T1 S1

5.4. INSTALAIA DE GUVERNARE

5.4.1. Generaliti

Pentru efectuarea navigaiei n condiii de siguran, nava trebuie s fie manevrabil i s aib o bun stabilitate de drum.

MANEVRABILITATEA este proprietatea navei n micare de a efectua schimbri rapide de direcie cu ajutorul instalaiei de guvernare.

STABILITATEA DE DRUM este proprietatea navei n micare de a se menine timp ndelungat pe o anumit direcie.

GUVERNAREA este calitatea navei de a se deplasa pe o anumit traiectorie (dreapt, curb) impus.

Guvernarea navei depinde de o serie de factori cum sunt:

mijloacele de guvernare folosite

formele geometrice ale carenei (zona pupa)

rapoartele ntre dimensiunile principale (LCWL / B i B / T)

numrul, poziia i sensul de rotaie a propulsorului

condiiile hidro-meteorologice n care se navig (ap, aer, vnt, valuri)

Fiecare nav, cu excepia barjelor purtate, trebuie s aib o instalaie de guvernare robust i sigur, care s asigure manevrabilitatea i stabilitatea de drum. Asemenea instalaii pot fi: crm cu profil hidrodinamic, instalaie cu ajutaje orientabile i alte instalaii aprobate de ctre Registrul Naval Romn.

Instalaia principal de guvernare trebuie s asigure manevra de trecere a crmei sau a ajutajului orientabil, complet imerse de la 350 dintr-un bord la 350 n cellalt bord, cu nava la pescaj maxim i la viteza maxim de serviciu.

n aceleai condiii trebuie s se asigure manevra de trecere a crmei sau a ajutajului orientabil, complet imerse, de la 350 dintr-un bord la 350 n cellalt bord ntr-un timp care s nu depeasc 28 secunde. Instalaia auxiliar de guvernare trebuie s asigure manevra de trecere a crmei sau a ajutajului orientabil, complet imerse de la 150 ntr-un bord la 150 n cellalt bord ntr-un timp care s nu depeasc 60 secunde cu nava la pescajul maxim i la viteza de mar maxim de serviciu sau la viteza de 7 Nd, n funcie de valoarea care este mai mare.

La petroliere, nave pentru gaze lichefiate, navele pentru produse chimice i navele combinate care au un tonaj brut (TRB) de 10.000 i mai mult, precum i celelalte nave care au un TRB de 70.000 i mai mult, instalaia principal de guvernare trebuie s cuprind dou sau mai multe agregate de for, identice. n cazul acestor nave, instalaia de guvernare va fi astfel conceput nct, n cazul pierderii capacitii de guvernare datorit unei defeciuni tehnice unice n oricare parte a uneia din instalaiile de for ale instalaiei principale de guvernare, cu excepia echei, sectorului sau altor organe care servesc aceluiai scop, sau a zonei de prindere a acionrii crmei, capacitatea de guvernare s poat fi restabilit n cel mult 45 secunde de la ieirea din funciune a uneia din instalaiile de for.

Dac acionrile instalaiei principale i auxiliare de guvernare se afl ntr-un compartiment situat n ntregime sau parial mai jos de cea mai nalt linie de plutire de maxim ncrcare, atunci trebuie s se prevad o acionare de avarie amplasat deasupra punilor pereilor etani. Acionarea de avarie trebuie s asigure manevra de trecere a crmei sau ajutajului orientabil, complet imerse, dintr-un bord n altul, la viteza de mar nainte de cel puin 4 noduri.

Lng fiecare post de comand de la distan a acionrilor instalaiei principale i auxiliare de guvernare, precum i n compartimentul crmei, trebuie s existe indicatoare pentru poziia crmei sau ajutajului orientabil.

Diferena dintre poziia indicat i cea real nu trebuie s fie mai mare de:

10 la poziia crmei sau ajutajului orientabil n planul diametral sau ntr-un plan paralel cu acesta

1,50 - la poziia crmei sau ajutajului orientabil la unghiuri de 00-50

2,50 la poziia crmei sau ajutajului orientabil la unghiuri de

50-350

Indicarea poziiei crmei sau ajutajului orientabil trebuie s fie independent de postul de comand a acionrii instalaiei de guvernare.

