ΠΡΥΜΝΗ ΣΧΗΜΑ 30 & 31

Transcript

1 ΠΡΥΜΝΗ Η μορφή του σχήματος της πρύμνης εξαρτάται από τον τύπο του σκάφους και τον προορισμό του, καθώς επίσης και από ορισμένους άλλους παράγοντες από τους οποίους οι σπουδαιότεροι είναι, ο αριθμός και οι διαστάσεις των ελίκων και των πηδαλίων. Η συνηθέστερη μορφή πρύμνης είναι αυτή που αναφέρεται στο σχήμα 30 και ονομάζεται πρύμνη καταδρομικού, διότι παλαιότερα χρησιμοποιείτο σε πολεμικά πλοία. Σήμερα, τα σύγχρονα πολεμικά έχουν σχεδόν αποκλειστικά μορφή πρύμνης, όπως στο σχήμα 31, η οποία ονομάζεται πρύμνης άβακος. Με την πρύμνη καταδρομικού επιτυγχάνεται μακρότερη και λεπτότερη γραμμή ισάλου με αποτέλεσμα την μείωση της αντίστασης πρόωσης. Με την επιτυχή σχεδίαση της πρύμνης, επιδιώκονται γενικά τα παρακάτω: Μείωση της διάσπασης ροής Ομοιόμορφη ροή του ύδατος στην περιοχή της έλικας. Επαρκείς ανοχές της έλικας για την αποφυγή κραδασμών. Σε μονέλικα πλοία, το χαμηλότερο σημείο του κεκλιμένου τμήματος της πρύμνης, εξαρτάται από την διάμετρο της έλικας και αυτή από το βύθισμα του σκάφους, την ισχύ και τον αριθμό των στροφών της κυρίας μηχανής. Οι αποστάσεις των πτερυγίων της έλικας από τον κλωβό επηρεάζουν σημαντικά τις υδροδυναμικές πιέσεις, οι οποίες ασκούνται από την έλικα επί του σκάφους και κατά συνέπεια, τις μεταδιδόμενες δονήσεις. Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος αποφυγής κραδασμών, είναι η αύξηση των ανοχών σε ικανοποιητικά μεγέθη. ΣΧΗΜΑ 30 & 31

2 Στο στάδιο της προμελέτης, θα πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στις ανοχές της έλικας, διότι αύξηση αυτών των ανοχών επιφέρει τα παρακάτω αποτελέσματα: 1. Αύξηση των ανοχών και, μειώνει την διάμετρο της έλικας με συνέπεια την μείωση του βαθμού απόδοσής της. ce 2. Αύξηση των ανοχών και, έχει σαν αποτέλεσμα την διογκωμένη απόληξη τωνισάλων και άρα θα πρέπει να αυξηθεί η απόσταση της έλικας από το ελικόστημα με σκοπό την μείωση της ρόφησης και του ομόρρους. ab Αύξηση της απόστασης, της έλικας από το πηδάλιο, συνεπάγεται μείωση του συντελεστή πρόωσης adn. Στα διπέλικα πλοία, οι στορείς των ατράκτων (shaft drackets) αυξάνουν την αντίσταση κατά 5 7%. Η επίδραση ανοχών επί του συντελεστή προώσεως, όπως και οι ανοχές μεταξύ έλικας και ποδοστήματος για μονέλικα πλοία, δίνονται από σχετικούς πίνακες. Επίσης, από σχετικά διαγράμματα, λαμβάνεται κατά προσέγγιση η τιμή της απαιτούμενης διαμέτρου της έλικας, συναρτήσει του αριθμού στροφών και ιπποδύναμης. Γενικά, ο βαθμός απόδοσης της έλικας αυξάνει, αυξανομένης της διαμέτρου. Η διάμετρος όμως δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,7Τ, διότι ο συντελεστής πρόωσης μειώνεται, συνέπεια ανομοιόμορφου κατανομής του ομόρου. Η μορφή του κλωβού της έλικας, εξαρτάται από την διάμετρο της έλικας και την κλίση των πτερυγίων, έχοντας υ όψη, βέβαια, τις ανοχές. Η μορφή του (σχήματος 32), χωρίς κλωβό, έχει σαν βασικό πλεονέκτημα να παρουσιάζεται μικρότερη αντίσταση λόγω έλλειψης βάσης ελικοσυστήματος, αλλά και δυνατότητα επιμήκυνσης της ισάλου. Τελικά, η μορφή της πρύμνης πρέπει να συνδέεται αισθητικά με τη γραμμή της πρώρας. ΣΧΗΜΑ 32

