1

CONSTRUCIA NAVEI

Suport de curs

EXPERT CONSULTANT 1A Cristina CHIOPU

2014

2

CAPITOLUL I- NAVE. TIPURI CONSTRUCTIVE 1.1 NAVE- NOIUNI GENERALE. CLASIFICARE Nava este o construcie complex, amenajat i echipat pentru a pluti i a se deplasa pe ap sau sub ap, n scopul transportrii mrfurilor i a pasagerilor sau n scopul executrii unor misiuni tehnice ori militare. Pentru a satisface aceste deziderate, nava trebuie s fie construit n aa fel nct s ndeplineasc condiiile tehnico-economice i de siguran optime, astfel ca nava este dotat cu un numr mare de instalaii generale i specifice, ale cror caracteristici trebuie s-i asigure un randament de exploatare maxim. Executate ntr-o mare varietate de tipuri, navele se clasific, n principal, dup destinaie i dup caracteristicile tehnice i de exploatare astfel: A . DUP DESTINAIE NAVE PASAGERE NAVE DE TRANSPORT:

mrfuri uscate -mrfuri generale ( cargouri ) specializate - frigorifice, cherestea, mrfuri n vrac : cerealiere, mineraliere,

carboniere , containere, portbarje (tip LASH ), mixte pentru mrfuri lichide (cistern) : petroliere i gaze lichefiate . universale

NAVE PISCICOLE de pescuit : pete (traulere, driftere), alge, captare de vieti marine . de prelucrare a petelui de transport pete

NAVE CU DESTINAIE SPECIAL : hidrografice, de cercetare, nave coal, pentru stins incendii, sanatoriale, cabliere, debarcadere, ntreinere i reparaii, macarale plutitoare, faruri plutitoare NAVE TEHNICE : drgi, alande, macarale plutitoare, sonete etc. NAVE DE SERVITUTE : de traciune, de papionaj, sprgatoare de ghea, pilot, de buncheraj, de comunicaii etc. NAVE SPORTIVE NAVE DE AGREMENT B. DUP ZONA DE NAVIGAIE : NAVE MARITIME : navigaie n mare larg, navigaie costier, de cabotaj, pentru pescuit de navigaie n gheuri etc. NAVE DE RAD NAVE PENTRU NAVIGAIE INTERIOAR C. DUP MATERIALUL DE CONSTRUCIE:

nave din oel; nave din lemn; nave din aliaj de aluminiu ; nave din mase plastice i derivate.

D. DUP MODUL DE PROPULSIE nave fr propulsie proprie: remorcate , mpinse, staionare; nave cu propulsie proprie: cu propulsie manual, veliere, cu propulsie mecanic

E. DUP TIPUL PROPULSORULUI nave cu elice; nave cu zbaturi; nave cu reacie (propulsie cu jet ); nave cu propulsoare speciale.

F. DUP MODUL DE EXPLOATARE

3

nave pentru curse regulate (de linie ); nave pentru curse obinuite; nave cu exploatare specific.

G. DUP MODUL DE COMPENSARE AL GREUTII NAVEI nave de deplasament (clasice ); nave cu aripi portante; nave glisoare; nave pe pern de aer; nave din beton armat.

1.2 GEOMETRIA NAVEI Planurile principale ale navei Corpul navei nu seamn cu niciuna din formele geometrice cunoscute. Din aceasta cauz, pentru a prezenta clar i exact forma navei (contururile corpului), n construciile navale se folosete reprezentarea grafic prin planul de forme. Reprezentarea grafic a contururilor navei se obine prin proiecia fiecrui punct de pe corpul navei pe trei plane de referin. Aceste plane sunt : -planul diametral al navei 1 este planul vertical longitudinal care mparte nava n dou pri simetrice numite borduri. Pentru un observator aflat la bordul navei orientat cu faa spre sensul de micare al navei, bordul din dreapta se numeste tribord (Tb), iar cel din stnga se numeste babord (Bb). -planul cuplului maestru 2 este planul vertical transversal care mparte nava n dou pri. Partea din fa se numeste prova, iar partea din spate se numete pupa. Prin cuplu maestru se nelege sectiunea transversal vertical care trece prin punctul unde nava are limea maxim; -planul liniei de plutire 3 este un plan orizontal care coincide cu suprafaa apei linitite i mparte corpul navei n partea imers i partea emers.

Partea imers este acea parte a corpului navei care se afla n ap sub linia de plutire i care este denumit opera vie (carena), iar partea emers este acea parte a corpului navei care se afla la suprafa, deasupra liniei de plutire i este denumit opera moart .

4

Aceste trei plane constituie principalele plane de proiecie cu ajutorul crora se poate reprezenta forma geometric a suprafeei exterioare a corpului navei. Prin intersecia suprafeei corpului navei cu plane paralele cu cele trei plane de proiecie se obin trei sisteme de seciuni i anume :

seciuni longitudinale sunt curbele obinute prin intersecia corpului navei cu nite plane paralele cu planul diametral;

seciuni transversale sau cupluri curbele obtinute prin intersecia corpului navei cu plane paralele cu planul seciunii maestre ;

seciuni orizontale numite i linii de plutire sau linii de ape sunt curbe obinute prin intersecia corpului navei cu plane paralele cu planul plutirii. n afar de cele trei planuri principale de proiecie, pentru a nelege geometria i dimensiunile navei, se mai foloseste i notiunea de plan de baz i linie de baz. Planul orizontal care trece prin marginea inferioar a chilei se numete n mod convenional plan de baz, pentru c de la el se msoara pe vertical toate cotele punctelor caracteristice ale navei. Linia care se formeaz prin intersecia planului de baz cu planul diametral al navei se numete linie de baz sau linie de construcie a navei. 1.3 DIMENSIUNI PRINCIPALE ALE NAVEI. DEPLASAMENT. TONAJ. MARC

DE BORD LIBER Dimensiunile care definesc geometria navei sunt:

lungimea maxim (Lmax) este distana msurat pe orizontal ntre punctele extreme ale navei;

lungimea la linia de plutire (L) este distana msurat pe orizontal ntre punctele de intresecie ale extremitilor prova i pupa ale navei cu planul liniei de plutire de plin ncrcare;

lungimea ntre perpendiculare (Lpp, sau lungimea de calcul) este distana msurat pe orizontal ntre perpendicularele prova i pupa. Perpendiculara prova este perpendiculara pe planul de baz cobort din punctul de intersecie al extremitii prova cu planul liniei de plutire de plin ncrcare. Perpendiculara pupa este perpendiculara pe planul de baz care trece prin axul crmei;

limea maxim (Bmax) este distana msurat pe orizontal n planul cuplului maestru ntre extremitile celor dou borduri ;

limea de calcul (B) este distana msurat pe orizontal n planul cuplului maestru la nivelul liniei de plutire de plin ncrcare;