5.4.2. Prile componente ale instalaiei de guvernare

Instalaia de guvernare este compus din:

crma

sistem de transmisie

servomotor

timona

Timona este o roat din lemn sau din metal prevzut cu cavile, cu ajutorul crora se manevreaz. La navele mari, prevzute cu pilot automat, pot fi nlocuite cu o manet.

Sistemul de transmisie la servomotor poate fi mecanic, hidraulic sau electric. Acesta face legtura dintre servomotor i comand (timona).

Servomotoarele sunt instalate la pupa navei, uneori n compartimentul maini sau separat. De obicei navele mari au dou servomotoare care pot lucra independent. Micarea servomotorului se transmit la eche, care este aezat n acelai plan cu crma sau perpendicular pe ea.

Troele la acest dispozitiv, troele pleac de la un tambur cte una din fiecare bord, pn la eche, unde se leag la un inel. n drum ctre tambur i eche, troele sunt cluzite prin raiuri de metal. Lungimea troelor fiind constant pentru ca i tensiunea s fie constant, suma distanelor de la raiuri la captul echei trebuie s fie constant, deci capul echei ar trebui s descrie o elips. Aceast condiie nu o poate ndeplini dispozitivul dect n cazul cnd s-ar consimii la o nclinare exagerat a troelor n raport cu echea, iar elipsa descris ar fi foarte turtit.

Lanul GALL este asemntor cu troele, dar micarea servomotorului se transmite unui lan GALL care mic cruciorul mobil.

Tije micarea servomotorului se transmite prin 2 tije cu capetele fixate la eche. Celelalte capete sunt legate printr-o travers paralel cu echea, care primete micarea servomotorului.

Sistemul HARDFIELD este asemntor cu cel precedent, dar micarea servomotorului se transmite printr-un urub fr sfrit unei roi dinate pe al crui ax se gsete o alt roat dinat excentric, care se angreneaz cu un sector de raz variabil (dinat). Raza roii excentrice i a sectorului sistemului este calculat astfel ca braul de prghie care acioneaz echea s coincid cu unghiul de crm.

Axiometrele aparate aezate n timonerie i care indic unghiul de crm i corespunde cu indicatorul din camera crmei.

Crma piesa de baz a instalaiei de guvernare, dispus la pupa i cu ajutorul creia se realizeaz efectiv meninerea sau schimbarea direciei de deplasare a navei.

5.4.3. Mijloace de guvernare

a) Principale: sunt obligatorii pentru toate tipurile de nave

1) Instalaii principale de crm:

- crme clasice sau active amplasate napoia sau (uneori) n faa propulsoarelor navei (aceste instalaii sunt eficiente numai pe timpul micrii navei cu viteze suficient de mari).

2) Instalaii principale cu crm-propulsor (de propulsie orientabil):

elicele (propulsoarele) navei avnd ataate duze orientabile care prin rotire modific direcia jetului de ap

propulsoarele cu aripioare, etc

b) Auxiliare: aciunea lor este independent de funcionarea propulsoarelor propriu-zise; sunt utilizate la nave cu viteze mici sau nule.

1) Instalaii auxiliare din crme active de regul aceste instalaii sunt cu elice n duz; sunt acionate electric sau electro-hidraulic.

2) Instalaii auxiliare de crm-propulsor:

- tunele hidrodinamice transversale (aici se produc jeturi de ap prin funcionarea unor elice cu pale (fixe sau orientabile), pompe cu palei, pompe centrifuge;

- coloane rotitoare cu elice

- propulsoare cu aripioare (VOITH SCHNEIDER)

Observaie: Instalaiile principale i auxiliare de crm-propulsor mpreun cu instalaiile auxiliare din crmele active, sunt denumite MIJLOACE DE GUVERNARE ACTIV.

5.4.4. Crma

Definiie: Apendicele amplasat n jetul de ap al propulsorului sau n siajul carenei, avnd forma de arip profilat sau neprofilat hidro-dinamic, cu posibiliti de rotire n jurul unei axe verticale i care asigur guvernarea navei se numete CRM.

Prile componente ale crmei sunt: pana sau safranul crmei i axul crmei.

Pana este construit dintr-un cadru metalic mbrcat pe ambele pri cu tabl (partea din ap se numete safran) i creeaz fora hidrodinamic portant.

