NaveTehnice

8/10/2019 NaveTehnice

1/253


2/253

NAVE TEHNICE

1

Ovidiu Iona

NAVE TEHNICE

2014


3/253

NAVE TEHNICE

2

Contra-coperta


4/253

NAVE TEHNICE

3

Ovidiu Ionas

NAVE TEHNICE

Pagina de garda


5/253

NAVE TEHNICE

4

Contra-pagina de garda


6/253

NAVE TEHNICE

5

CUPRINS

1. INTRODUCERE 71.1.Clasificarea navelor tehnice 71.2.Piaa navelor tehnice 9

2. REMORCHERE2.1Descriere 132.2Tipuri de remorchere 152.3Propulsia remorcherelor 192.4Formele remorcherelor 312.5Instalaia de remorcaj 372.6Stabilitatea remorcherelor 412.7

Remorchere carusel 45

3. MPINGTOARE3.1Descriere 473.2Tipuri de mpingtoare 493.3Propulsia mpingtoarelor 503.4Formele mpingtoarelor 573.5Alte particulariti ale mpingtoarelor 603.6Probe specifice mpingtoarelor 703.7mpingtoare maritime 72

4. NAVE DE ASISTEN I SUPORT

4.1

Pilotine 744.2Nave de servicii generale 754.3Nave de stins incendiu 764.4Nave pentru lucrri subacvatice 814.5Nave de asistenscafandri 834.6Nave pentru semnalizarea cilor navigabile 864.7Nave hidrografice 904.8Nave de depoluare 924.9Sprgtoare de ghea 102


7/253

NAVE TEHNICE

6

5. NAVE DE DRAGARE

5.1

Introducere 1125.2Tipuri de drgi 1145.3Echipamente specifice drgilor 1175.4Selecia tipului de drag 1325.5Particularitile diferitelor tipuri de drgi 1365.6alande 1615.7Elemente de proiectare a navelor de dragare 166

6. PLATFORME TEHNOLOGICE6.1Macarale plutitoare 1796.2Docuri plutitoare 1926.3Barje semisubmersibile 2036.4Nave de ranfluare 2076.5

Alte tipuri de platforme plutitoare 210

7. NAVE PENTRU ACTIVITI OFFSHORE7.1Prezentare general 2157.2Categorii de nave OSV 2167.3Nave de prospeciuniSV 2177.4Nave de aprovizionare PSV 2197.5Nave de manevrancoreAH 2227.6Nave pentru construcii subacvatice 2267.7Nave pentru conducte i cabluri subacvatice 2297.8Nave pentru stocare i producie - FPSO 2337.9Nave rapide de intervenie 235

7.10

Caracteristici generale ale navelor OSV 239

BIBLIOGARFIE 249


8/253

NAVE TEHNICE

7

1.INTRODUCERE

Aceast carte reprezint in principal coninutul cursului de NAVETEHNICE predat la Facultatea de Arhitectur Naval din cadrul UniversitiiDunrea de Jos din Galai ncepnd cu anul universitar 2010-2011.Cursul se adreseaza studenilor navaliti, dar i altor specialiti sau nespecialitiinteresai de acest domeniu i concentreaz un vast material documentar despecialitate precum i experiena de 20 de ani acumulat la SHIP DESIGNGROUP Galai n domeniul proiectrii navelor tehnice. Este inclus deasemenii experiena antierelor navale, birourilor de proiectare, Societailor deClasificare i furnizorilor de echipamente din Romnia i din Europa.Materialul prezentat conine att elemente descriptive cu rol de informare iprezentare general a particularitilor diferitelor tipuri de nave tehnice, ct iconcepte inginereti utile n proiectare i exploatare.

De departe, navele tehnice constituie domeniul cel mai dinamic alcercetrii, proiectrii i construciilor de nave civile. Dat fiind caracterulexploziv al dezvoltrii domeniului, este perfect posibil ca anumite informaiicuprinse n prezentul curs s fie depite tehnologic chiar din momentuleditrii. Recomandm cititorului actualizarea informaiei prin acces la paginileweb specializate.

