,jn trecut, majoritatea navelor ~ibiircilor se construiau din 1emn

~i abia prin 1790 au apiirutprime1e nave din fier. Cu un

secol mai tiirziu, pe ~antiere1enava1e se construia cu oteL

C u aproxirnativ 200 de ani In u~ seanunta c~ unna s~ se construiasca o nav~din fier. Multi oameni s-au teri1ut ca acest

nou tip de vas se va scufunda, deoarece fieruleste mult mai greu decat lemnul. Totu~i, capaci-tatea unui vas de a pluti depinde de raportuldintre greutatea ~i volumul s~u. Indiferent cit degreu ar fi un vas, el va pluti dac~ volumul s~u es-te destul de mare. Un bloc solid de fier nu plu-te~te pe ap~, dar ace~i bloc poate fi transformat

intr-un corp de nava care va pluti, de~i are acee-a$i greutate ca blocul. Aceasta se intampla deoa-rece corpul navei are un volum mare in compa-rntie cu greutatea sa.

Dezlocuireacand un obiect este pus in apa, el dezlocuie~te,sau Impinge in afara, un anumit volumde apa.Acea apa ern tinuta in loc de catre o fo~ascensionala produsa de apa din jur. Aceea$ifo~ ascensionala va actiona asuprn unui obiectplasat in apa ~i, de aceea, va reduce greutateaaparenta a obiectului cu o cantitate egala cugreutatea apei dezlocuite.

Deci un obiect scufundat treptat in apa va fisupus la o fo~ ascensionala ce cre~te constant,egala cu greutatea apei dezlocuite. jn cazul uneibare de fier, chiar daca e scufundata in intregi-me, fo11a ascensionala va fi insuficienta pentru ao sustine, de aceea ea se va scufunda. jnsa dacaaceea~i masa de fier are o forma voluminoasa,

atunci ea va dezlocui mu1t mai multa apa,ajungand sa pluteasca la nivelulla care dezlocu-ie~te propria sa greutate de apa.

Povara greuta~iisa presupunem ca acum se pune 1n barca ornica 1ncarcaturn. Aceasta Impinge barca 1n jos 1napa pana cand corpu1 navei dezlocuie~te unsurplus suficient de apa pentru a asigura fo11aascensionala necesara pentru sustinerea 1nclrcl-turii. Din nou barca va pluti la un nivella caregreutatea apei dezlocuite este egala cu greutateatotala a corpu1ui plutitor. Daca 1ncarcatura esteprea grea, barca nu atinge niciodata un punct 1ncare sa dezlocuiasca destula apa pentru a osustine ~i se va scufunda.

Pe mari agitate navele sunt supuse la solicitarifoarte mari. Acestea apar pentru cl fo11a ascen-sionala de pe oricare partea a corpului navei de-pinde de lnaltimea valurilor 1n acel punct. Acolounde exista o creasta de val, dezlocuirea efectiva

O Un cargobot mo-dern, semisubmersibil.Se inunda rezervoare-le pentru a se scufun-da nava pana canddoar suprastructurilede prora ~i pupa ra-man deasupra supra-fe,ei. incarcatura (aiciun alt vas) se lasa sapluteasca la bord ~irezervoarele se golescprin pompare. Pe ma-sura ce nava urca. earidica ~i incarcatura.

LlNIl DE

O "Bosanka" este

o nava clasificatadrept cargobot de

marfuri uscategenera le. Asemeneanave transporta o

gama larga de

marfuri.

"E-'

~~

~ua.0Do

O Linii de incarcare,sau semne Plimsoll,pe o parte a uneinave arata adancimilepana la care poate fiscufundata aceastafara probleme,pentru diferite mari.Numerele de peprora arata pescajulnavei.

C Navele rezervortransporta marfa in

corpul ~i pe puntealor. Cand nava ajungela destina~ie, rezer-voarele se transfera

pe autocamioane(inser1ie). Rezervoare-le standardizate reduc

timpul necesarincarcarii ~idescarcarii.

