Statek pod balastem (ogólnie trym na rufe) stateczniejszy kursowo ( ale pogorszona zwrotność).

18. Podstawowy mechanizm generowania siły hydrodynamicznej (rysunek, nazewnictwo, objaśnienia)

Jeśli profil o rozpiętości l ustawimy pod pewnym kątem do kierunku przepływu cieczy idealnej, wówczas otrzymamy obraz opływu pokazany na na rysunku. Kąt α pomiędzy kierunkiem prędkości dopływającej cieczy a osią symetrji płata nazywamy kątem natarcia, krawędź A – krawędzią natarcia, krawędź B – krawędzią spływu. Droga opływu płata przez cząsteczki od góry jest dłuższa, niż od dołu zatem prędkości strug gornych muszą być większe. Z tego powodu w cześći górnej płata powstaje obszar podciśnienia a w dolnej nadciśnienia. Różnica ciśnien powoduje powstanie siły nośnej (P) prostopadłej do kierunku przepływu wody. W cieczy rzeczywistej siła hydrodynamiczna będzie odchylona w skutek sił lepkości cieczy rzeczywistej.

19. Negatywne zjawiska podczas opływu cieczą (omówienie)

Kawitacja – jest to parownie wody na stronie ssącej, kiedy ciśnienie spada poniżej ciśnienia pary wodnej nasyconej, pękanie pęcherzyków pary prowadzi do erozji/wybijania materiału.

Oderwanie przepływu– przy większych kątach natarcia powoduje spadek siły nośnej.

Aeracja– zapowietrzenie/wetylacja, stan balastowy, falowanie.

20. Opływ i rozkład sił na elementarnym przekroju skrzydła śruby (rysunek, objaśnienia)

Wydzielmy ze skrzydła śruby dwoma współosiowymi powierzchniami cylindrycznymi, przebiegającymi bardzo blisko siebie w odległości Δr, element tegoż skrzydła. Element ten możemy traktować jako płat nośny, na który pod kątem natarcia α napływa woda z prędkościa wypadkową υ_w . na płacie tym powstanie ementarna siła hydrodynamiczna Δ^->P, będąca wypadkową elementarnej siły nośnej Δ^->L, prostopadłej do kierunku prędkości υ_w i elementarne siły oporu Δ^->R, rónoległej do tego kierunku. Siłę Δ^->P możęmy rozłożyc na dwie skłądowe: elementarnąsiłe naporu Δ^->T, działającą w kierunku równoległym do osi śruby i elementarną siłę obwodową Δ^->K, działąjącą w kierunku prostopadłym do osi.

21. Widok skrzydła z góry (rysunek, objaśnienia)

Dla zapewnienia stałego kąta natarcia profilu na dowlonym promieniu, profile bliżej piasty (mniejsze r) są ustawione pod większym kątem w stosunku do kręgu śruby – wg tzw. Powierzchni śrubowej ( skręcenie/wyprofilowanie śruby).

Krawędź skrzydła zwróconą w kierunku obrotu skrzydła nazywamy krawędzią natarcia. Punkt obrysu najbardziej oddalony od osi nazwyamy wierzchołkiem skrzydła.

22. Zmiana powierzchni śrubowej śruby nastawnej (cechy charakterystyczne)

Zmiana powierzchni srubowej po przez zmiane kąta natarcia skrzydeł. Zmiana sil wytwarzanych przez śrube po przez zmiene jej powierzchni (kąta natarcia łopatek), bez konieczności zmiany obrotów silnika

23. Zalety i wady CPP

CPP Zalety: szybkość przesterowania, skrucenie czasu i drogi hamowania, uzyskanie b.m predkości, wykozystanie pełnej mocy SG w ciezkich warunkach pływania.

Wady:pogorszenie serowania przy małych predkościach, kłopoty ze skokiem zerowym przy statku zacumowanym, gorsza sprawność na skokach róznych od konstrukcyjnego, ogólnie gorsza sprawnośćo jakies 2% ze względu na większą piaste, większa zawodność/remony.