1.1 Clasificarea navelor tehnice

O posibil clasificare a categoriilor de nave este dat de funcia principal anavei:

- Nave civileNave de transport mrfuri cargouri, nave tanc, vrachiere, Ro-Ro, port-containere, etc.Nave de pasageriNave de pescuitNave de agrementSubmersibilePlatforme de foraj i extracieNave tehnice

- Nave militare


9/253

NAVE TEHNICE

8

Dat fiind multiplele cazuri de nave cu funcii combinate, aceast clasificare este

uneori convenional. n cazul navelor cu funcii mixte ncadrarea lor se facedup caracteristica dominant.n categoria Nave tehnice sunt incluse nave sau instalaii plutitoare civile, desuprafa, a cror funcie este alta dect transportul de mrfuri, transportul depasageri, agrement sau activiti legate de pescuit. n nomenclaturainternaional, acest tip de nave nu au dedicat o categorie aparte, fiindncadrate fie la categoria non-cargo ships fie la categoria others. Acest faptare un caracter istoric, pn recent navele tehnice dei foarte diverse ca tip -reprezentau circa 5% din totalul navelor i ca atare nu s-a considerat necesaratribuirea unei categorii distincte. n ultima perioad n principal legat deexploatarea resurselor marine aceast categorie de nave este din ce n ce mailargi conine sub-categorii din ce in ce mai individualizat.Clasificarea navelor tehnice se poate face dup:

-

zona de navigaie maritim, costier, ape interioare- existena unui sistem de propulsie propriu propulsate sau nepropulsate- domeniul de activitate

Domeniile de activitate acoperite de navele tehnice sunt extrem de diverse. nmod frecvent o nav destinat unui anumit scop principal are i funciiadiionale ex: remorcher+sprgtor de ghea+ nav de stins incendiu+ navpentru aciuni de depoluare, etc.Totui pe domenii de activitate, fr a inchide lista, se pot enumera urmtoarelecategorii i sub-categorii de nave:

- Remorchere nave destinate remorcajului navelor nepropulsate iasistena la manevr a navelor propulsate

- mpingtoare nave destinate mpingerii convoaielor de barje sau altor

uniti nepropulsate- Drgi nave destinate extragerii de material solid de pe fundul apei- Nave de asisten i suport pentru susinerea navigaiei

PilotineNave de servicii generaleNave de stins incendiuNave pentru semnalizarea cilor navigabileNave hidrograficeSpargtoare de gheaNave de salvare

- Nave de depoluarecolectare deeuri de la nave i/sau de la suprafaa apeistocare i prelucrare deeuriamplasare a barajelor plutitoaredecontaminaremprtiat dispersani, splare maluri


10/253

NAVE TEHNICE

9

- Nave de asisten subacvatic

Nave pentru lucrri subacvaticeNave de asisten scafandri- Nave de suport offshore

Nave de prospeciuniNave de aprovizionareNave de manevr ancoreNave pentru construcii subacvaticeNave pentru instalare conducte i cabluri subacvaticeNave pentru stocare i producieNave rapide de intervenie

- Platforme tehnologice: uniti de regul nepropulsate destinatedesfurrii de lucrri n zona acvatic sau la rm

macarale plutitoaretransloaderedocuri plutitoarebarje semisubmersibilepontoane de ranfluareplatforme de derocare i sonete

- Structuri plutitoare: uniti nepropulsate, costiere, destinate unorconstrucii plutitoare cu destinaie civil i industrial

pontoane de acostarepoduri de pontoaneuzine plutitoarestaii de combustibil, staii de pompareaeroporturi, parcri, depozite, locuine, spitale, bazine, etc.

1.2 Piaa navelor tehnice

Far a face o analiz detaliat, diagramele prezentate n continuare(valabile la data redactrii cursului) evideniaz cteva tendine . Pna n anii2000, navele tehnice au avut o pia relativ constant de circa 5-6% din totalultonajului construit. Deoarece majoritatea navelor tehnice sunt de micidimensiuni, ponderea acestora din numrul total de nave construite estesemnificativ mai mare. Dezvoltarea activitilor de explorare i exploataremarin, n principal legat de industria petrolului i gazelor, a fcut ca n anii2010 ponderea navelor tehnice s creasc pn la 7% din total CGT(Compensated Gross Tonnage ). Pentru perioada pna n 2030, pondereamondial din total CGT se estimeaz a fi peste 10% (fig. 1.1).