5

pescajul navei este distana msurat pe vertical de la linia de baz pn la linia de plutire. Pescajul navei se noteaza cu T i poate fi de trei feluri, n funcie de locul unde se msoar: pescajul prova Tpv, pescaj pupa Tpp i pescaj mediu Tm .Cnd nava st pe chil dreapt pescajul prova este egal cu pescajul pupa i cu cel mediu : Tpv = Tpp = Tm n cazul cnd ntre pescajul prova i pupa exist o diferen, pescajul mediu al navei se poate determina cu formula : Tm = (Tpv + Tpp) / 2 Pescajul este deci o mrime variabil n funcie de starea de ncrcare a navei. Cu alte cuvinte dac se cunoate pescajul se poate determina cu uurin deplasamentul i deadweightul unei nave, folosind scala de ncrcare care exist la bordul fiecrei nave. DEPLASAMENTUL NAVEI Greutatea volumului de ap dislocuit de nav se numete deplasament. Tot prin deplasament se mai nelege i greutatea navei, pentru c o nav plutete numai atunci cnd greutatea ei P este egal cu greutatea apei D dislocuit de carena ei (partea corpului navei scufundat n ap). n mod obinuit greutatea unei nave se poate obine prin nsumarea tuturor greutilor aflate la bord, cu alte cuvinte prin nsumarea greutii corpului navei, mainilor i instalaiilor, rezervelor de combustibil, lubrifiani, ap, echipajului i ncrcturii utile (marfa care se ncarc n magazii). Deci greutatea navei nu este ntotdeauna aceeai, ci difer de la o situaie de ncrcare la alta. Daca pe o nav se ncarc diferite greuti (combustibil, ap, mrfuri etc.) greutatea ei crete i nava ncepe s se scufunde n ap, pn cnd carena sa care-i mreste volumul n acest fel ajunge s dislocuiasc o cantitate de ap a crei greutate este egal cu greutatea navei. n concluzie deplasamentul navei se modific n funcie de starea de ncrcare a acesteia. Din acest motiv n practic se folosesc mai multe noiuni pentru exprimarea deplasamentului:

deplasamentul navei goale (D0) reprezinta greutatea navei goale fr combustibili, lubrifiani, ap, balast, echipaj, provizii, marf. Aceasta este o mrime constant

6

calculat de antierul constructor i nscris n documentaia tehnic a navei; deplasamentul de plin ncrcare (D1) reprezint greutatea navei ncrcate pn

la linia de plutire de plin ncrcare. Se compune din deplasamentul navei goale, combustibili, lubrifiani, ap, balast, echipaj, provizii i marf;

deplasamentul maxim (Dmax) reprezint deplasamentul corespunztor ncrcrii navei pn cnd aceasta se afund pn la nivelul ultimei puni continue i etane (punte principal). Dac se continu ncrcarea navei dup aceast situatie, nava va dobndi o flotabilitate negativ i se va scufunda. TONAJUL NAVELOR Autoritile portuare aplic o serie de taxe navelor ce fac escal ntr-un port spre a ambarca sau debarca mrfuri sau pasageri, ca i navelor ce trec prin canale . Aceste taxe, care au drept scop ntreinerea instalaiilor portuare i a cilor navigabile, se aplic n funcie de tonajul navelor. Tonajul navelor este o caracteristic de volum, a crui unitate de msur este tona-registru, egal cu 100 picioare cubice engleze, respectiv cu 2,8316 m3. Tonajul este, deci, o caracteristic de volum i nu de greutate i reprezint volumul spaiilor interioare ale unei nave, determinat prin msurtori de tonaj, care sunt efectuate dup norme naionale sau n baza unor convenii internaionale. In urma msurrii de tonaj se determin tonajul brut i tonajul net al navei. Tonajul brut (TRB tone registru brut ) reprezint volumul tuturor compartimentelor interioare inchise ale navei, inclusiv suprastructurile. Se exprima n tone registru (TRB) . Se consider spaii inchise toate compartimentele ce nu pot fi n comunicaie cu calea navigabil. Tonajul net (TRN tone- registru net ) reprezint volumul tuturor compartimentelor nchise destinate transportului mrfurilor. Se exprim n tone registru (TRN ). Att tonajul brut ct i tonajul net se nscriu ntr-un act oficial eliberat de autoritatea mputernicit cu acest drept, act ce se numete certificat de tonaj. MARCA DE BORD LIBER Nivelul linie de plutire de plin ncrcare variaz n funcie de situaia de ncrcare i zona geografic n care se gasete nava. Linia de plutire de plin ncrcare pentru diferite zone geografice este nscris n ambele borduri la centrul navei fiind materializat prin marca de bord liber:

DT ap dulce la tropice D - ap dulce T - ap srata la tropice V - linia de ncrcare de var I - linia de ncrcare de iarn IAN iarna n Atlanticul de nord.

7

1.4SISTEME DE OSATUR Un corp de nav are urmtoarele prti constructive :

osatura; nveliul exterior; construciile de rigidizare; construciile anexe.

OSATURA : este o reea spaial de bare drepte si curbe, mbinate ntre ele, care determin i menine formele geometrice ale corpului navei. Elementele de osatur pot fi:

longitudinale : sunt bare drepte sau curbe, ale cror lungimi se msoar n planuri paralele cu P.D. ( planul diametral ), respectiv cu P.L. ( planul plutirii ).

transversale : sunt bare drepte sau curbe, ale cror lungimi se msoar n planuri paralele cu planul cuplului maestru. Planeul : este structura de rezisten format dintr-o plac dreapt sau curb rezemat, ntrit printr-o reea de bare i elemente de legtur. Totalitatea planeelor din interiorul corpului navei, reprezint construciile de rigidizare. Dup modul de dispunere i dup gradul de participare la structura corpului navei a celor dou tipuri de elemente de osatur, avem:

sistemul transversal de osatur; sistemul longitudinal de osatur; sistemul combinat de osatur; sistemul mixt de osatur.