24. Strumień nadążający - zjawisko, sposób uwzględniania przy wyznaczaniu oddziaływań

Strumień nadążający – masa wody przemieszczająca sięzgodnie z kierunkiem ruchu statku z okolicy rufy, prędkość strumienia nadążającego jest mniejsza od prędkości statku.

ang. Wake, pojęcie abstrakcyjne, widoczne tylko efekty. Prędkość dopływu wody do śruby jest rożna od prędkości statku o wpływ strumienia nadążającego.

V_p = V_x(1-w) w > 0 –współczynnik strumienia nadążającego (ang. Wake fraction).

25. Ssanie śruby - zjawisko, sposób uwzględniania przy wyznaczaniu oddziaływań

Ssanie śruby – podciśnienie w rejonie rufy przy pracującej śrubie, zmniejsza napór śruby, istotny tzw. napór efektywny.

T_eff = T( 1 – t ) t > 0 –współczynnik ssania śruby (ang. Thrust deduction)

26. Podstawowe parametry kształtu śruby okrętowej i ich dobór (objaśnienia)

Podstawowe parametry śrub ( im większe tym większy napór):

D- średnica [m],

P/D– współczynnik skoku (mówi o nachyleniu skrzydła),

A_E/A_O– współczynnik powierzchni wyprostowanej skrzydła,

Z – liczba skrzydeł

K_T, k_Q – bezwymiarowe współczynniki naporu i momentu jako funkcja bezwymiarowego współczynnik posuwu ( odpowiedzialnego za kierunek dopływu wody do profilu skrzydła).

Dobór D i P/D wg kryterium dla najwyższej sprawności dla danej mocy i obrotów SG oraz prędkości statku,

Dobór A_E i A_O wg kryterium kawitacji i z wg minimum drgań kadłuba oraz maksimum wytrzymałości.

A_E/A_O i z stosunkowo mały wpływ na K_T, k_Q.

27. Współczynnik posuwu śruby i jego rola

Droga jaką przebywa śruba w czasie jednego obrotu, jest mniejsza od skoku śruby i nazywa się posuwem śruby. Jest odpowiedzialny za dopływ wody do profilu skrzydła.

28. Wykres współczynników naporu i momentu śruby w zakresie napędowym

29. Sterowanie obrotami śruby (zjawisko, rodzaje, własności)

Sterowanie momentem:

Obroty równowagi SG ustalają się wg równania Q_p = Q_ME µ_W, np. większa dawka paliwa powoduje chwilowy wzrost momentu SG i jego obrotów, poczym w skutek zwiększenia naporu śruby statek zaczyna przyśpieszać, w mierę wzrotsu prędkości zwiększają się jednocześnie obroty (już słabiej) – bo Q_p spada

Sterowanie normalne:

Sterowanie obrotami poprzez regulator obrotów – zadajemy obroty, regulator operuje odpowiednią dawką paliwa by je utrzymać.

30. Boczne działanie śruby - charakterystyka zjawiska składowych

Boczne działanie śruby – Efekt ten jest łatwy do zaobserwowania podczas

manewru maszyną wstecz. Jest ono skutkiem wpływu niejednorodnej prędkości oraz

nierównoległości przepływu, jaki występuje zarówno w strumieniu nadążającym jak i

w strumieniu zaśrubowym. Zakłócenia te powodują powstawanie poprzecznych sił

hydrodynamicznych na śrubie.

31. Boczne działanie śruby podczas pracy wstecz - podstawowe zjawisko (rysunek, objaśnienia)

Dla śruby pracującej wstecz czynnikiem dominującym jest narzucanie wody na kadłub w rejonie rufy, gdzie orzy FPP prawoskrętnej, skręcony strumień zaśrubowy (na górze atakuje z prawej burty, na dole z lewej) napotyka większe nachylenie wodnic na górze śruby – większe kąty natarcia, większe siły – wypadkowa na lewąburte, statek skręca w prawo.