11/253

NAVE TEHNICE

10

Fig. 1.1-Distribuia comenzilor pe tipuri de nave la nivel mondial n anul 2009(CGT)

Pe de alt parte, majoritatea navelor tehnice sunt nave de mare complexitate icare utilizeaz echipamente de nalttehnologie. Aceasta face ca deocamdatsfie mai puin atractive pentru unele mari puteri n construcii navale. Dreptconsecint, majoritatea firmelor de proiectare, productori de echipamente iantiere navale specializate pe nave tehnice se gsesc n Europa. n cadrulCESA (Community of European Shipyards Associations, actualmente SEAEurope), ponderea construciei de nave tehnice a fost n ultima perioad deapropape 20% i se ateapt o cretere la peste 40%.(fig. 1.2)

Fig. 1.2-Distribuia comenzilor pe tipuri de nave n Europa


12/253

NAVE TEHNICE

11

Pe de altparte se constat: (fig. 1.31.4; sursa: CESA/SEA):

-

cota de pia n cretere uoar la nivel global a navelor tehnice- cota de pia n cretere rapid la nivel EU a navelor tehnice- specializarea rilor EU (i a Romniei) n producia de nave tehnice

Fig. 1.3-Evoluia valoric in timp a comenzilor pe tipuri de nave la nivelmondial

Fig. 1.4-Distribuia comenzilor pe tipuri de nave ntre marii productori nconstrucii navale


13/253

NAVE TEHNICE

12

Un alt element interesant de analizat l reprezintevoluia unui sector dominantn piaa navelor tehnice ianume navele de tip OSV (offshore support vessels).Se constatimplicarea ce in ce mai agresiv a marilorproductori, n principalKorea, China i Braziliape piaa navelor OSV, acoperind intreaga gama detipuri de nave (fig. 1.5- 1-6, sursa: CESA/SEA).

Fig. 1.5-Distribuia comenzilor de nave tip OSV ntre marii productori

Fig. 1.6-Distribuia comenzilorpe tipuri de nave OSV ntre marii productoriEuropa (sus), Korea (st. jos), China (dr. jos)


14/253

NAVE TEHNICE

13

2.REMORCHERE

2.1 Descriere

Remorcherele sunt nave destinate manevrrii altor nave sau unitilorplutitoare prin tragere sau mpingere. Ele sunt destinate operrii n maredeschis, rade i porturi, canale sau pe apele interioare. Pe lng funcia

principal de tragere, remorcherele sunt dotate cu instalaii i echipamente cares permit ndeplinirea altor activiti cum ar fi salvare, stins incendiu,depoluare, spargerea gheii, transport ocazional.Remorcherele sunt specializatepe diferite tipuri de operaiuni, fapt care conduce la caracteristici constructive ifuncionale diferite.Caracteristica principal a unui remorcher este puterea i, n direct corelaie cuaceasta, traciunea la crlig (bollard pull). Este uzual identificarea categorieiunui remorcher nu prin puterea motoarelor de propulsie, ci prin TBP (TonesBollard Pull). Ex. ASD Tug 60 TBP.

Pe lng caracteristica de traciune, un remocher trebuie s ndeplineasc i altecerine constructive n corelaie cu funcionalitatea:

manevrabilitateatraciunea n orice direciestabilitatea la valuri, giraie violent, traciunea parmei de remorcare iefectul monitoarelor (tunurile de ap)construcia robustprotecia la euarevizibilitatea foarte bun din timonerie

Elementele caracteristice ale unui remorcher sunt:- sistemul de propulsie- instalaia de remorcare- sistemul de guvernare


15/253

NAVE TEHNICE

14

Acestora se adaug sisteme opionale care diversific funcionalitatea

remorcherului. Dintre acestea se pot aminti:- sisteme de depoluare: baraj antipoluant, skimmer, tanc colectarereziduuri, instalaie de mprtiere dispersani, sisteme de splaremaluri, sisteme de colectare reziduuri solide de la suprafa, etc.;

- sisteme de stins incendiu: monitoare, pompe, tanc de spumogen,sisteme de perdea de ap;

- sisteme de ncrcare - descrcare - transport: macara, spaiu liber pepunte, magazie, tancuri de cargo, etc.;

- sisteme de asisten scafandri: pompe i rezervoare de aer, barocamera,submersibil ROV;

- sisteme de asisten medical: cabinet medical, echipamente medicale,sistem de scos om din ap, zona de ambarcare n elicopter, etc.;

- sisteme de ranfluare: pompe de extracie, submersibil ROV,echipamente de detectare, etc.;

- spargtor de ghea: forma specific, corp ntrit, propusie adaptatnavigaiei prin ghea, sisteme de degivrare, etc.