SISTEMUL TRANSVERSAL DE OSATUR: se aplic n construcia navelor de lungimi mici i a navelor fluviale, care nu cer msuri deosebite pentru asigurarea rezistenei corpului navei la ncovoierea longitudinal. Predomin elementele de osatur transversal. Pentru o nav de tip cargou, construit n sistem de osatur transversal, avem urmtoarele elemente de osatur:

1- varanga; 2- suport central; 3- suport lateral; 4- nervura de rigidizare a varangei;

8

5- tabla marginal; 6- guseu de gurn; 7- coast de cal; 8- traversa punii intermediare; 9- coasta de interpunte; 10- traversa punii principale; 11- guseu; 12- curent de punte; 13- guseu; 14- parapet; 15- guseul parapetului; 16- copastie; 17- pontil; 18- pontil; 19- chil; 20- inveliul fundului; 21- nveliul dublului fund; 22- nveliul gurnei; 23- nveliul bordajului; 24- centura punii intermediare; 25- tabla lcrimar; 26- nveliul punii intermediare; 27- guseu de legtur; 28- centura; 29- tabla lcrimar; 30- nveliul punii principale; 31- cptueala; 32- cornier lcrimar; 33- guseu de legtur ntre pontil i punte. Sistemul transversal de osatur se caracterizeaz prin:

grinzile de directie principal, care sunt orientate transversal si dispuse la o distan una de cealalt, numit distan intercostal.Acestea sunt coastele, varangele i traversele.

grinzile de ncruciare, care sunt orientate longitudinal i dispuse la distane mult mai mari. Acestea sunt carlinga central, carlinga lateral, curenii de punte, curenii de bordaj. SISTEMUL LONGITUDINAL DE OSATUR: este specific navelor de lungimi mari (petroliere, vrachiere, mineraliere ), puternic solicitate la ncovoiere longitudinal. Predomin elementele de osatur longitudinal. Din reprezentarea seciunii transversale maestre a unei nave de tip petrolier, construit n sistem de osatur longitudinal, se evideniaz : 1- varanga; 2- suport central; 3- suport lateral; 4- longitudinal de fund; 5- longitudinal de

dublu fund; 6- nervur de rigidizare; 7- nervur de rigidizare; 8- tabl marginal; 9- guseu de gurn; 10- coast ntrit; 11- longitudinal de bordaj; 12- longitudinal de dublu bord; 13- nervur de rigidizare; 14- travers ntrit; 15- longitudinal de punte; 16- curent de punte; 17, 18 - nervur de rigidizare; 19- guseu de legatur; 20- montant al peretelui longitudinal; 21- guseu; 22- chil; 23- inveliul fundului; 24- inveliul dublului fund; 25- guseu; 26- gurn; 27- inveliul bordajului; 28- centur; 29- inveliul dublului bord; 30- tabl lcrimar; 31- nveliul punii principale; 32- nveliul peretelui longitudinal.

9

Sistemul longitudinal se caracterizeaz prin: grinzile de direcie principal sunt orientate longitudinal i sunt : longitudinalele de

fund, de bordaj i de punte; grinzile de ncruciare sunt orientate transversal i sunt: varange, coaste, traverse,

montani. SISTEMUL COMBINAT DE OSATUR: unele planee sunt construite n sistem pur transversal de osatur, n timp ce altele sunt construite n sistem pur longitudinal de osatur. Este un sistem longitudinal- transversal, aplicat la construcia navelor pentru transportul mrfurilor uscate, vrachiere, mineraliere, cu lungimi mai mici de 180 m, care reclam unele msuri privind asigurarea rezistenei corpului la ncovoierea longitudinal. Sistemul combinat se caracterizeaz prin: pe unul i acelai planeu sunt suprapuse ambele sisteme de osatur (transversal si longitudinal ). Apare n zonele de trecere de la sistemul longitudinal la cel transversal de osatur (n zona compartimentelor de maini, n zonele din apropierea extremitilor). 1.5 PLANEE Sunt compuse din nveliul propriu-zis, de care se prind elementele de osatur, constituite din grinzi longitudinale i transversale. Osatura are rolul de a prelua sarcinile ce acioneaz asupra planeului i a le transmite planeelor nvecinate. Planeele sunt astfel realizate, nct grinzile dintr-o direcie s se sprijine pe cele din cealalt direcie. Grinzile de reazem se numesc grinzi de ncruciare, iar grinzile care se sprijin pe cele de ncruciare se numesc grinzi de direcie principal. Acestea sunt mai numeroase dect cele de ncruciare. Planee de punte Se extind de la prova la pupa i dintr-un bord n cellalt. Din punct de vedere constructiv, ele se realizeaz fie n sistem transversal de osatur, fie n sistem longitudinal de osatur. Sunt alctuite din nveliul punii i din osatura punii.

Planee de punte n sistem transversal ( vedere de sus ) : 1 -perete transversal 2 -bordaj 3 - semitraverse 4 -travers de capt 5 -pontil 6 -rama transversal a gurii de magazie 7 -rama longitudinal a gurii de magazie 8- cureni de punte 9- travers de punte 10- tablele punii Grinzile de direcie principal sunt traversele i semitraversele, care sunt dispuse la fiecare coast. Traversele se extind pe toata latimea navei, se sudeaz de inveliul punii, iar la capete se prind cu gusee de inveliul punii. Semitraversele sunt grinzi transversale, care se termin n dreptul gurii de magazie, se imbin la un capt de coast prin gusee, iar la celalalt capt de rama longitudinal a gurii de magazie.

10

Grinzile de incruciare sunt curenii de punte, care au direcie longitudinal, i au rol de reazeme intermediare pentru traverse si semitraverse.