32. Kierunek bocznego działania śruby pracującej wstecz- śruba konwencjonalna prawoskrętna i nastawna lewoskrętna.

Kiedy statek o prawoskrętnej śrubie idzie wstecz, to rufa tego statku idzie w lewo a na kompasie obserwujemy zmianę kursu w prawo? Ster omywany jest tylko strumieniem wody o prędkości statku idącego wstecz. Brak tutaj strumienia zaśrubowego, czyli siły hydrodynamiczne na sterze są mniejsze niż przy ruchu naprzód.

33. Kierunek bocznego działania śruby na 2-śrubowcu (obie śruby wstecz oraz jedna śruba naprzód/jedna wstecz)- 2xCPP, do wewnątrz skrętne

Ø Podczas pracy obu śrub wstecz efekt bocznego działania śruby niweluje się.

Ø Przy pracy jedna naprzów/jedna wstecz.

34. Zależność prędkości statku od obrotów i skoku śruby

Prędkość proporcjonalna w przybliżeniu do obrotów lub skoku śruby.

35. Wykorzystanie mocy przy prędkości CN-morska (rysunek, objaśnienia)

CN morska, predkość kontraktowa/projektowa – predkość rozwijana w morzy przy średnich warunkach pogodowych. Oraz dotyczy wykozystania mocy na progu 80-90%, reszta to tzw. Margines morski.

36. Pojęcie prędkości/nastawy CN-manewrowa

CN – manewrowa - Predkość pozwalająca na dowlone i częste manewrowanie SG, dzieki obniżeniu wykorzystywanej mocy (niższa temp.) obowiazuje przy podchodzeniu do portu.

37. Podział prędkości/nastaw napędu

CN (FAH) – 1.0

PN (HAH) – 0.7 CN

WN (SAH) – 0.5 CN

BWN (WSAH) – 0.3 CN

Tak samo przy prękościach wstecz,

Dodatkowe:

Awaryjna CN/CW – w sytuacji zagrożęnia 100% SG i więcej, wyłączone wszystkie zabezpieczenia SG,

Prędkość pod balastem – z reguły większa o 0.5-2.0 w od tej pod ładunkiem (przy CN-morska).

38. Opływ i siły steru przy lokalnym kącie dryfu (rysunek, objaśnienia)

39. Wpływ pracy śruby na siły steru (rysunek poglądowy, podstawowe cechy), prędkość strumienia zaśrubowego w funkcji prędkości statku i obrotów SG.

Fakty:

Ø Środkowa część steru w obszażę strumienia zaśrubowego ( v↑),

Ø Pozostale obszary w sterfie działania strumienia nadążającego (v↓),

Ø Zwężenie strumienia zaśrubowego w stosunku do średnicy śruby wg. Równianai Bernulliego,

Ø Skręcenie strumienia zaśrubowego podowuje na sterze nie wielką siłę, szczegulnie przy niesymetrycznym pinowym położeniu steru względem strumienia zaśrubowego, tzw. Neutralny kąt wychylenia steru ok. 1˚,

Ogólnie Vps zależy od obrotów (skoku) śruby, mało od prędkości statku.

40. Współczynniki aerodynamiczne kontenerowca, promu, tankowca pod balastem (dla promu/tankowca/masowce prawie takie same)

41. Współczynniki aerodynamiczne tankowca/masowca pod ładunkiem.

42. Wykresy czasowe prędkości liniowej i kątowej oraz trajektoria na cyrkulacji- wpływ prędkości/nastawy napędu i wychylenia steru

Wykres prędkości liniowej:

Pędkość liniowa rośnie wraz z podniesieniem nastawy napędu i zmniejszeniem kąta wychylenia steru,

Wykres prędkości kątowej:

Wraz z zwiększeniem nastawy napędu oraz kąta wychylenia steru prędkości kątowa rośnie,

Wykres trajektorji na cyrkulacji:

Ogólnie promień cyrkulacji zależy od kąta wychylenai steru, mały wpływ nastawy napędu na promień.

