Αντίσταση ηµιουργίας Κυµατισµών (Wavemaking Resistance) Το πλοίο κινούµενο µε ταχύτητα V εκτοπίζει ποσότητες νερού. Στην περιοχή της πλώρης κάποιες ποσότητες του νερού δεν προλαβαίνουν να αποµακρυνθούν. Αυτές δηµιουργoύν ένα κύµα (Bow Wave) πουβρίσκεταισεσταθερήθέσησεσχέσηµετοπλοίο. Οι υπόλοιπες ποσότητες αποκλίνουν προς τα πίσω, κάτω και πλάγια. ηµιουργούνται 2 συστήµατα κυµατισµών : Τα Αποκλίνοντα (Divergent) και τα Εγκάρσια (Τransverse).
Αντίσταση ηµιουργίας Κυµατισµών (Wavemaking Resistance) Καθώς το νερό φτάνει στην πρύµνη τείνει να καλύψει την κοιλότητα που δηµιουργήθηκε στον χώρο που προηγουµένως καταλάµβανε η γάστρα. Οιµάζεςτουνερούκινούµενεςπροςτην CL καιπροςταπάνω, συγκρούονται και δηµιουργούν ένα δεύτερο σύστηµα κυµατισµών. Για κάποιες ταχύτητες τα πρωραία κύµατα θα βρίσκονται στην ίδια φάση µε τα πρυµναία και οι κορυφές τους θα συνενώνονται, ενώ σε κάποιες άλλες οι κοιλάδες θα είναι συµπληρωµατικές των κορυφών. Στο φαινόµενο αυτό οφείλονται οι απότοµες αλλαγές κλίσης της καµπύλης της αντίστασης (Humps & Hollows). Resistance Hump Hollow Wave-making Resistance Speed
Αντίσταση ηµιουργίας Κυµατισµών (Wavemaking Resistance) Για τα Εγκάρσια Κύµατα, σε µικρές ταχύτητες προχώρησης τα µήκη κύµατος είναι παροµοίως µικρά µε αποτέλεσµα µεγάλος αριθµός πρωραίων διαδοχικών κυµάτων να συνυπάρχουν κατά µήκος της γάστρας, µέχρι να συναντήσουν το σύστηµα κυµατισµών της πρύµνης. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα το πρωράιο κύµα δεν προλαβαίνει να διαφύγει της γάστρας και αυξάνει σε πλάτος. Η αντίσταση της γάστρας µεγαλώνει. Ταυτόχρονα αυξάνονται τα µήκη κύµατος λ και το πλήθος τους που διατρέχει ταυτόχρονα τη γάστρα µικραίνει. Για µια κρίσιµη ταχύτητα (Hull Speed) το µήκος κύµατος είναι ίσο µε το µήκος της ισάλου.
Αντίσταση ηµιουργίας Κυµατισµών (Wavemaking Resistance) Τώρατηγάστραθαδιατρέχειµόνοέναµήκοςκύµατοςκαιηκορυφήτουπρωραίου συστήµατος θα συνενώνεται µε αυτή του πρυµναίου. Σεαυτήτηνταχύτηταηπλώρηκαιηπρύµνηεδράζονταιστιςκορυφέςτων αντίστοιχων κυµατισµών ενώ στο µέσο του πλοίου υφίσταται κοιλάδα. V λ>> L ( V / L= 1.34) Για ακόµα µεγαλύτερα για το µήκος του κύµατος είναι µεγαλύτερο του πλοίου. Η πρύµνη δεν συµπίπτει µε κορυφή και το πλοίο αποκτά µια έµπρυµνη διαγωγή ακολουθώντας την κλίση του κύµατος.