Planee de punte n sistem longitudinal (vedere de sus): 1 -perete transversal 2 -bordaj 3 longitudinal de punte 4 -travers de capt 5 -pontil 6 -rama transversal a gurii de magazie 7 -rama longitudinal a gurii de magazie 8 -travers ntrit 9 -semitravers ntrit 10- cureni de punte 11- tablele punii Grinzile de direcie principal sunt longitudinalele de punte i curentii de punte. Longitudinalele de punte se extind pe toat lungimea planeului. Ele pot fi ntrerupte n dreptul pereilor transversali etani, sau se pot practica decupri n perei pentru trecerea longitudinalelor. Curenii de punte sunt realizai din table sudate pe care se reazem traversele. Grinzile de ncruciare sunt traversele i semitraversele ntrite. Ele sunt mai rezistente i sunt dispuse la distane mai mari dect cele obinuite (3-4 intervale de coast). Traversele se mbin cu coastele cu ajutorul guseelor, iar semitraversele se mbin la un capt de coaste i la cellalt capt de rama longitudinal a gurii de magazie. nveliul punii este alctuit din tablele punii, care sunt file de tabl dispuse longitudinal, cu grosimea cea mai mare n zona tablei lcrimare (tabla ce face legtura cu nveliul bordajului). Planee de bordaj Sunt solicitate de presiunea apei care crete odat cu pescajul navei. Se pot executa fie n sistem transversal de osatur, fie n sistem longitudinal de osatur. Sunt alctuite din nveliul bordului i din osatura care se prinde de bord. Planee de bordaj n sistem transversal: n acest caz grinzile de direcie principal sunt coastele, iar grinzile de ncruciare sunt elemente longitudinale ntrite, numite stringheri de bordaj. Coastele sunt realizate din table sudate sau profile. Se prind n partea de jos de varanga sau tabla marginal, iar n partea lor superioar de traversele punii. Prinderea se face prin gusee. Stringherii de bordaj au rolul de a fi reazeme pentru coaste. Ei se sudeaz de nveliul exterior i de coaste. Sunt alctuii din inim de tabl i din platband. Planee de bordaj n sistem longitudinal Grinzile de direcie principal sunt longitudinalele de bordaj, care sunt formate din diferite tipuri de profile (platbanda cu bulb, T, cornier cu aripi egale sau neegale ). Ele sunt continue pe toat lungimea navei. Dac se ntrerup n dreptul pereilor transversali etani, atunci continuitatea longitudinalelor de bordaj va fi asigurat prin intermediul unor gusee continue. Grinzile de ncruciare sunt coastele ntrite sau coastele cadru. Ele se prind de varangele fundului sau dublului fund i de traversele ntrite ale punii prin gusee.

11

n figura de mai jos sunt reprezentate dou planee de bordaj :

a n sistem transversal de osatur ; b n sistem longitudinal de osatur. 1 nveli bordaj 2 coast 3 stringher de bordaj 4 coast cadru 5 longitudinale de bordaj 6 guseu 7 tabla punii Planee de fund Sunt constituite din nveliul exterior al fundului navei, pe care se prinde osatura fundului. a) Planee de fund n sistem transversal: sunt specifice navelor destinate transportului de mrfuri uscate. Grinzile de direcie principal sunt dispuse transversal i se numesc varange. Acestea sunt constituite de regul dintr-o inim vertical de tabl, avnd sudat pe latura superioar o platband orizontal. Latura inferioar a inimii varangei este sudat de nveliul fundului navei. De asemenea, inima varangei mai este sudat de carlingi. Varangele pot fi:

cu inim; etane; schelet.

Grinzile de ncruciare sunt dispuse longitudinal i se numesc carlingi (central sau laterale). Ele sunt realizate din table sudate de nveliul fundului i al dublului fund. Carlinga central este dispus n P.D. i este continu pe toat lungimea navei. Se mai numete i suport central. Carlingile laterale sunt dispuse simetric fa de P.D. i au practicate decupri pentru vizitarea dublului fund. Se mai numesc i supori laterali. Planee de fund n sistem longitudinal Grinzile de direcie principal sunt dispuse longitudinal i sunt suporii i longitudinalele de fund i dublu fund. Grinzile de ncruciare sunt dispuse transversal i sunt varangele. In acest caz, varangele sunt dispuse mai rar (la 3-4 intervale de coast) i pot fi cu inim sau etane. Varangele au practicate decupri pentru trecerea longitudinalelor de fund i dublu fund. Inveliul fundului, gurnei i dublului fund sunt formate din file de table de grosimi diferite sau de aceeai grosime, dispuse longitudinal.

12

Tabla cea mai groas a fundului se afl in P.D. si se numeste chil. De la chil spre borduri, grosimea tablelor scade treptat. Gurna este zona de trecere de la tablele fundului la tablele bordului. Are form curb.

Planee de fund i dublu fund a n sistem transversal de osatur; b - n sistem longitudinal de osatur 1 nveli exterior; 2 nervur; 3 varang neetan; 4 carling central; 5 chil plat; 6 carling lateral; 7 longitudinale; 8 inveli dublu fund; 9 varang etan; 10 guseu de gurn; 11 tabl marginal. 1.6 NVELIUL EXTERIOR Peste reeaua de grinzi longitudinale i transversale care alctuiesc osatura navei se fixeaz nveliul exterior, obinndu-se astfel corpul etan al navei. Inveliul exterior, ca i osatura navei, este confecionat din lemn sau din metal dupa felul i destinaia navei. La navele construite din lemn, se folosesc pentru invelisul exterior scanduri de esenta tare-stejar, cedru, tek, mahon sau pin-, iar la cele metalice table groase de otel fixate intre ele prin nituire sau prin sudura. Locul de mbinare a tablelor se numete custur. Fiecare rnd de scnduri, sau de table, care formeaz nveliul exterior se numete fil. Principalele pti componente ale nveliului exterior sunt fundul, bordajul i puntea. Bordajul navei constituie nveliul prtilor inferioare i laterale ale corpului navei, care porneste de la chil spre tribord i babord i se continu pn la extremitatea superioar a coastelor unde se mbin cu puntea. Fila care nvelete partea de bordaj situat n zona de curbur a coastelor se numete gurn, iar celelalte table dispuse n partea superioar se numesc file de bordaj. Partea bordajului navei, aflat n vecintatea liniei de plutire, se numete bordajul brului, iar partea care nvelete zona unde coastele sunt verticale (drepte) se numete bordaj lateral. Ultima fila a bordajului aezat la locul de mbinare a bordajului cu puntea superioar se numete centur.

