sunt de obicei paletizate, iar operaţiunile de încărcare-descărcare se fac cu ajutorul transportoarelor sau motostivuitoarelor electrice. În unele cazuri, manipularea mărfurilor precum citricele se face prin deschideri laterale în bordaje.

În ultima perioadă, în afara „tradiţionalelor” nave frigorifice, mărfurile perisabile sunt preluate din ce în ce mai des la bordul navelor portcontainer, în containere frigorifice dotate cu compresoare proprii, ce folosesc agenţi frigorifici ecologici, racordate la instalaţia electrică a navei. Şi asta din simplul motiv că o navă portcontainer are o capacitate de transport mărfuri refrigerate mult mai mare decât un reefer convenţional şi în plus un timp de operare mult mai scăzut. Containerele frigorifice pot fi de mai multe feluri, după cum urmează:

• Containere izoterme (Conair) – nu au instalaţie frigorifică proprie, ci două racorduri pentru legarea la tubulatura de circulaţie a agentului de răcire; ventilarea fiind făcută pe verticală, iar temperatura monitorizată cu ajutorul calculatoarelor de bord.

Sursa: www.njscuba.net


• Containerele frigorifice (Reefers) – au propria instalaţie frigorifică însă necesită racordarea la instalaţia electrică a navei cu care sunt transportate; pot fi debranşate temporar, comportându-se astfel ca cele izoterme.

• Containerele cu atmosferă controlată – utilizate la transporturi mai scurte de 3 săptămâni; refrigerantul este în acest caz azot lichid iar atmosfera este condiţionată de gazul carbonic pulverizat prin injectoare şi monitorizată de un micro computer. Autonomia acestora este de o săptămână, după care containerele trebuie reîncărcate cu agent refrigerant - azot lichid.

NAVE HEAVY-LIFT – sunt nave specializate ce transportă mărfuri agabaritice, dotate cu macarale rotative speciale şi proiectate cu punţi, guri de magazii sau alte structuri întărite. Se mai întâlnesc şi sub numele de „crane vessels”.

Figura 1.4. Vedere generala a unei nave heavy lift

Fac parte din categoria navelor cargou specializate, proiectate să transporte mărfuri speciale, cu gabarit depăşit, ce necesită operaţiuni de încărcare/descărcare cu totul deosebite. Macaralele/cranicele acestor tipuri de nave operează de obicei în tandem, adică pot ridica, susţine şi deplasa o marfă agabaritică. Aceste nave prezintă şi o versatilitate deosebită, ele putând transporta atât mărfuri generale, containere cât şi greutăţi agabaritice de genul yachturi, nave de pescuit, componente fabrici, generatoare/ transformatoare electrice sau locomotive. O atenţie deosebită este acordată instalaţiei de balast, special proiectată pentru a asigura stabilitatea navei şi a realiza coborârea centrului de greutate la navei în cazul transportului produselor agabaritice.

Figura 1.5. Navă heavy lift semi-submersată pentru transportul platformelor Din punct de vedere constructiv, navele heavy lift se întâlnesc în două variante: monococă şi semi-submersibile (cu puntea imersată), cele din urmă fiind destinate transportului platformelor marine şi în general construcţiilor offshore.

Sursa: www.solentwaters.co.uk

Sursa: GSP Constanta

cursul 1

Documents