Αντίσταση ηµιουργίας Κυµατισµών (Wavemaking Resistance) Η γάστρα τώρα αναγκάζεται να «σκαρφαλώσει» στην πρωραία κορυφή και η αντίσταση αυξάνεται µε ακόµα υψηλότερο ρυθµό. Για επίτευξη υψηλότερης ταχύτητας από τη συγκεκριµένη απαιτείται δυσανάλογα υψηλότερη παροχή ισχύος καθώς η αντίσταση έχει αυξηθεί εκθετικά. Πρόσθετη Αντίσταση Κυµατισµών (Added Resistance) Πρόκειται για ανεµογενείς κυµατισµούς που το πλοίο συναντά κατά την πλεύση του. Το πλοίο απωλένει ενέργεια λόγω της ανάκλασης των κυµάτων στην κινούµενη γάστρα και των επιδράσεωντωνεπαγόµενωνκινήσεων(heave, roll, pitch, yaw).
Πλεύση σε Περιορισµένα Νερά (Restricted and Confined Waters) Τοπλοίοκινούµενοµεταχύτητα V αναγκάζει την µάζα του νερού νακινηθείγύρωκαικάτωαπότηγάστρατου. Το νερό προσπαθώντας να καλύψει τον χώρο που προηγουµένως καταλάµβανε ο όγκοςτουπλοίουαναγκάζεταιναεπιταχύνει. Σύµφωνα µε την εξίσωση Bernulli, αύξηση της ταχύτητας συνεπάγεται πτώσητηςπίεσηςγύρωαπότηγάστρα. 1 p + ρ 2 gh+ ρ V = 2 const
Πλεύση σε Περιορισµένα Νερά (Restricted and Confined Waters) Γιαένασυνήθεςσυµµετρικόπλοίο, η συµµετρική οριζόντια κατανοµή πίεσης µεταξύ port και starboard sideαλληλοαναιρείται. Η υποπίεση όµως που οφείλεται στη τουνερούπουκινείταικάτωαπότηγάστραπαραµένει. Παρουσιάζονται έτσι δυνάµεις που έλκουν το πλοίο προς το βυθό, µεαποτέλεσµατοπλοίο «νακάθεται».
Πλεύση σε Περιορισµένα Νερά (Restricted and Confined Waters) Ότανοχώροςκάτωαπότη γάστρα είναι περιορισµένος (αβαθή νερά) τα µόρια του νερού αναγκάζονται να επιταχύνουν ακόµα περισσότερο. Το φαινόµενο είναι αντίστοιχο µε ένα σωλήνα Venturi όπου η διατοµή αποτελείται από την τρόπιδα και τον πυθµένα.
A < 2 < A1 V2 > V1 P2 P1 Η περαιτέρω πτώση της πίεσης µε την σειρά της επάγει ελκτικές δυνάµεις µεταξύ της γάστρας και του πυθµένα µεαποτέλεσµατηναύξησητουβυθίσµατοςκαιµεταβολήτηςδιαγωγής. Η αύξηση της βρεχόµενης επιφάνειας επιφέρει αύξηση της αντίστασης της γάστρας. Οµοίωςανηπλεύσητουπλοίουπεριορίζεταικαικατάτοπλάτοςτου (πλεύσησεκανάλι), τότετείνειναακουµπήσειτοκοντινότεροστερεόσύνορο.
Βιβλιογραφία Σχεδίαση Πλοίων για Ελικτικότητα και υναµική Ευστάθεια ΜελέτηΠλοίου, ΤόµοςΑ:ΜεθοδολογίαΠροµελέτης ΑντίστασηΠλοίου Principals of Naval Architecture Vol. 2 : Resistance and Propulsion Principals of Naval Architecture Vol. 3 : Motion in Waves and Controllability Validation of an approach to analyse and understand ship wave making Breaking Bow and Stern Waves Divergent Bow Waves Progress Toward Understanding How Waves Break Κ.Σπύρου Α. Παπανικολάου Γ.Πολίτη Sname Publications Sname Publications Hoyte C. Raven, Journal of Marine Science Technology M.Landrini et al M.Tulin, M.Wu, Proceedings of the 21 ST Symposium on Naval Hydrodynamics M.S.Longuet-Higgins, Proceedings of the 21ST Symposium on Naval Hydrodynamics Sites http://www.navgathi.info/index.php/resistance_types http://www.ifkb.nl/b4/techniqueanddra2.html http://www.maths.adelaide.edu.au/ernie.tuck/