13

VAPOARE ~I NAVE

FLOTATIA

fo~ ascensionala este egala cu

g'eutatea apei dezlocuite;

00 La incarcare. partea ro~ie acorpului navei (sus) se afla subapa. O nava de o,el (stanga)plute~te cand flotabilitatea (F) esteegala cu greutatea sa (G). Un blocde o'el dezlocuie~te apa pu,ina. deaceea el se va scufunda.

O Aceasta proeminen,a a proreicalmeaza fluxul apei, reducand

rezisten,a ~i astfel cantitatea decombustibil folosita.

de apa este cea mai mare, deci ~i fo11a ascensio-nala din acelloc este cea mai mare. Fo11a ascen-sionala minima se gase~te la concavitatile valu-rilor. Pe marile agitate,fo11a ascensionala variazape lungimea corpului navei ~i se schimba per-manent. Corpurile navelor trebuie sa fie proiec-tate 1:n a,5a fel 1:ncit sa reziste la asemeneasolicit1ri.

navei. Corpurile unor astfel de nave trebuie s:lfie extrem de puternice pentru a nu fi sf:lramatede presiunea apei. Alte foqe ce aqioneaz:l asu-pra corpului unei nave provoaa1 efecte numitevibratie a cotpului navei, datorit:l balansului ~iloviturilor repetate de valuri.

Vibra~iile ~i loviturile de valuriin timp ce un vas se n1i,5c:lln sus ~i In jos pe omare agitat:l, corpul navei la pror:l (In fatil) estesupus la variatii mari de presiune a apei. candprora coboar:l, cotpul navei In acel punct esteImpins spre interior. Apoi, In timp ce prora urc:l,presiunea inceteaz:l. Mi~care~ rezultat:l senume~te vibratie datorit:l balansului. Ea apare petot corpul navei, dar este ~i puternia11a pror:l.De aceea, pentru a rezista la acest efect, cotpulnavei este lnt:lrit la pror:l.

cand se deplaseaz:l pe m:lri agitate, prorelemultor nave sunt supuse ~i la foqele loviturilorrepetate de valuri. Prora se ridic:l ~i sepr:lbu~~te pe ap:l repetat. Navele expuse lalovituri repetate de valuri sunt de obicei lnt:lritepe aproximativ o treime din lungime de la pror:l.

cand o nav:l este supus:l unor valuri veninddintr-o parte, adancimea apei pe ambele laturiale navei se schimb:l continuu. Foqele inegaleastfel produse de-a lungul corpului navei tind s:lil defonneze. Pentru a contracara acest efect,numit Impingere, structura interruI a cotpuluinavei este lnt:lrit:l In punctele In care traverselede pe lungul navei se lntalnesc cu laturile.

Stabilitatea unei nave sau a unei b:lrcidepinde de pozitia relativ:l a trei puncteimaginare -centrul de greutate, centrul deflotabilitate ~i metacentrul. Ne putem imagina

greutatea unei nave ca Pe' o singura forta actio-nand In jos, Intr-un punct numit centru de greu-tate. Iar flotabilitatea ne-o putem imagina ca peo anumit:l forta actionand In sus Intr-un punctnumit centru de flotabilitate. Cand nava st:ldrept, centrul de flotabilitate este chiar subcentrul de greutate, ambele puncte fiind pe liniamediaru1.

Dac;l actiunea vantului sau a valurilordetermin;l nava s;l se Incline Intr-o parte, centrulde greutate ramane neschimbat. Centrul deflotabilitate se mut:l, 1ns:l, de pe linia mediaru1spre partea inferioara a navei. Greutatea naveiorientat:lln jos $i forta de flotabilitate actioneaz;lapoi pentru a readuce nava In pozitie dreapt:l.Dac;l nava se Inclirul transversal, linia vertica1;lpe care actioneaz;l forta de flotabilitate se Intal-ne$te cu linia median;l initial;l Intr-un punctnumit metacentru. Atata timp clt acesta estedeasupra centrului de greutate, nava este stabili1$i va reveni In pozitie dreapt:l dup;l fuI;lturareafo11ei ce determin;l Inclinafea navei. Dac;l celedow puncte coincid, forta de flotabilitate $i ceaa greut:ltii vor actiona direct una impotrivaceleilalte. Astfel nu va exista o forta care s;lIndrepte nava $i ea va ramane Inclinat:l.