13

Prelungirea bordajului deasupra punii principale se numete parapet. La partea superioar a parapetului sau balustrzii se monteaz o pies numit copastie, care este confecionat din lemn, metal sau material plastic. Pe partea exterioar a bordajului, n zona gurnei, se fixeaz n ambele borduri chilele de ruliu. Chilele de ruliu sunt dispuse n planul longitudinal al navei pe aproximativ o treime din lungimea acesteia n poriunea dreapt a corpului. Ele sunt confecionate din fii de tabl de oel cu limea de 20-25 cm i au rolul de a reduce amplitudinea ruliului i a-i mri perioada. Puntea navei constituie nveliul exterior al prii superioare a corpului navei, ea este continu, acoper n ntregime corpul navei de la prova la pupa i asigur etaneitatea navei. Puntea este alcatuit, de regul, din file de tabl de oel denumite file de punte. Fila din imediata vecintate a bordajului, care face legtura dintre puntea principal i bordaj, este mai groas dect celelalte file ale punii i se numete fil lcrimar. Puntea continu cea mai nalt, care nchide corpul navei se numete-covert. Puntea cea mai rezistent se numete puntea principal. La majoritatea navelor converta corespunde cu puntea principala. Daca nava are mai mult de trei puni continue atunci ele poart urmtoarele denumiri:

coverta (puntea superioar); puntea principal, urmtoarea punte continu sub covert; puntea mijlocie i puntea inferioar, urmtoarele puni aflate sub puntea principal; paiolul, puntea cea mai de jos, care nchide sub ea spaiul denumit dublu fund (se mai

numete i puntea dublului fund). 1.7 COMPARTIMENTAREA CORPULUI NAVEI mprirea interiorului navei, prin perei transversali, n compartimente etane se numete compartimentarea navei. Compartimentarea are rolul s asigure nescufundabilitatea navei, s limiteze extinderea incendiilor dintr-un compartiment n altul, s mpart nava n ncperi cu diferite destintii. Principalele compartimente etane ale navei, obtinute prin perei transversali etani sunt urmtoarele :

compartimentele de coliziune ale navei dispuse la prova i la pupa. La prova, compartimentul cuprins ntre etrav i primul perete transversal etan, se numeste pic prova sau forepic i este folosit de regul ca magazie de materiale de intreinere i vopsele. La pupa compartimentul cuprins ntre ultimul perete transversal etan i etambou se numeste afterpic sau picul pupa i este folosit fie ca tanc de ap, fie ca magazie de materiale;

compartimentul masini, n care sunt dispuse mainile principale i auxiliare precum i toate celelalte instalaii importante ale navei. Compartimentul etan al mainilor poate fi mprit n mai multe ncperi neetane cu destinaii diferite i anume: atelier, pompe, compresoare, magazii de materiale etc.;

compartimentele etane destinate magaziilor de marf care la navele medii pot fi n numr de 4-6;

14

coferdamurile sunt compartimentele etane realizate ntre pereii transversali

dubli, care despart compartimentul maini de magazii sau de tancurile de combustibil. De regul, coferdamurile sunt compartimente de izolare, foarte nguste, n care nu sunt montate instalaii i nu se depoziteaz nimic. n afar de principalele compartimente etane prezentate mai sus i care sunt delimitate de bordaje, perei transversali, puni, mai exist la bord o serie de compartimente etane obinute prin separarea cu perei etani longitudinali a spaiilor dintre pereii transversali. Aceste compartimente sunt tancurile de combustibil i lubrifianti, tancurile de ap i tancurile de balast, dispuse de regul pe fundul navei i n borduri n mod simetric. Unele dintre compartimentele etane sunt la rndul lor mprite n compartimente neetane. Acestea sunt de regul ncperi cu diferite destinaii, ce servesc pentru activitile echipajului: saloane, cabine, careuri, buctrii, bi, spltoare, cambuze, magazii pentru produse alimentare, club, sli de gimnastic etc. 1.8 SUPRASTRUCTURILE NAVEI Construciile situate deasupra punii principale, delimitate de perei longitudinali i transversali, precum i de puni discontinue, dispuse simetric fa de planul diametral al navei se numesc SUPRASTRUCTURI. Acestea sunt destinate n primul rnd amplasrii comenzii i instalaiilor principale. Totodat, suprastructurile asigur spaii suplimentare pentru amplasarea ncperilor de locuit i deservire. Forma, dimensiunile i destinaia suprastructurilor difer de la nav la nav, n funcie de dispunerea lor pe puntea navei. Suprastructurile navelor de transport pasageri sunt de regul continue, suprapuse pe 2-3 nivele i servesc pentru amplasarea saloanelor, restaurantelor, cabinelor pentru pasageri, punilor de promenad, bazinelor de not. Elementul de suprastructur cel mai nalt este comanda de navigaie. Suprastructurile navelor de transport mrfuri sunt ntotdeauna pariale i de regul cuprind trei tipuri clasice de construcii de suprastructuri: teuga, duneta i castelul central.

1 teuga ; 2 duneta ; 3 castel central ; 4 castel pupa Teuga ( 1) este o construcie de suprastructur, dispus la prova navei i delimitat de prelungirea bordajului lateral i puntea teugii. Aceast suprastructur are de regul, un singur nivel i este folosit ca spaiu de locuit pentru echipaj sau magazii de materiale. La navele moderne nu se mai prevd ncperi sub teug. Duneta (2) este suprastructura dispus la pupa navei, delimitat de prelungirea bordajului i puntea dunetei. Sub dunet se amplaseaz cabine de locuit i careuri pentru echipaj, buctrii, cambuze, spltorii, magazii i alte ncperi.