n figura 2.1se prezinta planul general tipic al unui remorcher multi-functional.Se vor remarca dotri, elemente constructive i de amenajare specifice:

- sistemul de propulsie azimutal cu transmisie cu ax cardanic- sistemul de remorcare dual, crlig + vinci de remorc cu A-frame- dotrile de depoluare: skimmer + aripi de mprtiere dispersant + baraj

antipoluant, tanc colectare reziduuri- dotrile Fi-Fi: pompe acionate de motoare, monitoare, tanc spumogen- spaiu pe punte pentru depozitat geamanduri

-

macara de manevr skimmer sau baraj sau geamanduri- baba dubl n prova pentru traciune cu prova- bru de cauciuc dublu la prova i simplu la pupa- pupa specific sistemului de propulsie azimutal- gurna din frnturi i forma din suprafee riglate- derivor de protecie la euare al propulsoarelor- timoneria cu vizibilitate 360- puntea pupa liber i protejat i magazia de parme


16/253

NAVE TEHNICE

15

Fig. 2.1Plan general remorcher costier multifuncional

2.2 Tipuri de remorchere

Clasificare dupa zona de navigaie- nelimitat- costier- ape interioare sau protejateDiferenierea remorcherelor dupa zona de navigaie este dat de adaptareaacestora la condiiile specifice de navigaie, respectivstarea diferit a mrii indeprtarea de rm. Astfel la remorcherele cu zona de navigaie nelimitat:- formele navei sunt adaptate navigaiei n valuri nalte bord liber crescut,

prova nlat cu unul sau dou nivele de teug, raportul L/B crescut;-

cerinele de stabilitate intact i de avarie sunt mai severe;- deschiderile n corp i suprastructuri sunt cu grad nalt de etanare,

geamurile au un nalt grad de rezistena;


17/253

NAVE TEHNICE

16

- autonomia este mrit prin creterea capacitii de stocare combustibil, ap,

provizii i reziduuri;- spaiile pentru echipaj sunt mari, adaptate voiajelor de lung durat;- sistemele importante sunt cu grad nalt de redundana;Pe msur ce zona de navigaie se reduce, caracteristicile de mai sus sediminueaz.

Fig. 2.2Remorcher oceanic Fig. 2.3Remorcher costier

Clasificare dup sistemul de propulsie- linie de axe ST- azimutal la pupa ASD- tractor cicloidal VSP (Voith Schneider)- tractor azimutal ATT- combinatDiferenierea remorcherelor dup sistemul de propulsie este dat de tipulsistemului de propulsie utilizat. Mai multe detalii n paragraful despre propulsia

remorcherelor.Clasificare dupa sistemul de remorcaj- la crlig- pe vinci- caruselDiferenierea remorcherelor dup sistemul de remorcaj este dat de tipulsistemului de remorcaj utilizat. Mai multe detalii n paragraful despre instalaiade remorcaj.Clasificare dupa destinaia principal- de liniede manevr- salvator- de escort-

AH (anchor handling)- multifuncional


18/253

NAVE TEHNICE

17

Diferenierea remorcherelor dup destinaie este dat de principala utilizare

pentru care a fost proiectat nava.- Remorcherele de linie sunt destinate remorcrii pe distane lungi a unitilornepropulsate. Sunt utilizate la transportul barjelor maritime, platformelormarine, navelor rmase fr propulsie, navelor n construcie, etc.Caracteristicile principale ale acestor remorchere sunt puterea suficientpentru asigurarea vitezei necesare de remorcare, capacitatea de a naviga ncondiii meteo severe, autonomia suficient. Pentru a atenua deriva produsde remorc, aceste nave au dimensiuni laterale mari (lungime i pescaj)precum i suprafee laterale (derivoare, crme) dezvoltate care s mreascaria de deriv. Pentru a mri flexibilitatea acestor nave i exploatndputerile foarte mari instalate (pna la 20000 kW cu fora de traciune depn la 300 TBP), aceste nave au i dotri specifice de remorcher salvatori/sau remorcher de escort.