StabilitateaDac;l metacentrul se ailil sub centrul de greutate,atunci nava va fi instabili1. O dat:l ce nava Incepes;l se Incline, actiunea greut:ltii $i a flotabilit:ltiivor tinde s;llncline $i mai mu1t nava putand s;lo rastoame. De$i navele sunt proiectate s;l fiestabile, conditiile neobi$nuite, precum supra-Inclrcarea, pot provoca instabilitate. Multe navepot a$tepta trecerea furtunilor, sau .i$i pot

Varfuri ~i concavita~iCele rnai vitrege conditii pe rnare apar atuncicind un vas inaintea~ pe valuri la care distantadintre va1furi este egal:I cu lungimea navei. Dacala fiecare cap~t al navei est~ un val $i la mijloceste o concavitate, foIia ascensional~ de la cape-te este mult mai mare decat la mijloc. De aceea,mijlocul corpului navei tinde s~ coboare. Apoi,daca la mijlocul corpului navei este un va1f $i lafiecare cap~t este o concavitate, capetele tind s~se Indoaie In jos. in conditii extreme, acesteefecte pot uneori s~ rup~ nava In dou~.

Multe nave sunt prea mici pentru a fi afectatede tensiuni de Incovoiere puternice. Navelelungi sunt In cel mai mare pericol, $i cargourilernari precum navele-ciste~ mari $i cargoboturi-le pentru marf~ In vrac se fac relativ late, astfelIncat raportul dintre lungimea $i ~timea lorpoate fi p~trat Intre limite rezonabile.

Presiunea apeiin afara actiunii tensiunilor de Incovoiere, cor-purile navelor sunt supuse $i la o presiune spreinterior din partea apei. Aceastl presiune cre$teo datl cu adancimea $i de aceea are un efectputernic asupra navelor cu un pescaj adanc -distanta dintre suprafata apei $i fundul corpului

14

CENTRELE DE FLOTABlLITATE $1 DE GREUTATE

Q.~

feuQ~1-

O Fort,ele deflotabilitate ni leputem inchipui cape o singura fort,aac,ionand in susprin centrul deflotabilitate (F). largreutatea uneinave ne-o puteminchipui ca pe osingura fo~aac,ionand in josprin centrul degreutate.

O Cand o

NAVASTABlLAO In sistemul de

auto-redresareOakley, un tanc deimersiune din corpulnavei este umplut cuapa. Un tanc deredresare gol estemontat pe parteastanga (A). Dacabarca se rastoarna.apa din tancul deimersiune umpletancul de redresare(B). Acesta controlea-za rotirea sau intoar-ce barca cu capul injos (C) ~i inapoi in

pozi,ie dreapta (D).

NAVAINSTABlLA

8 schimba trnseul, in cazul in care ctpitanulconsidera ct nava va fi pusa in pericol de rnarileagitate. To~i, pe vreme rea sunt de obicei

I folosite barcile de salvare; de aceea proiectan1;ii

trebuie sa fie deosebit de atenti la stabilitatea

acestor ambarcatiuni. Barcile de salvaremoderne sunt proiectate astfel incit sa se

c redreseze singUre -chiar daca se rasioarna, elec revin automat in pozitia normala.

Ruliul este ~a oscilan~ dintr-o parte inalta a unei nave, de obicei provoca~ de vant saude valuri. Pe lang:I provocarea unor tensiuni instructur:I, ruliul este nepl:Icut $i pentru cei deJabard. Efectul tinde sa fie mai evident la navelecare sunt foarte stabile in sensul c:I sunt rezis-tente la r:Isturnare, deoarece ni.5te forte puterniceactioneaz:I pentru a corecta orice inclinare.Totu$i, pentru a reduce ruliul, se monteaz:I

15

i nava se incli-" na, flotabilita-

tea (F) se dep-laseaza intr-oparte. Linia sa

se intalne~te culinia mediana inmetacentru (M).Daca e stabila.

greutatea ~iflotabilitateacorecteazainclinarea. Daca einstabila. barca serastoarna.