43. Prędkość liniowa, kątowa i trajektoria przy manewrach silnych (wykres)

Przy manewrach silnych:

Mały spadek prędkości liniowej,

Duża prędkość kątowa (zjawisko pożądane),

Mały promień na cyrkulacji dla menewrów silnych (FAH 35º).

44. Kryterium zwrotności i zatrzymania wg IMO (rysunki, objaśnienia, wartości)

45. Parametry cyrkulacji na płytkowodziu

Jak widać na rysunku promień cyrkulacji jest większy na płytkowodziu niż na wodach głebokich, ma to związek z statecznością kursową statku na wodach płytkich. Mały zapas wody pod stępką powoduję osłąbienei reakcji statku na ster przy czym poprawieniu ulega zdolności do utrzymania statku na obecnym kursie.

46. Zjawisko osiadania w ruchu - podstawy fizyczne (przyczyny i skutki)

Osiadanie statku – całkowite zmniejszenie zapasu wody pod stępką występujące w czasie ruchu statku do przodu, wywołane obniżeniem się zwierciadła wody w pobliżu burt statku łącznie z powstającymi przy tym zmianami przegłębienia. Ma to związek z układem rozchodzenia się fal okrętowych których kąt na płytkowodziu zależy od prędkości statku. Przy dużych prędkościach kąt rozchodzenia się fal okrętowych dochodzi do 90stopni co powoduje największe oddziaływanie osiadania na statek.

Przy prędkościach rzędu 40% kierunek rozchodzenia się fal na plytkowodziu przypomina ten na głębokim akwenie zatem przeciwdziałaniem osiadaniu na płytkowodziu jest redukcja prędkości.

47. Efekt brzegowy - zjawiska składowe, środki zaradcze

Efekt brzegowy - Występuje podczas żęglugi w kanale i pogłębionym torze wodnym i powoduje trudności z utrzymaniem statku na kursie. Zjawisko znacznie silniejszego przepływu wstecznego pomiędzy okrętem a brzegiem bliższym jego burty, niż po stronie przeciwnej. Spowodowane tym obniżenie poziomu wody i wytworzony obszar podciśnienia wywołuje przyciąganie okrętu do brzegu, przy czym rufa przyciągana jest silniej niż dziób ze względu na pogłębiającą podciśnienie pracę śruby.

Środki zaradcze - poważne zmniejszenie prędkośći, trzymanie się w osi kanału ( o ile to możliwe).

48. Przyczyna spadku efektywności steru strumieniowego przy dużych prędkościach statku

Gwałtowny spadek efektywności steru strumieniowego statku powyżej predkości 4w, siła poprzeczna spada szybciej niż moment – srodek cisnienia przesuniety do dziobu.

49. Mijanie statków - kierunek oddziaływań w położeniach charakterystycznych (rysunek).

Wzajemne oddziaływanie statek – statek są większe na jednostce wolniejszej, w sytuacji skrajnej – jedna jesnostka zatrzymana – na jednostce w ruchu siły są praktycznie pomijane, podczas gdy na jednostce zatrzymanej siły sąpodobnego rzędu jak dla obu jednostek w ruchu – przyczyna urywania cum statków zacumowanych. Generalnie mijanie stosunkowo bezpieczne (krótkotrwałe, około 30s)

50. Wyprzedzanie statków - kierunek oddziaływań w położeniach charakterystycznych (rysunek)

Wyprzedzanie krytyczne – długotrwałe (powyżej 2min).

51. Zasada działania odbojnicy

Podczas sciskania - duża siłą reakcji ( początkowo proporcjonalna do ugięćia (liniowo), potem coraz wolniej rośnie (nie liniowo))

W fazie prostowania – mała siła reakcji ( najlepiej gdy jej brak), powstaje pętla histeryzy. Pole pomiedzy krzywymi kompresji i dekompresji do aktualnego ugięcia świadczy o zaabsorbowanej energji.

Date: 2015-12-24; view: 3037