Axul crmei organul de rotire al penei crmei i de transmitere a forei hidrodinamice portante asupra navei. Intr n corpul navei printr-un orificiu (prevzut cu sistem de etanare) numit etambreu i se continu n compartimentul crmei unde este fixat cu doua tije ce sunt acionate de servomotoare.

5.4.4.1. Clasificarea crmelor

I. Dup modul de asamblare a penei crmei:

Crme simple

Sunt susinute de corpul navei

att la partea superioar ct i

la partea inferioar.

Crme semisuspendate i semicompensate se utilizeaz numai la navele maritime

Crme suspendate sunt susinute numai de ax (specific ambarcaiunilor de sport i de agrement i a navelor pe aripi portante)

II. Dup poziia axului fa de muchia de atac a penei

Crme necompensate au axul amplasat n imediata apropiere a muchiei de atac

Crme compensate axul amplasat la 0,25 0,33 din lungimea penei

Crme semicompensate

III. Dup forma geometric a seciunii longitudinal verticale se deosebesc:

Crme de form dreptunghiular:

Crme de form trapezoidal:

Crme de alte forme geometrice

IV. Dup forma geometric a seciunii longitudinal orizontale a penei se deosebesc:

Crme plate:

Crme cu profil hidrodinamic:

NACA

NEJ

TAGHI

GO

n urma cercetrilor teoretice experimentale au aprut:

crme profilate cu parte fix i parte mobil

Partea fix este folosit ca punct terminus pentru arborii port-elice.

sistem de mai multe crme acionate:

simultan (duble, triple) la remorchere, mpingtoare de puteri mici;

Crm cu volet ( se obine un unghi maxim de bandare de 800)

cu volet extins

cu doi volei

Axul crmei de acest tip (cu volei) este format din doi arbori concentrici acionai independent:

arborele interior este solidar cu pana crmei propriu-zise;

arborele exterior este pus n legtur cu voletul printr-un mecanism cu culis (manivel, culis, bar);

5.4.5. Mijloace de guvernare activ

Definiie: Instalaia special, respectiv combinaia mai multor instalaii ntre ele sau cu propulsorul principal, capabil s creeze forele transversale necesare manevrrii eficiente a navei la orice regim de vitez mrindu-i n felul acesta gradul de independen, se numete mijloc de guvernare activ.

Mijloacele de guvernare activ cuprind:

instalaiile principale de crm-propulsor (de propulsie orientabil):

elice n duze orientabile (acionate simultan sau independent)

coloanele rotitoare cu elice

propulsoarele cu aripioare

instalaiile auxiliare de crm-propulsor:

tunele hidrodinamice transversale

coloanele rotitoare cu elice

coloanele telescopice cu elice

propulsoarele cu aripioare

instalaiile de crme active

Instalaiile principale de crm-propulsor cu elice n duze orientabile independente

Asigur o bun manevrabilitate a navei au o larg rspndire la navele de transport fluviale i la remorcherele propulsate prin elice cu pale orientabile.

Duzele orientabile independente se prevd la navele care au cel puin dou linii de axe i sunt acionate de mecanisme separate.

P.D.

Td

Bd

FTd

FBd

FyOrientarea independent a duzei i a palelor elicei permite modificarea n limite foarte largi a direciei, sensului i a mrimii vectorului FOR DE MPINGERE dezvoltat de fiecare instalaie principal de crm-propulsor.

Aceast soluie are implicaii asupra naintrii i rotirii navei n plan orizontal.

P.D.

Fy Tb

FTb

FBd

Bd

P.D.

Td

FTd

Bd

FBd

F

n primele 2 cazuri FTd= FBd, nava se mic pe loc.

n cazul al 3-lea vectorii fore de mpingere dezvoltate de instalaiile principale de crm propulsor sunt de direcii, sensuri i mrimi diferite. Din compunerea lor rezulta F care determin deplasarea longitudinal dar i rotirea navei.

Instalaii auxiliare de crm-propulsor cu tunele hidrodinamice transversale

Aceste instalaii sunt construcii complexe ce se recomand a fi amplasate n cazuri speciale la nave de stins incendiu, pasagere, remorchere.

n principiu aceste instalaii presupun existena in CARENA navei a unor canale transversale spre extremitile prova i pupa, deschise n borduri prin care se pun n micare JETURI de ap sub presiune. Forele de mpingere dezvoltate de aceste jeturi de ap sunt de regul perpendiculare pe planul diametral.