bile tipuri aflate in funqiune. Ea are o viteza maximade 18,5 noduri (34 km/h) ~i transporta destul combustibilpentru a ajunge, cu viteza maxima, la un caz de urgen1aaflat la 230 km distan1a ~i a se intoarce inapoi la baza.

v APOARE ~I NAVE

adesea ni.5te dispozitive numite stabilizatori.Tangajul este o rni,'!care oscilatorie 1:n plan

longitudinal a unei nave, efectuata 1:n jurul uneiaxe transversale. Fiecare nava are o perioada detangaj naturala. Aceasta depinde de rnarimea,fom1a ~i greutatea navei. Tangajul care are lacdepinde de perioada de tangaj naturala a navei,de lungirnea valurilor ~i de viteza cu care 1:nain-teaza nava.

RezonantaDaca o nava lnainteaza cu o .anumita viteza pevaluri de o lungime data, ea va 1ntalni valurile lainte1Vale ce sunt egale cu perioada sa de tangaj.AF}a cum leaganul unui copil este Impins cateputin la inte1Vale egale, nava 1n curand va oscilaviolent lnainte ~i lnapoi. Acesta este un exemplu

O Uneori navelesunt supuse la fo~ede incovoiere care lerup in doua. Aceastase intampla candvalurile produc fo~einegale orientate insus.

O Pluta de salvarecu umflare automataa salvat multe vie1i.Ea poate sa trans-porte 20 de persoane~i este utilata cu hra-na, apa, medica mente~i scule de pescuit.

~

~

j

~.ca.

O Sistemele de con-trol computerizate dela bordul navelor-cis-terna pastreazamarimea echipajului lacirca 25-35 de persoa-ne. Vasele mult maimari cu aparaturamanuala necesita echi-paje mai numeroase.

nava face valuri 1:n timp ce inainteaza pe apa.Rezistenta datorita fonnei este o fo11:! orientataspre inapoi, provocata de o zona de presiunescazuta creata 1:n apa 1:n spatele navei 1:n timp ceea inainteaza. Rezistenta datorita vartejurilor esteprovocata de corpul navei care creeaza curenticirculari 1:n apa.

Proiectantii calculeaza rezistenta totala a unei..nave construind un modella scara al vasului. Infunqie de cifra calculata, proiectantii pot sadeduca puterea efectiva necesara pentru apropulsa nava prin apa -depinzand de marimea~i pescajul sau. Totu~i, este necesara o putereefectiva a motorului, mai mare decat ceacalculata, deoarece nici un sistem de propulsienu este l0()0/o eficient. Trebuie admise pierderilede putere din motor ~i de la elice pentru a sehota1i ce putere a motorului trebuie folosita.

Multe barci ~i nave rnici sunt aqionate demotoare Diesel, dar majoritatea navelor marisunt actionate de turbine cu aburi.

~8.o.9.(0"-

-0;.(0"'

«

infrunte forte de rezistenta. Printre acestea senumara rezistenta datorita frec:lrii, rezistentavalului, rezistenta datorita fonnei, rezistentadatorita vartejurilor ~i rezistenta provocata deaccesorii -cum sunt canna ~i elicea.

Rezisten\aRezistenta datorita frecarii este provocata deefectul frec,arii dintre corpul navei ~i apa.Rezistenta valului este provocata de faptul ca

al unui efect cunoscut sub numele de rezonanta,in care chiar ~i impulsurile ~are pot s;lproducl un efect dramatic dac;l exist:l un anumitinterval intre impu1surile succesive. Pentru aminimaliza efectul de tangaj, constructorulefectueazil teste cu valuri pe modele de nav;lconstruite la scacl. Dac;l e necesar, el modific;lstructura vasului pentru a se asigura c;l tangajuleste mentinut la un nivel tolerabil.

Pentru a inainta pe ap;l, a nav;l trebuie s;l

O Primele nave cuvela completautomate au doiarbori rigizi. Velele,care sunt controlatede un computer, potti indoite in jos candcondi,iile de vantsunt nefavorabile.

O Elicea cu ajutajare un inel in jurulpaletelor. Ea estemai eficienta decat

elicea libera,reducand astfelconsumul decombustibil ~i prinurmare ~i cheltuieliletotale de exploatare.