-

Remorcherele de manevr destinate remorcrii i manevrrii navelor nporturi, pe canale i ecluze, acolo unde capacitile manevriere ale navelorremorcate nu sunt suficiente. Sunt utilizate la manevrele de ghidare, oprire,ntoarcere i acostare ale navelor. Caracteristicile principale ale acestorremorchere sunt puterea suficient pentru controlul navei remorcate icapaciti de manevr foarte bune. Sunt n general echipate cu sisteme depropulsie omnidirecionale (azimutale sau cicloidale) care permit realizareaforei de tragere fr a fi necesar alinierea remorcherului pe direcia detragere. Instalaia de remorcaj permite prinderea remorcii att n pupa ct in prova remorcherului. Zona prova este ramforsat pentru a permite impingerea cu prova a navei manevrate. Cele mai multe remorchere demanevr sunt dotate cu instalaii auxiliare care le permit s efectueze i alte

servicii n zonele portuare cum ar fi aciuni de combaterea poluarii, stinsincendiu i escort n apropierea portului. n unele cazuri, forma iamenajarea propulsiei au fost adaptate pentru funcia de sprgtor de gheauor pentru zona portuar i pe ape interioare.

- Remorcherele de salvare sunt destinate n principal salvrii navelor aflate ndificultate (euate, rmase fr propulsie sau guvernare) i a echipajuluiacestor nave. n general remorcherele de linie (de mare putere i capabile snavige n orice condiii de mare) sunt utilizate i ca remorchere de salvarecu condiia dotrii cu echipamente specifice (vezi BV Pt D, Ch 14, Sec 2,table 4). Dintre acestea se pot aminti: pompe de drenaj mobile, pompe deincendiu, aparate de scufundri, mti de gaze, panouri de vitalitate,macarale de manevr, aparate de sudur i tiere, cabluri, parme, sisteme

portabile de iluminat, etc. n plus, sunt necesare echipamente de salvareviei umane i asisten medical, zona de preluare n elicopter (nu neaparataterizare a elicopterului), etc.


19/253

NAVE TEHNICE

18

- Remorcherele de escort au aprut ca urmare a numeroaselor euari n

zonele de coast soldate cu catastrofe ecologice. Ca i consecin, pentrureducerea riscului acestui tip de accidente, au fost emise reglementriinternaionale (Regulation 3-4 of SOLAS, Chapter II-1, Part A-I) i regulinaionale de navigaie. Aceste reguli prevd ca toate navele tanc de peste20000 tdw s fie prevzute cu sisteme de legare rapid la remorcher ncazul pierderii propulsiei i / sau guvernrii i s fie escortate de unremorcher specializat n zonele costiere i n vecintatea porturilor. Uneleautoriti portuare au extins cerina i asupra unor alte tipuri de nave. Caurmare, a aprut obligativitatea prezenei n zonele de risc a unor navespecializate, remorcherele de escort. Un remorcher de escort trebuie sdispun de putere i caliti manevriere suficiente astfel nct (conformUSCG) s:- tracteze nava remorcat cu 4 nd n apa calm sau s o in staionar

mpotriva unui vnt de 45 nd- s opreasc nava remorcat de la viteza de 6 nd n aceeai distan n

care nava oprete cu mijloacele proprii- s poat ine pe direcie nava remorcat cnd aceasta navig cu 6 nd cu

crma blocat la 35 - s poat ntoarce nava remorcat la viteza de 6 nd pe acelai cerc de

giraie pe care nava l realizeaz cu mijloace propriiDin cerinele de mai sus rezult c remorcherul de escort trebuie s poatdezvolta fora de traciune pe direcie oblic att fa de remorc ct i fade remorcher. Aceasta face ca remorcherele de tip tractor (azimuth sauVSP) s fie recomandate pentru acest tip de operaii.

Fig. 2.4Configuraia tipic de calcul pentru escort (cf. BV)Puterea sistemului de propulsie al remorcherului de escort necesaratingerii acestor performane se poate obine n prima aproximaie cu relaiaP [CP] = 0.05 Dwt, unde Dwt este deadweight-ul navei remorcate. n


20/253

NAVE TEHNICE

19

Regulile Societilor de Clasificare se indic metode de calcul mai

elaborate pentru determinarea acestei puteri n corelaie cu performanelesistemului de guvernare (Ex: BV Pt D, Ch 14, Sec 2).- Remorcherele de manevr ancore (anchor handling) sunt nave specifice