La fore egale i de sens contrar giraia se face pe loc.

Tipuri de instalaii auxiliare de crm-propulsor cu tunel:

- cu elice cu pale orientabile

- cu elice cu pale fixe

Varianta 1

Varianta 2

- cu propulsor cu aripioare

- cu pomp centrifug vertical

- cu pomp centrifug orizontal

5.4.6. Instalaii auxiliare de crm-propulsor cu coloane rotitoare i telescopice cu elice

Se utilizeaz la navele de vitez mic i crora li se impun condiii de manevrabilitate deosebit (macarale plutitoare, bacuri, remorchere de port, nave de stins incendii, pasagere).

Ele pot funciona ca propulsoare principale sau auxiliare.

Avantaje:

instalaiile cu coloane rotitoare au o eficien sporit (elicea se rotete la orice unghi n plan orizontal) fa de instalaiile cu elice n duze orientabile

Dezavantaje:

construcie complex i pre de cost ridicat

slab protecie la aciuni mecanice

rezisten redus la coroziune

sporirea rezistenei la naintare a navei

Prin crearea instalaiilor cu crm-propulsor cu coloane TELESCOPICE cu elice, unele dezavantaje menionate mai nainte au fost eliminate, cum ar fi rezistena la naintare.

Pe timpul navigaiei n mare deschis, elicea este retras ntr-o ni n corpul navei.

5.4.7. Instalaii de crme active

Instalaiile cu crme active se folosesc din 1960.

Antrenarea elicei se face cu un motor electric (sau hidraulic) amplasat n pana crmei care, din acest motiv, are profilul hidrodinamic modificat.

De regul, elicea crmei se rotete n sens invers propulsorului.

Pe timpul manevrei n acvatoriile limitate (cu viteze mici sau chiar nule), giraia navei este realizat prin mpingerea crmei active.

Unghiul de band al crmei este i de 900.

Dezavantaje:

pe timpul marului elicea crmei lucreaz n regim de turbin (crete rezistena la naintare a navei, uzura prematur a acestei elice).

5.4.8. Transmisiile de la servomotor la axul crmei

Troe

Lanul Gall - asemntor cu primul caz, micarea se transmite printr-un lan la cruciorul mobil.

Tije

Sistemul Hardfield - asemntor cu cazul tije, cu diferena ca micarea de la servomotor se transmite printr-un urub fr sfrit unei roi dinate pe al crui ax se gsete o alt roat dinat excentric.

V. Sistemul urub fr sfrit

Crma

Propulsor

Pana crmei

Elicea

Axul crmei

Ax crm

Pana crmei

(safran)

Elice

Axul crmei

Elice (propulsor)

Pana crmei

Ax crm

Elice (propulsor)

Pana crmei

Ax crm

Ax crm

Pana crmei

Pana crmei

Ax crm

Ax crm

Pana crmei

Elice (propulsor)

Pana crmei

Ax crm

Elice (propulsor)

Pana crmei

ax

pana

ax

pana

Ax crm

Ax crm

Pana crm

CRME SIMPLEX

Parte mobil

Parte fix

Motor de acionare a elicei

Motor acionare coloan rotitoare

Coloan

rotitoare

Elice (liber sau n duz)

Tambur

Rai

Tro

Eche

Crucior mobil

Eche

Crma

Tij

De la servomotor

Tij

Eche

urub fr sfrit

Roat dinat

Ax

Roat dinat

Sector dinat

Crm

Cadru fix

Ax

Eche

urub sens dreapta

Servomotor

Crm

urub sens stnga

_229341232.ppt

La unghiuri diferite

Propulsor

90grade

80grade

75grade

SISTEMENKEL

_258933876.ppt

culis

volet

volet

sunt rigidizai ntre ei

_258934196.ppt

arbore interior

arbore exterior

manivel

culis

bar

_258933556.ppt

40 grade

40 grade

crma

volet extins

_229097064.ppt

La acelai unghi

a

a

SISTEMHITZLER

Propulsor