15

Castelul central (3) este suprastructura dispus n zona central. Este construit din perei verticali longitudinali transversali i poate avea mai multe punii. n castelul central se amplaseaz cabinele de locuit, diferite careuri, staie de radio, puntea brcilor cu instalaiile de ridicare a acestora i la nivelul cel mai nalt comanda de navigaie. Castelul pupa (4) n care sunt dispuse toate ncperile necesare asigurrii condiiilor de via la bord i desfurrii activitii de conducere a navei. La aceste nave, compartimentul maini este dispus sub castelul pupa, iar restul corpului navei este folosit n totalitate pentru magazii de marf, respectiv cisterne. Un alt gen de suprastructuri sunt RUFURILE. Ruful este o suprastructur uoar care spre deosebire de castel nu se ntinde pe toat limea navei ci numai pe o anumit poriune. Este destinat s adposteasc diferite instalaii dispuse pe punte. 1.9 APENDICI AI CORPULUI NAVEI Apendicii reprezint toate elementele constructive i funcionale care ies n afara corpului navei in partea imers. Cei mai importani apendici sun : elicea, crma, cavaleii arborelui portelice, i chilele de ruliu. Elicea are rolul de a deplasa nava, realiznd o for ce poart denumirea de for de propulsie. Elicea face parte din categoria propulsoarelor, fiind cel mai rspndit tip de propulsor ce lucreaz n mediul acvatic. Este compus de obicei, dintr-un numr de 3-5 pale, care se prind de butucul elicei, distana unghiular dintre pale fiind egal. Butucul elicei se termin nspre pupa cu o poriune de form hidrodinamic, numit coaf, care are rolul de a proteja i, n unele cazuri, de a asigura prinderea elicei pe arborele portelice. Crma este un apendice utilizat pentru asigurarea guvernrii navei, adica a posibilitii de a se mica dup o traiectorie stabilit i de a-i modifica comandat direcia de deplasare. Crma este o construcie de forma unei aripi plane sau profilate, numit i pana crmei, dispus n pupa navei, n siajul elicei, paralel cu planul diametral. Aciunea crmei se bazeaza pe apariia, la rotirea sa n unul din borduri, a unei fore care acioneaz asupra navei, modificndu-i direcia de deplasare. Rotirea crmei este asigurat de maina crmei prin intermediul axului crmei. Din punct de vedere constructiv, crmele sunt constituite dintr-un inveli asezat pe o serie de nervuri, care asigur forma profilului crmei. Cavaleii arborelui portelice, au rolul de a susine arborii portelice situai n afara planului diametral. Ei se execut prin sudare sau prin turnare. Braele lor sunt dispuse sub un unghi de aproape 90. La intersecia braelor se monteaz buca, prin care trece arborele portelice. Braele au la extremiti tlpi, cu care se prind de nveliul exterior. Tubul etambou are rolul de a proteja axul elicei i de a asigura etaneitatea la ieirea acestuia din corp. Partea din prova a tubului etambou se prinde de peretele picului pupa, iar partea din pupa, de butucul etamboului. n interiorul tubului etambou se introduc dou buce de bronz, care reprezint reazemele i, n acelai timp, lagrele de alunecare ale arborelui portelice. Chilele de ruliu, sunt elemente executate din table sudate sau profile i prinse de nveliul exterior n partea imers a corpului navei, n regiunea gurnei. Ele sunt amplasate n ambele borduri i se extind pe o poriune de 0,25-0,35 din lungimea navei. Chilele de ruliu au rolul de a mri rezistena navei la oscilaiile transversale. Parapetul, este o construcie anex, exterioar corpului navei, dispus n continuarea bordajului, cruia i asigur protecie lateral. Are rolul de a proteja punile deschise mpotriva ptrunderii apei, sau de a fixa mrfurile pe punte.Este confecionat din table sudate pe montani, care sunt constituii din gusee flanate. Tabla parapetului se monteaz n continuarea tablei bordajului, iar montanii se amplaseaz la dou trei intervale de coast. n partea superioar a parapetului se sudeaz o platband, pe care se prinde o pies numita copastie. n partea inferioar a tablei parapetului sunt practicate deschideri, care poart

16

denumirea de saborduri. Prin acestea, se scurge peste bord, apa de pe punte n cazul navigaiei pe furtun. Balustradele, au rolul de a asigura deplasarea, fr pericol, a echipajului navei pe puni i pasarele. Brul, este prevzut, de obicei, la navele destinate s fac acostri foarte dese. Are rolul de a amortiza ocurile pe timpul acostrii navei. Constructiv, brul este realizat din dou grinzi longitudinale din material metalic, din lemn sau din cauciuc, dispuse cte una pe fiecare bord. CAPITOLUL II - PROPRIETI NAUTICE I CARACTERISTICI EVOLUTIVE ALE NAVELOR 2.1 CALITI NAUTICE Prin calitile nautice se neleg acele nsuiri ale navei, specifice plutirii pe ap, i care sunt determinate de interaciunea nav-mediu nconjurtor. Calitile nautice ale oricrei nave sunt: flotabilitatea, stabilitatea, nescufundabilitatea i soliditatea. Flotabilitatea reprezint proprietatea navei de a pluti la un pescaj mediu determinat, avnd la bord ncrctura necesar ndeplinirii misiunii sale. Stabilitatea navei constituie capacitatea pe care o are o nav, scoas din echilibru sub influena unor fore exterioiare, de a reveni n poziia iniial n momentul n care au ncetat cauzele care au scos-o din echilibru. Nescufundabilitatea este capacitatea navei de a pluti i de a-i menine stabilitatea n cazul cnd unul sau mai multe compartimente au fost inundate cu ap, ca urmare a avariilor la corp. Soliditatea reprezint capacitatea navei de a nu se deforma i de a-i pstra etaneitatea atunci cnd asupra ei acioneaz fore exterioare (vnturi, valuri etc.). 2.2 CARACTERISTICI EVOLUTIVE Calitile unei nave care-i permit sa se deplaseze peap i s se ndrepte n direcia voit se numesc caliti evolutive sau de manevr. Acestea sunt: viteza, ineria, giraia i stabilitatea de drum. Viteza navei reprezint spaiul parcurs n unitatea de timp. La navele maritime, viteza este exprimat, de regul, n noduri ceea ce reprezint mile marine parcurse pe or. La navele fluviale viteza se exprim n Km pe or. Ineria navei reprezint capacitatea acesteia de a-i continua deplasarea dup schimbarea regimului de mar al mainilor. Ineria navei se caracterizeaz prin dou elemente: distana parcurs de nav datorit ineriei i timpul ct micarea se menine. Giraia navei reprezint capacitatea acesteia de a-i schimba direcia de deplasare sub influena crmei i elicelor sau a efectului combinat al acestora. Curba descris de centrul de greutate al navei, care-i schimb direcia de deplasare, din momentul n care s-a pus crma i pn la revenirea la noul drum se numete curb de giraie. Stabilitatea de drum este proprietatea unei nave de a-i menine direcia de deplasare neschimbat atunci cnd crma este n axul longitudinal al navei. Stabilitatea de drum i giraia sunt dou caliti opuse ale navei; o nav care are o bun stabilitate de drum gireaz mai greu i invers.

17

CAPITOLUL III- CONDIII DE STABILITATE ALE NAVEI 3.1 STABILITATEA NAVEI NOIUNI GENERALE Pentru studiul teoretic al flotabilitii se definete urmtorul sistem de axe de coordonate:

Fig.4 Originea sistemului de axe de coordonate : O = PD intersectat cu Planul cuplului

maestru intersectat cu Planul de baz ; Axa longitudinal : Ox = PD intersectat cu Planul de baz Axa transversal : Oy = Planul cuplului maestru intersectat cu Planul de baz Axa vertical: Oz = Planul diametral intersectat cu Planul cuplului maestru.

