7/23/2019 HTV_1

1/5

Rolul i importana studiului

Parametrii constructivicare confer siguran - i parametrii economici care confercalitate i performane n exploatare i operare plaseaz navele n categoria celor maieficiente mijloace de transport.

Obiectivulprincipal urmrit de arhitectul naval n proiectarea navei este satisfacerea

cerinelor operaionale impuse de armator i asigurarea calitilor nautice corespunztoareclasei de navigaie n care se ncadreaz.Fr ndoial, prioritatea revine siguranei navei, mrfurilor transportate i a

personalului de la bord. Din aceast perspectiv, studiul micrilor generale efectuate denav, ca solid rigid liber, n condiii de navigaie reale se constituie ntr-o componentesenial pentru criteriile constructive, tehnico-economice i de siguran, nc din fazele

preliminare ale proiectrii.Cunoaterea comportamentului corpului navei n mare real, descrierea procesului

complex de interaciune dintre acesta i mediul fluid prin care se deplaseaz, analiza ipredicia unor fenomene marine cu manifestri aleatorii, sunt motivaii pentru dezvoltareaunor studii teoretice i experimentale n perspectiva stabilirii de soluii practice menite s

diminueze, chiar s nlture, limitrile i consecintele nedorite.Domeniul arhitecturii navale ofer oportuniti interesante i importante de punere in

practic a progreslui tiinific actual i corelarea acestuia cu posibilitile aplicative oferite detehnic, n antierele navale, n laboratoarele hidrodinamice de ncercri i staiile de lucrucomputerizate.

De-a lungul timpului, nevoia de deplasare a omului l-a fcut s-i domine teama nraport cu imensitatea oceanului planetar i cu manifestrile copleitoare i nfricotoare aleacestuia. ncepnd cu primul trunchi de copac scobit sau cu prima plut i pn la navelesofisticate ale contemporaneitii, istoria navigaiei i a construciilor de nave a marcat nsievoluia umanitii.

O naveste proiectat i construit pentru a avea asigurat, n condiii de performantehnic, siguran operaionalieficien economic, o funcionalitatedistinct.

Responsabilitatea arhitecilor navalii a inginerilor constructori de naveeste aceeade a elabora metodologii de proiectare respectiv tehnologii de construcie care, corespunztoraciunilor manifestate de mediul natural asupra navelor, s permit exploatarea tehnico -economic performanti sigur a acestora, potrivit tipului constructiv i destinaiei lor.

Ca produs, navapoate fi definit i caracterizat arhitectural-constructiv respectivtehnico-economic pe baza urmtoarelor criterii:

Criteriul funcionalitii Criteriul mecanicii clasice Criteriul constructiv-elastic

Criteriul sistemicDin punctul de vedere al criteriului funcionalitii, nava reprezint o construcie

plutitoare complex, cu propulsie proprie, remorcat sau staionar, destinat ndeplinirii uneifuncii de transport sau altor lucrri i activiti maritime i sau fluviale.

Din punctul de vedere al criteriului mecanicii clasice, nava este definit ca un solidrigid cu geometrie complex, care trebuie s ndeplineasc o serie de condiii speciale legatede plutirea i deplasarea sa prin ap, numite caliti nautice.

Calitile nautice impuse unui corp de nav autopropulsat sunt cuprinse n dou

categorii:Caliti nautice staticeflotabilitatea, stabilitatea, nescufundabilitatea

7/23/2019 HTV_1

2/5

Caliti nautice dinamice calitatea de a oscila lin, stabilitatea de drum,manevrabilitatea, calitile de mar.

Flotabilitateaeste proprietatea navei de a pluti (de a se menina la suprafaa apei ncazul navelor de suprafa respectiv de a se menine la o anumit adncime impus n cazulsubmersibilelor).

Stabilitatea este proprietatea navei de a reveni la poziia iniial de echilibru dupdispariia cauzei care a determinat scoaterea ei din aceast poziie .

Nescufundabilitatea este proprietatea navei de a-i pstra flotabilitatea i stabilitatean cazul inundrii unui compartiment sau a unui grup de compartimente.

Calitatea de a oscila lin este proprietatea navei de a efectua micri periodice cuapmlitudine mic i perioad mare, att pe ap linitit ct i pe valuri.

Stabilitatea de drumeste proprietatea navei, aflat n micare, de a se menine timp

ndelungat pe o anumit traiectorie impus.

Manevrabilitatea este proprietatea navei, aflat n micare, de a efectua schimbrirapide de direcie cu ajutorul instalaiei de guvernare.

Observaie: stabilitatea de drum i manevrabilitatea sunt caliti nautice oarecumcontradictorii. mpreun ele definesc guvernabilitatea, nsuire complex care exprimcomportarea general a navei pe timpul navigaiei n diferite condiii hidrometeorologice i deexploatare.

Calitile de marsunt acele nsuiri care confer navei posibilitatea de a se deplasacu viteze ct mai mari la consumuri energetice ct mai mici.

Observaie: Calitile de mar ale navei depind, n mare msur, de rezistena lanaintare i de propulsorul naval.