industriei off-shore i sunt destinate poziionrii i mutrii ancorelorplatformelor de foraj sau barjelor de amplasat conducte (pipe layer).Specifice acestor nave sunt: capacitatea de a lucra n mare agitat, foramare de traciune, sistemele adiionale de manevrabilitate (bow i sternthrustere), sisteme de poziionare dinamic, vinciuri de manevr mari, rolde pupa pentru cablurile (lanurile) ancorelor, punte pupa deschis cuspaiu liber de lucru i depozitare ancore. n plus majoritatea navelor AHsunt prevzute cu spaii de depozitare pentru ncrcturi specificeplatformelor de foraj (noroi, ciment, lanuri, evi, combustibil, ap, etc.),aceste nave purtnd abrevierea de AHTS (Anchor Handling Tug Supplier).Alte particulariti ale acestor nave sunt: timoneria cu comanda dubl,prova i pupa, vizibilitate bun asupra punii, sisteme anti-ruliu, sisteme delansare-ridicare pe punte a ancorelor mari (tip A frame). Mai multe detaliise vor prezenta la capitolul dedicat navelor pentru operaiuni offshore.

- Remorcherele multifuncionale mbin caliti nautice i dotri specificemai multor funcii astfel nct s poat fi utilizate n diferite situaii. Practicnici un remorcher nu este proiectat a fi dedicat exclusiv unei singurefuncii. Cele mai frecvente combinaii sunt: linie-salvator-escort,manevr-depoluare-stins incendiu, AH-linie-salvator-stins incendiu.

2.3 Propulsia remorcherelor

Caracteristica principal a unui remorcher o reprezint fora de traciune idirecia n care aceasta este dezvoltat. Pentru aceasta, sistemul de propulsiereprezint elementul central n proiectarea unei astfel de nave. Cu uneleexcepii (remorchere salvator i remorchere de escort) viteza de mar liber anavei nu reprezint o cerin specific. Uzual, viteza de mar liber aremorcherelor este de 10 .. 12 noduri. n cazul remorcherelor salvator i alremorcherelor de escort, din necesitatea de a ajunge rapid n zona deintervenie, viteza se impune prin cerina de proiectare, de obicei n zona 15..17noduri.

Sisteme de propulsie

Se utilizeaz trei tipuri de sisteme de propulsie- linie de axe- propulsoare azimutale- VSP (Voith Schneider Propulsion)


21/253

NAVE TEHNICE

20

Propulsoarele azimutale sau VSP pot orienta fora de propulsie n orice direcie

(omnidirecionale) i nu necesit alte echipamente de guvernare.Remorcherele dotate cu propulsoare omnidirecionale pot avea propulsoareleamplasate la pupa (stern drive) sau la mijloc-prova sub nav. Acest ultim tip dearanjament conduce la aa-numitele remorchere tractor.Se utilizeaz urmtoarele abrevieri pentru tipurile de remorchere n funcie deconfiguraia propulsiei:

STshaft tugnava cu linie de axeASDazimuth stern drive nav cu propulsoare azimutale amplasatela pupaVSP nava cu propulsoare Voith Schneider (n cele mai multe cazurisunt tip tractor tug)ATTazimuth tractor tug - nav cu propulsoare azimutale amplasatecentral

Alegerea tipului de propulsorelice pe linie de axe, elice pe sistem azimutal lapupa, elice pe sistem azimutal la centru sau cicloidal - este determinat n

principal de caracteristicile manevriere avute n vedere.- Propulsia tip linie de axe asigur guvernarea navei prin sistemul clasic cucrme. Fora de traciune este dezvoltat numai pe axa longitudinala anavei i numai spre nainte, traciunea lateral sau la mers napoi fiind

Fig. 2.5Remorcher cu linie de axe Fig. 2.6Remorcher tip ASD )

Fig. 2.7Remorcher tractorVoith-Schneider

Fig. 2.8Remorcher tractorazimutal


22/253

NAVE TEHNICE

21

slab. Cea mai frecvent utilizare a acestui sistem de propulsie se

ntlnete la remorcherele de linie.- Propulsia tip ASD (azimutal la pupa) asigur o mai bun guvernare dectsistemul cu linie de axe i dezvoltarea forei de traciune maxime n oricedirecie. Totui, amplasamentul la pupa al propulsiei face ca guvernarea sse realizeze prin rotaia navei ceea ce conduce la limitarea forei detraciune n direcie transversal. Acest tip de propulsie permite traciuneamaxim att spre nainte ct i spre napoi ceea ce permite utilizarea naveila remorcarea cu pupa sau cu prova. Cea mai frecvent utilizare a acestuisistem de propulsie se ntlnete la remorcherele de manevr n port irad.