3 Πρύμνη άβακος Το σχήμα της πρύμνης άβακος, χρησιμοποιείται σήμερα ευρύτατα στα πλοία, και κατά κανόνα σε ακάτους μικρά ταχύπλοα σκάφη κ.λ.π., λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων τα οποία παρέχει. Τα πλεονεκτήματα αυτά είναι τα παρακάτω: Βελτιώνει την γενική διάταξη, διότι παρέχει μεγαλύτερη επιφάνεια καταστρώματος και άντωση πρύμνηθεν και επιτρέπει έτσι την μεταφορά βαρών, χωρίς σημαντική πρυμναία διαγωγή. Η αύξηση άντωσης πρύμνηθεν, επιτυγχάνεται με την προσθήκη σφηνών, όπως στο (σχήμα 34). Η σφήνα, επιδρά επιπρόσθετα επί της ροής του ύδατος, δίνοντας σε αυτό ώθηση προς τα κάτω, σε τρόπο ώστε να μειώνεται το ύψος του δημιουργούμενου κύματος και κατά συνέπεια η απώλεια ενέργειας. Βελτιώνει την ευστάθεια. Ο τύπος άβακος, καθορίζει το σημείο διαχωρισμού της ροής κατά το διάμηκες από κάθε πλευρά βελτιώνοντας έτσι την ελικτητική ικανότητα. Ειδικότερα, για πλοία μεγάλων ταχυτήτων και πλοιάρια. Υποβοηθάει στην ελάττωση του αερισμού της έλικας και πηδαλίου. Συμβάλλει στην ομοιόμορφη ροή προς την έλικα με συνέπεια μετάθεσης του σημείου έναρξης της σπηλαίωσης σε μεγαλύτερες ταχύτητες. Σαν μειονεκτήματα της πρύμνης άβακος αναφέρονται τα παρακάτω: Είναι δυνατόν να αυξηθεί η αντίσταση σε χαμηλές ταχύτητες. Ο συντελεστής πρόωσης (propulsive efficier cy) σε πλοία με πρύμνη άβακος, είναι χαμηλότερος παρ ότι σε πλοία με σύνηθες σχήμα πρύμνης συνέπεια μείωσης του δρώντος συντελεστή του ομόρου (wake fraction) και του βαθμού απόδοσης σκάφους (hull efficiency). Η ευρεία επιφάνεια επάνω από την έλικα υπόκειται ευκολότερα σε κραδασμούς από την έλικα και οδηγεί κατά ανάγκη σε αύξηση των ανοχών, με σύνηθες αποτέλεσμα την μείωση της διαμέτρου της έλικας και κατά συνέπεια την μείωση του βαθμού απόδοσης. Σε περίπτωση θαλασσοταραχής, η πρύμνη άβακος υπόκειται σε κρουστικά φαινόμενα τα οποία όμως μπορούν να μειωθούν σημαντικά με κατάλληλη ανύψωση του πυθμένα. Δυνάμεις που δέχεται η πρύμνη 1. Βάρος μεταλλικής κατασκευής και εξοπλισμού (πηδάλιο,μηχανήματα πρόσδεσης κλπ) 2. Πίεση του νερού από την ροή γύρω από την γάστρα. 3. Κραδασμοί που μεταφέρονται από την προπέλλα. 4. Δυνάμεις από έντονες κινήσεις του πλοίου Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κατασκεής της πρύμνης. 1. Πυκνοτεροι νομείς χρήση ενισχυμένων ελασμάτων-ενισχυτικών 2. Στήριξη και έδραση του αξονικού συστήματος

4 3. Στήριξη και έδραση της κύριας μηχανής πρόωσης. 4. Στήριξη και έδραση του πηδαλίου 5. Ειδική διάταξη χοάνης Τι περιλαμβάνει ένα τυπικό αξονικό σύστημα : Ελαιολίπαντα Συστήματα Στεγανοποίησης Στο παρελθόν, η διάταξη στεγανότητας διαμορφωνόταν στο στορέα του άξονα, όπου και τοποθετούνταν ειδικά βυθίσματα, οι λεγόμενες σαλαμάστρες, η σύσφιξη των οποίων εξασφάλιζε τη στεγανότητα. Η μέθοδος αυτή έχει εξελιχθεί με τα ελαιολίπαντα συστήματα στεγανοποίησης. Αυτά πρόκειται για ένα ενιαίο σύστημα τριβέα-σύστημα στεγανοποίησης, που κατά τη λειτουργία του χρησιμοποιούν έλαια. Χαρακτηριστικό σύστημα είναι το Simplex. Η χρήση συστημάτων στεγανοποίησης του ελικοφόρου άξονα, έχει διπλή εφαρμογή με την έννοια ότι στεγανοποιεί την περιοχή στο σημείο όπου ο άξονας έρχεται σε επαφή με το εξωτερικό μέρος και συνδέεται με την προπέλα, αλλά και αντίθετα εμποδίζει το λιπαντέλαιο να διαπεράσει και να βγει προς τη θαλάσσια επιφάνεια. Με τον τρόπο αυτό, αφενός προστατεύει τη μηχανή και τους κοντινούς χώρους από τα θαλάσσιο νερό, και αφετέρου, εμποδίζει τη ροή του λιπαντέλαιου, και αποτελεσματικά τη θαλάσσια ρύπανση. Τα ελαιολιπενόμενα συστήματα στεγανοποίησης είναι και τα περισσότερο συνηθισμένα σε πλοία μεσαίου και μεγάλου μεγέθους. Εν συντομία, το λάδι του πρυμναίου άξονα, διαχωρίζεται από το θαλασσινό νερό μέσω δακτυλιδιών, και αντίστροφα, το θαλασσινό νερό αδυνατεί να διαπεράσει και να εισρεύσει στη χοάνη. Το παρακάτω σχήμα απεικονίζει τη διάταξη ενός συστήματος στεγανοποίησης ελικοφόρου άξονα χειλικού τύπου.