Flotabilitatea se bazeaz pe aciunea permanent a dou fore asupra navei: Fora de greutate a navei (deplasament), care este rezultanta forelor de greutate ale

prilor componente i ncrcturii navei. Ea acioneaz pe vertical de sus n jos i este aplicat n centrul de greutate al navei, G;

Fora de flotabilitate, care este rezultanta forelor de presiune hidrostatic ce acioneaz asupra prii imerse a navei. Conform legii lui Arhimede, aceast for este egal cu greutatea volumului de lichid dezlocuit de nav. Ea acioneaz pe vertical, de jos n sus i este aplicat n centrul de greutate al volumului de apa dezlocuit: C, numit centru de caren.

Condiiile de echilibru ale navei sunt :

Pentru ca o nav s fie n echilibru , trebuie ca cele dou fore s se anuleze reciproc, adic s fie egale i de sens contrar :

= V Cele dou fore trebuie s aiba acelai suport;

18

Centrul de greutate G i centrul de caren C trebuie s se afle pe aceeai vertical: xG = xC

3.2 CONDIII DE ECHILIBRU

= fora de greutate sau deplasamentul navei V = fora de flotabilitate = greutatea specific a apei = unghiul de nclinare longitudinal = unghiul de nclinare transversal Condiiile de echilibru ale navei pot fi exprimate matematic cu ajutorul ecuaiilor de echilibru numite i ecuaiile plutirii deoarece stabilesc legtura ntre elementele ce caracterizeaz echilibrul i parametrii plutirii. Condiia ca fora de greutate s fie egal cu fora de flotabilitate, este exprimat prin ecuaia:

= V Condiia ca cele dou fore s fie de sens contrar este subneleas prin natura lor. Condiia ca cele dou fore s aib acelai suport este exprimat pentru o nav inclinat longitudinal cu unghiul (psi) i transversal cu unghiul (teta): xC - xG = ( zG - zC ) tg nclinaie longitudinal yC - yG = ( zG - zC ) tg nclinaie transversal Pentru o nav cu chil dreapt : xC = xG i yC = yG Ecuaiile de echilibru au o deosebit importan practic, deoarece cu ajutorul lor se poate determina poziia navei cnd se cunosc coordonatele centrului de greutate i ale centrului de caren, deplasamentul i fora de flotabilitate. Stabilitatea navei Dup flotabilitate, stabilitatea reprezint cea mai important proprietate nautic a navei. Stabilitatea reprezint capacitatea navei de a reveni la poziia iniial, dup ce aciunea forelor exterioare ce au produs nclinarea a disprut. Studiul stabilitii se face la:

nclinri mici: unghiuri mai mici de 10 - 150 sau nclinri mari: unghiuri mai mari de 150 .

19

Stabilitatea la nclinri mari este de dou feluri: Stabilitate static: studiaz echilibrul navei sub aciunea forelor aplicate lent. Aceste

fore sunt determinate de ambarcarea, debarcarea sau deplasarea unor greuti; Stabilitate dinamic: studiaz echilibrul navei sub aciunea forelor aplicate brusc.

De exemplu: rafale de vnt, fora valurilor care provoac nclinri considerabile ale navei. Poziia navei n raport cu suprafaa apei La o nav n echilibru orice variaie a greutii sau a poziiei centrului de greutate va determina o variaie corespunztoare a mrimii forei de flotabilitate i a poziiei centrului de caren, astfel nct s fie respectate n permanen condiiile de echilibru. Aceasta duce la o anumit poziie a navei n raport cu suprafaa apei. Deoarece plutirea navei coincide cu suprafaa calm a apei, nseamn c poziia navei n raport cu aceasta este determinat dac se cunoate poziia plutirii, astfel :

Dac plutirea este paralel cu PB, poziia navei este determinat de un singur parametru Pescajul navei . n acest caz, nava st pe chil dreapt, neavnd nclinri longitudinale sau transversale.

Dac plutirea nu este paralel cu PB, ns nava nu are nclinri transversale, poziia navei se determin cunoscnd pescajele prova i pupa . Diferena dintre cele dou pescaje se numete ASIET. n acest caz, nava are o nclinare longitudinal, caracterizat prin unghiul de nclinare longitudinal, numit unghi de asiet = . Nava este - aprovat, n cazul n care: dPV este mai mare dect dPP i - apupat, n cazul n care: dPP este mai mare dect dPV

Dac nava nu are nclinri longitudinale, dar are nclinri transversale, atunci ea se numete nav bandat .

Unghiul de nclinare transversal: = unghiul de band: - este pozitiv, dac nava este nclinat n tribord; - este negativ, dac nava este nclinat n babord.

Metacentre. Raze metacentrice. nlime metacentric nclinarea navei produce modificarea formei i a volumului carenei, deci o deplasare corespunztoare a centrului de caren. Dac nclinrile au loc numai ntr-un anumit plan de nclinare, centrul de caren va descrie o curb numita traiectoria centrului de caren.

M = Metacentru h = nlime metacentric r = raz metacentric a = braul forei de stabilitate Fig.7

Fie o nclinare izocaren transversal cu un unghi mic . (nclinarea izocaren reprezint nclinarea navei creia i corespunde acelai volum de caren).