- Propulsia tip tractor, prin amplasarea propulsoarelor la mijlocul navei,permite dezvoltarea forei de propulsie maxime n orice direcie fr a maifi necesar ntoarcerea remorcherului, conferind astfel o mare flexibilitaten operare. Principal limitare a utilizrii sistemului de tip tractor oconstituie pescajul mare (5-8 m) dat de amplasarea propulsoarelor subnav, ceea ce permite utilizarea numai n zone cu ap de adncime mare.Cea mai frecvent utilizare a acestui sistem de propulsie se ntlnete laremorcherele de manevr (acolo unde adncimea n port permite) i laremorcherele de escort.

EliceaExceptnd propulsoarele cicloidale (VSP), toate celelalte variante utilizeazelicea ca element de propulsie. Proiectarea sistemului de propulsie la unremorcher se face cu metodele obinuite de proiectare a elicei cu ctevaparticulariti.

-

Punctul de proiectare: exceptnd unele situaii speciale, punctul deproiectare al elicei se alege la viteza 0. Aceasta asigur dezvoltarea uneifore de traciune maxime cu nava staionar, folosind toat putereamotoarelor dar fr a le suprasolicita chiar n cazul unei viteze de avansnegative. Proiectarea la punct fix face ca n mar liber elicea s nu poatabsorbi toat puterea motoarelor. De regul, proiectarea se face avnd cadate iniiale traciunea la punct fix (din caietul de sarcini) i diametrulelicei din considerente geometrice de amplasare a elicei. Se impun vitezade avans n discul elicei va=0 i coeficientul de siaj w=0. Coeficientul desuciune se calculeaz n funcie de formele navei i amplasarea elicelorsau se poate adopta preliminar t=0.15..0.20 la remorchere cu linie de axe,t=0.10..0.15 la ASD i t=0.01..0.05 la remorchere tractor.

-

Elice ncrcat: prin noiunea de elice ncrcat se nelege elicea la careraportul T/A0 (Traciune/Aria discului elicei) este mare. Ca ordin demrime, se consider c o elice este ncrcat dac are acest raport peste40-50 kN/m2. Deoarece diametrul elicei este limitat din considerente de


23/253

NAVE TEHNICE

22

pescaj iar puterea instalat este mare, n mod frecvent la remorchere se

ajunge la valori ale raportului T/A0de 6090 kN/m2

. n consecin se vaacorda atenie sporit verificrii la cavitaie a elicei.- Elice n duz: amplasarea elicei n duz asigur fa de elicea liber o

traciune sporit la viteze mici i un comportament mai bun al elicelorncrcate. Acest lucru face comun utilizarea elicei n duz la remorchere.

- Elice cu pas fix: pentru a evita complicaiile constructive i innd cont cdoar cu unele excepii viteza de mar liber nu reprezint o cerin specificremorcherelor, n majoritatea cazurilor se utilizeaz elice cu pas fix (FPP).Totui la unele tipuri de remorchere salvare, escort se impun i cerinede vitez n mar liber. La remorcherele de linie exist chiar trei regimuriuzuale: mar liber, remorcaj de linie, traciune la punct fix. innd cont celicea este proiectat din condiia de traciune la punct fix (Bollard pull), oelice cu pas fix nu va absorbi toat puterea motorului n situaia de marliber a navei, pn la 50% din puterea instalat neputnd fi utilizat. Laremorchere cu funcionare n mai multe regimuri de vitez, din necesitateade a utiliza maximum de putere n orice regim, se utilizeaz elicele cu pasreglabil (CPP) att la sistemul cu linie de axe ct i la azimutale.

Pentru o evaluare rapid a relaiei putere-traciune la punct fix, se poate utilizacu caracter preliminar traciunea specific T/P (traciune/putere). Laremorchere, n condiiile specifice de mai sus, acest raport are valoarea 160-220N/kW.

Motoarele principaleMotoarele principale (MP) pentru remorchere se aleg innd cont de

particularitile funcionale i de amenajare. Astfel:- Funcionarea n regim de sarcin variabil impune aproape exclusiv motoare

Diesel pe MDO (Marine Diesel Oil = motorin), combustibilul greu (HFO)fiind rar utilizat doar la remorchere de linie care funcioneaz mult timp nregim stabilizat.

- Din considerente de amenajare i spaiu n CM se prefer utilizareamotoarelor rapide sau semirapide care dei au un consum specific mai maresunt mai compacte.

- innt cont de regimul de funcionare timp ndelungat la putere maxim ifrecvent suprasarcin motoarele se aleg cu setare de rating ridicat (heavyduty, 1 sau A n funcie de productor) ceea ce nseamn 100% din timp laputere maxim, n cel mai ru caz 80% din timp la putere maxim.