Rezistena la naintare este definit de componenta longitudinal a rezultanteiforelor hidrodinamice i aerodinamice exercitate asupra navei aflat n micare de ctremediul de navigaie.

Propulsorul navaleste dispozitivul care preia energia mecanic a mainilor principale

de propulsie i o transform n fora de mpingere necesar nvingerii rezistenei la naintare,asigurnd, astfel, deplasarea navei, cu o anumit vitez, impus. ntr-o msur mai mare sau mai mic, orice nav trebuie s aib asigurate toate calitilenautice, potrivit funcionalitii sale.

Printre problemele deosebit de dificile, aflate n atenia arhitecilor navali, se nscrieprioritar descrierea comprtamentului corpului navei considerat ca solid rigid liber, pe timpulnavigaiei n condiii hidrometeorlogice reale.

Rezolvarea acestei probleme, presupune elaborarea de modele matematice, bazate peactiunea factorilor perturbatori de diferite catgorii i care s simuleze satisfctorcomportamentul real al navei, lund n considerare aciunea factorilor perturbatori de diferite

categorii.Aadar, scrierea ecuaiilor generale de micare ale navei se bazeaz, n esen, pe:

7/23/2019 HTV_1

3/5

-aprecierea perturbaiilor ce apar n conducerea navei cu ajutorul sistemelor depropulsie i guvernare;

-aprecierea perturbaiilor datorate mediului de navigaie.Trebuie subliniat c, mediul de navigaie i exercit influena perturbatoare asupra

comportamentului navei, aprioric prin aciunea valurilor.Definiie:valurilesunt micri oscilatorii datorate gravitaiei, provocate, n principal,

de aciunea vntului i sunt rezultatul esenial al unor interaciuni locale complexe, distribuiten timp i spaiu, ntre aerul aflat n micare i particulele de la suprafaa apei. Estimarea aciunii factorilor perturbatori n studiul micrilor generale ale navei, este o

problem ce presupune alaborri teoretice neceare proiectrii navei, bazate pe:-studiul comportamentului navei n condiiile mediului de navigaie ideal;-acceptarea unor ipoteze simplificatoare, formule empirice i date rezultate din

prelucrarea statistic a observaiilor i msurorilor efectuate n condiii de navigaie reale;-proporia n care sunt asigurate calitile nautice, permite aprecierea

comportamentului navei n condiii de navigaie reale i presupune, printre altele: - - aprecierea efectelor negative ale aciunilor perturbatoare suportate de corpul

navei, asupra funcionalitii, la dimensiunea lor adevrat

- - modaliti de proiectare i tehnologii de construcie a navelor care sconduc la corectarea i nlturarea efectelor negative

Dintre problemele care preocup inginerii i proiectanii navali privind studiulmicrilor generale ale navei, se remarc cele referitoare la:

-nrutirea sau chiar pierderea flotabilitii, care poate conduce la scufundarea navei(dac nu sunt asigurate condiiile de etaneitate), ca o consecina a inundrii punii la intrareaunui bord sau a unei extremiti sub val;

-pierderea stabilitii transversale, care poate conduce la rsturnarea navei, cauzat de :- - nclinri periculoase ntr-un bord determinate de giraie, n condiiile unui

grad rdicat de agitaie a mrii;- - oscilaii de ruliu dure determinate de aciunea valurilor la rezonan;

-nrutirea guvernrii navei datorat:- - scderii manevrabilitii, sub aciunea hidrodinamic nefavorabil a

valurilor asupra crmei;- - pierderii stabilitii de drum prin apariia fenomenului de deriv cauzat de

aciunile nefavorabile ale v^antului i a curenilor marini c^and, din diferitemotive, instalaia de guvernare nu mai poate funciona;

- diminuarea calitilor de mar, datorat:- - nrutirii funcionrii sistemului de propulsie pe ntregul lan cinematic

(elicele ies din ap i se nvrtesc n gol, la reintarea n ap sunt

suprasolicitate i provoac ocuri n sistem);- - reducerii vitezei navei, urmare a creterii rezistenei la naintare ifuncionrii defectuoase a propulsoarelor n condiii de mare agitat;

- - reducerii autonomiei navei prin creterea consumurilor energetice;-pierderea calitii de a efectua oscilaii line, la impactul puternic dintre corpul navei

i valuri, avnd drept consecine:- - apariia rului de mare (nsoit de disconfortul pasagerilor i personalului

navigant de la bordul navei);- - apariia vibraiilor datorate efectelor de slamming (izbirea provei de val),

whipping (izbirea pupei de val) i slams (ocuri repetate) la impactulnefavorabil cu valurile;

- - nrutirea funcionrii instalaiilor i sistemelor auxiliare de bord supuseaciunilor dinamice i contactului cu apa ambarcat pe punte;

7/23/2019 HTV_1

4/5

- afectarea comportamentului elasto-plastic al structurilor de rezisten ale corpuluinavei, datorat:

- - solicitrilor generale i locale suplimentare;- - slbirii rezistenei generale prin oboseal.

n studiul comportamentului pe valuri, un interes deosebit prezint cunoaterea

fenomenelor fizice i a legilor care guverneaz modul de manifestare al apei ca mediu ncare plutete i se deplaseaz nava att n repaus ct i n micare.Navigaiaeste tiina conducerii unui vehicul(ambarcaiune / nav n acest caz)prin

determinarea poziiei, traiectoriei i distanei parcurse, astfel nct s ajung dintr-un punct naltul n condiii de siguran i eficien, pe drumul prevzut .