Se poate considera c greutatea volumului V1 = g1, s-a deplasat n g2 . Ca urmare, are loc si deplasarea centrului de caren din C n C1 . Unind suporturile forelor de flotabilitate pentru cele dou plutiri izocarene, se obine un punct de intersecie M, numit metacentru-Fig.7. Numim metacentru transversal centrul de curbur al curbei descrise de poziiile succesive pe care le poate ocupa centrul de caren la diferite nclinri ale navei ntr-un bord sau altul. n cazul nclinrilor longitudinale, punctul se numete metacentru longitudinal ML . Mrimile geometrice ale stabilitii:

G G1C1C

20

a = braul stabilitii de greutate, este distana de la centrul de caren la centrul de greutate;

h = inlimea metacentric transversal, este distana dintre metacentru i centrul de greutate; r = raza metacentric transversal, este distana dintre metacentru i centrul de caren. Discuia stabilitii n exploatare, asupra navei acioneaz fore exterioare care provoac nclinarea temporar a navei. n acest caz, este important s se cunoasc comportarea navei dup ncetarea aciunii forelor exterioare. Se cunosc trei tipuri de comportri ale unei nave :

Echilibrul stabil: este realizat cnd, dup ncetarea aciunii forelor exterioare, nava revine la poziia iniial;

Echilibrul instabil: apare dac, dup ncetarea aciunii forelor exterioare, nava se nclin n continuare, pn la situaia de rsturnare ;

Echilibrul indiferent: se manifest prin meninerea poziiei nclinate i dup ncetarea aciunii forelor exterioare. Din punct de vedere al exploatrii navei, aceast situaie este considerat tot echilibru instabil, deoarece aciunea unei alte fore duce la scoaterea din acest echilibru, poziia navei fiind necontrolabil. Echilibrul stabil Pentru a determina elementele ce caracterizeaz echilibrul navei, se analizeaz n continuare nclinarea transversal izocaren de un unghi mic, , al unei nave sub aciunea unor fore exterioare temporare. Ca urmare a nclinrii navei, centrul de caren C se deplaseaz ntr-o nou pozitie, C1, forele de greutate i flotabilitate ramn verticale, dar vor aciona pe suporturi diferite , dnd natere unui cuplu de fore, care creaz un moment denumit moment de redresare (Mr)

Mr = * GG1 = * MG * sin = * h * sin = Momentul de redresare este proportional cu sinusul unghiului de nclinare i cu distana dintre metacentru i centrul de greutate. Distana dintre metacentru i centrul de greutate, corespunztor nclinrii respective, poart denumirea de nlime metacentric transversal, h. n cazul nclinrilor longitudinale, nlimea

metacentric se noteaz cu H i se numete nlime metacentric longitudinal. Dac centrul de greutate al navei se afl sub metacentru, momentul creat tinde s aduc nava n poziia iniial de echilibru. Momentul de redresare se consider n acest caz pozitiv, iar nava este n echilibru stabil . Echilibrul instabil Dac centrul de greutate al navei se afl deasupra metacentrului, momentul de redresare tinde s ncline nava n continuare, momentul de redresare se consider negativ, iar nava este n echilibru instabil.

21

Echilibru indiferent

Dac centrul de greutate coincide cu metacentrul, atunci nava se afla n echilibru indiferent, deoarece n acest caz, momentul de redresare este nul (h = 0 ). Caracterul echilibrului navei este determinat de poziia reciproc a centrului de greutate i a metacentrului:

dac centrul de greutate este sub metacentru, atunci nlimea metacentric este mai mare dect zero;

dac centrul de greutate este deasupra metacentrului, nlimea metacentric este mai mic dect zero. Se constat c nava va fi cu att mai stabil cu ct are o nlime metacentric iniial mai mare. Deci, inlimea metacentric este o msur a stabilitii navei. Rezult c nava are cea mai mic stabilitate n plan transversal i cea mai mare stabilitate n plan longitudinal. Momentul de redresare pentru nclinri longitudinale este dat de relaia : MR = * H * Unde : = deplasamentul navei , H = nlimea metacentric longitudinal, = unghiul de nclinare longitudinal. 3.3 COMPORTAREA NAVEI N DIFERITE SITUAII DE NCRCARE Deplasarea greutilor la bordul navei Deplasrile de greuti sunt operaiuni frecvent ntlnite la bordul tuturor categoriilor de nave. n cazul deplasrii de greuti, valoarea total a greutilor navei (deplasamentul) nu se modific i deci rmne neschimbat i pescajul navei, dar se produce o deplasare a centrului de greutate, nava modificndu-i poziia pn la apariia unei noi stri de echilibru care va depinde doar de poziiile iniiale i finale ale greutii dar nu i de traiectoria pe care aceasta a fost deplasat.

22

Deplasarea pe orizontal a greutilor n plan orizontal, deplasarea greutilor poate fi considerat fiind compus dintr-o deplasare orizontal- longitudinal paralel cu axa ox i o deplasare orizontal-transversal paralel cu axa oy (vezi fig de mai jos). In acest caz, centrul de greutate se va deplasa de asemenea pe orizontal i deci nlimea metacentric nu se modific. Considernd c o greutate P se deplaseaz orizontal transversal din punctul de ordonat y0 n punctul de ordonat y1, adic pe distana y = y1 - y0. vom constata c, centrul de greutate al navei se va deplasa tot orizontal din poziia iniial G0 n poziia G1 adic pe distana yG = yG1 yG0.. Datorit deplasrii centrului de greutate al navei, apare un moment de nclinare ce provoac nclinarea transversal a navei cu un unghi . Deci deplasarea orizontal transversal a greutilor provoac nclinarea navei n bordul spre care se deplaseaz greutatea cu un unghi corespunztor, funcie de valoarea greutii i a distanei deplasrii de la locul pe care aceasta l ocupa iniial. n cazul deplasrii orizontallongitudinale, nava se va nclina cu unghiul de nclinare longitudinal produs de deplasarea greutii P din punctul de abscis x0 n punctul de abscis x1. Corespunztor acestei nclinri, apar variaii de pescaj la prova sau pupa navei i deci a asietei acesteia funcie de valoarea greutii i de distana de deplasare x din punctul pe care greutatea l-a ocupat iniial.

Deplasarea pe vertical a greutilor Deplasarea pe vertical a greutii P din

punctul de ordonat z0 n punctul de ordonat z1, deci pe distana z, va determina o

deplasare n aceeai direcie i sens a centrului de greutate al navei din punctul G0 n punctul G1, adic pe distana zG. Aceast

deplasare a centrului de greutate va modifica nlimea metacentric iniiala a navei care va avea valoarea h1 = h-zG

n acest caz, variaia nlimii metacentrice va fi h=h1-h0=-zG. Concluzionnd, deplasarea greutilor pe verticala de sus n jos, (zG0) are ca efect o mbuntire a stabilitii navei deoarece h1h0, iar o deplasare pe vertical de jos n sus (zG0) va duce la nrutirea stabilitii navei deoarece h1h0. De asemenea trebuie subliniat c influena deplasrii

23

verticale a greutilor asupra stabilitii este neglijabil pentru c fora de greutate rmne pe aceeai vertical cu fora de flotabilitate, deci nava nu i schimb poziia fa de suprafaa apei.