5 Σ αυτό, η πίεση του λαδιού (T 1), μεγαλύτερη από την πίεση του θαλασσινού νερού που διακρίνεται στα αριστερά χρωματισμένη με πιο έντονο γκρι, ενώ η πίεση στη δεξαμενή του λαδιού (Τ 2), είναι μικρότερη από την πίεση που δημιουργείται στο θάλαμο του θαλασσινού νερού, με το ίδιο να ισχύει και για τον (Τ 3) θάλαμο. Ο λόγος για την ύπαρξη διάταξης σωλήνων στη δεξαμενή του λαδιού είναι σε περίπτωση εισροής νερού, και εκροής λαδιού, αυτά να διοχετευτούν στο θάλαμο αυτό και τελικά να αποστραγγιχτούν. Τα συστήματα στεγανοποίησης χειλικού τύπου κατασκευάζονται από καουτσούκ για να είναι ελαστικά και να διασφαλίζεται η αποτελεσματική στεγανοποίηση του αξονικού συστήματος. Το μειονέκτημα τους είναι ότι στην παρουσία πολύ υψηλών θερμοκρασιών, υπάρχει ο κίνδυνος απώλειας της ελαστικότητας, και επομένως της σωστής λειτουργίας τους. Αυτά μπορούν να τοποθετηθούν είτε εξωτερικά όπου και απομακρύνουν το εισερχόμενο νερό, είτε εσωτερικά ώστε να εμποδίζουν το λάδι να τρέξει εκτός του εδράνου. Κάποια νέα μοντέλα αυτού του τύπου, έχουν δύο θαλάμους αποστράγγισης, εντός των οποίων ρέει λιπαντικό από μια αντλία διοχέτευσης. Η πίεση του λαδιού στην περίπτωση αυτή είναι ελαφρώς μικρότερη από εκείνη του υδάτινου στοιχείου για την αποφυγή εκροής του λαδιού προς τη θάλασσα που θα οδηγήσει στην μόλυνση του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Επιπρόσθετα, στα νέα αυτά μοντέλα, ελαχιστοποιείται το ενδεχόμενο αλλοίωσής του συστήματος από την αυξημένη θερμοκρασία. Υδρολιπαινόμενα συστήματα στεγανοποίησης Εκτός της λίπανσης με λάδι, με την εξέλιξη της τεχνολογίας, και στοχεύοντας σε ένα καλύτερα περιβαλλοντικά κόσμο, η διαδικασία αυτή μπορεί να γίνει και με τη χρήση του

6 νερού. Η Wärtsilä, σαν πρωτοπόρος εταιρία, έφερε την καινοτομία, με την εισαγωγή των υδρολιπαινόμενων συστημάτων στεγανοποίησης. Το Enviroguard, περιβαλλοντικά σχεδιασμένο, είναι κατάλληλο τόσο για ανοιχτού τύπου αξονικά συστήματα, όσο και για κλειστού. Τα υλικό κατασκευής εγγυάται τη μακρά διάρκεια ωφέλιμης ζωής, και συνάμα η εγκατάστασή του είναι εύκολη καθώς είναι πολύ ελαφρύ, και πλέον η εγκατάστασή του μπορεί να πραγματοποιηθεί και όντας το πλοίο στο νερό. Το νέο αυτό προϊόν έκανε την διατέθηκε στην αγορά το 2012, και παρά το μικρό χρόνο ύπαρξής του η επιτυχία του είναι επιβεβαιωμένη, όπως δείχνουν τα στοιχεία της κατασκευάστριας. Να σημειωθεί πως ενόσω το σύστημα ήταν στο στάδιο παρακολούθησης της αποτελεσματικότητάς του, τα τεστ το έχρισαν ανθεκτικό ακόμα και στις πιο σκληρές δοκιμασίες σε συνθήκες πολύ μεγάλης πίεσης. Τα υδρολίπαντα συστήματα στεγανοποίησης σε συνδυασμό με τον προσανατολισμό των Κυβερνήσεων αλλά και των Ναυτιλιακών Οργανισμών προς τη μακροβιότητα και διατήρηση του περιβάλλοντος δείχνουν να προτιμούνται από τα ελαιολίπαντα συστήματα στεγανοποίησης. Σε έρευνα που διεξήχθη από το Συμβουλευτικό περιβαλλοντικό οίκο Dagmar Schmidt Etkin, παρατηρήθηκε ότι ετησίως κάθε πρυμναίος άξονας ξεβράζει στο θαλάσσιο περιβάλλον 1 έως 7 γαλόνια λαδιού, παρά το γεγονός της ότι το σύστημα στεγανοποίησης δεν παρουσιάζει καμιά φθορά. Στις εικόνες παρακάτω φαίνονται τα συστήματα υδατολίπαντων συστημάτων στεγανοποίησης

7