Mecanica definete dou categorii de corpuri, n funcie de starea lor de agregare:solide i fluide (lichide i gaze).

Mecanica fluidelor studiaz legile care guverneaz echilibrul i micarea mediuluifluid, uor deformabil, precum i aciunea acestuia asupra corpurilor solide cu care intr ncontact.

Mecanica fluidelor se mparte n trei pri:Statica fluidelor, care studiaz legile i condiiile de echilibru ale fluidelor i aciunea

lor asupra solidelor cu care intr n contact.Cinematica fluidelor, care studiaz micarea acestora fr a ine cont de forele care

ar putea interveni s modifice starea de micare.Dinamica fluidelor, care studiaz legile de micare ale fluidelor i interaciunea lor cu

corpurile solide.O particularitate distinctiv a fluidelor n raport cu corpurile solide este fluiditatealor,

cu alte cuvinte au o rezisten nesemnificativ iar la cea mai mic solicitare manifestatasupra lor, forele de rezisten ale fluidelortind ctre zero. Deci, sub aciunea unor foreexterioare relativ mici, fluidelepot cpta deformaii mari, lund forma recipientului solid ncare se gsesc.

Avnd n vedere complexitatea i varietatea lor, mecanica studiaz diferitele domeniimateriale i micarea acestora, cu ajutorul unor modele schematizate care rein numaicaracteristicile eseniale ale acestora i care le fac proprii pentru calculul matematic.

n mecanic se folosesc ca modele teoretice: punctul material, model care se aplic acelor domenii materiale ale cror

dimensiuni sunt neglijabile n raport cu distanele dintre ele i a cror form nu joac, practic,nici un rol n desfurarea micrii. Acest model are ca elemente caracteristice punctulgeometric - ca reprezentant al poziiei domeniului material i masa - ca mrime cecaracterizeaz ineria domeniului considerat.

linia material, model care se aplic acelor domenii materiale la care dou dintredimensiuni (limea i grosimea) sunt relativ mici n raport cu lungimea i nu joac practic

nici un rol n desfurarea micrii. Acest model are ca elemente caracteristice o liniegeometric care poate fi dreapt sau curb, ca reprezentant al axei domeniului material i omas, distribuit pe unitatea de lungime, ca mrime ce caracterizeaz ineria domeniuluiconsiderat. Liniile materiale pot fi bare dac opun rezisten la ncovoiere sau fire dac nuopun rezisten la ncovoiere.

suprafaa material, model care se aplic acelor domenii materiale la care unadintre dimensiuni (grosimea), este relativ mic n raport cu lungimea i limea i nu joac

practic nici un rol n desfurarea micrii. Acest model are ca elemente caracteristice osuprafa geometric, plan sau curb, ca reprezentant al suprafeei mediane a domeniului

material i o mas, distribuit pe unitatea de arie, ce caracterizeaz ineria domeniuluiconsiderat. Suprafeele materiale pot fi plci, dac opun rezisten la ncovoiere, saumembrane dac nu opun rezisten la ncovoiere.

7/23/2019 HTV_1

5/5

corpul material, model care se aplic domeniilor materiale la care cele treidimensiuni, lungimea, limea i grosimea, au ordine de mrime comparabile. Acest modelare ca elemente caracteristice volumul geometric i o mas, distribuit pe unitatea de volum,ca o caracteristic a ineriei domeniului material considerat. Corpurile materiale se numescsolide rigide dac rmn nedeformate la aciunile ce tind s le schimbe forma.

mediul continuu sau continuul material, model n care se consider c ntregul

spaiu ocupat de domeniul material este umplut cu substan, dei este bine cunoscutstructura atomic discontinu a corpurilor.Fluidelesunt studiate, n mecanica fluidelor, ca medii continue, omogene i izotrope.

Un mediu este continuu i omogen, dac are aceeai densitate n orice punct i este izotropdac prezint aceleai proprieti n toate direciile. Exist puncte, linii sau suprafee dediscontinuitate n fluide, care prezint condiii specifice la limit.

Lichidele sunt acele fluide care pot fi considerate, practic, incompresibile, cu altecuvinte dependena dintre densitate i presiune poate fi neglijat. Nu acelai lucru se ntmplacu gazele.

Hidromecanicaeste o parte a mecanicii fluidelor care se ocup cu studiul lichidelor.

Cursul hidromecanic i teoria valurilor urmrete, ca obiective:- dezvoltarea gndirii tehnice n ceea ce privete cunoaterea legilor care guverneaz

echilibrul i micarea lichidelor cu o particularitate evident pentru mediul marin;- nsuirea unor cunotine de baz privind studiul valurilor marine;- nsuirea unor cunotine de baz privind interaciunea mediului marin cu navelor i

structurilor portuare.