-

n mod frecvent arhitectura sistemului de propulsie presupune cuplarea lamotoarele principale i a altor consumatori (pompa de incendiu, generator peax, pompa hidraulic de guvernare, etc.) ceea ce necesit ca pe MP sau pe


24/253

NAVE TEHNICE

23

reductor s se prevad PTO (Power Take Off), adic prize de putere

auxiliare.- n unele cazuri se pot monta un numr diferit de motoare dect propulsoare(fig.2.13), frecvent n cazul transmisiilor electrice sau hidraulice, caz n carese utilizeaz un sistem de power management, respectiv pornirea-oprireaautomat a unora din motoare n funcie de necesarul de putere din acelmoment.

Alegerea puterii motoarelor principale (MP) se face parcurgnd etapele:- Se specific datele de intrare: sunt traciunea la punct fix (din te ma de

proiectare) i diametrul elicei (din condiii geometrice de amplasare)- Se stabilete o configuraie a transmisiei i se evalueaz lanul de pierderi pe

transmisie i consumurile suplimentare. n lipsa unor date concrete, se potconsidera urmtoarelepierderi:-

Transmisii mecanice: 1% pentru fiecare lagr al transmisiei, 2% pentrufiecare treapt de reducie (n reductor), 1% pentru cuplaj elastic

- Transmisii electrice: 3% generator, 2.5% tablouri i convertizoare, 3-4% motorul electric

- Transmisii hidraulice: 7 % pompa, 6-10 % conducte, valvule,regulatoare, 7% motorul hidraulicPentru consumurile suplimentare de putere se vor avea n vederegeneratorul pe ax, pompele (incendiu , guvernare, etc.) i orice aliconsumatori antrenai de MP (cu pierderile aferente cuplrii la MP).

- Se determin caracteristicile elicei din diagrama Kt-J la J=0. Deoareceproblema este nedeterminat (nu se poate determina turaia optim deoareceformal randamentul este 0), se va face o analiza pe diferite turaii adoptate,

la fiecare turaie se calculeaz:- raportul de pas al elicei: s fie de regul ntre 0.7 si 1.1- coeficientul Kq i puterea cu acesta necesar la elice PD- se stabilete puterea la flana (MCR) utiliznd PD, pierderile pe

transmisie i consumurile suplimentare- se aleg din catalog un motor i un reductor- se reevalueaz pasul elicei din diagrama Kq-J la J=0 pe puterea i

turaia efective i se calculeaz traciunea real la punct fix- Se alege turaia pentru care rezult cea mai bun configuraie a sistemului

de propulsie din punct de vedere al traciunii, motorului, reductorului,transmisiei i elicei. Nu se vor ignora nici elementele de cost,disponibilitate, fiabilitate, etc.


25/253

NAVE TEHNICE

24

Aranjamentul propulsiei

Proiectarea remorcherelor se face avnd ca element central propulsia.Componentele sistemului de propulsie sunt: motorul, cuplajul, reductorul,transmisia, propulsorul.Ca cerine generale de amplasare, att pentru remorcherele cu linie de axe ct ipentru cele cu propulsoare azimutale sunt valabile cteva cerine generaleprivind amplasarea sistemului de propulsie.- poziionarea i dimensionarea propulsorului n corelaie cu formele pupa,

pescajul minim i maxim astfel nct:- diametrul elicei s fie ct mai mare fr a depi cel mai de jos punct al

navei i elicea s fie imersat la pescajul minim. Se recomand cavrful propulsorului s fie la minim (0.2..0.4) D sub linia de pescajminim. n cazul n care propulsorul coboar sub linia de baz, pe navse va amplasa un derivor extins astfel nct acesta s protejeze elicea.

-

formele n zona propulsorului s asigure o curgere bun a apei i sevite absorbia de aer la mar nainte i s minimizeze aceast absorbiela mar napoi.

- poziionarea duzei relativ la corp s faciliteze curgerea apei, sminimizeze pierderea de eficien a duzei (prin zone obturate princontactul cu corpul) i s evite crearea de contra-curgere pe exteriorulduzei

- elicele s fie ct mai deprtate de PD, fra a exista riscul lovirii lateralede cheu n timpul oscilaiilor i lund n considerare posibilitateaamplsarii motoarelor n interiorul navei

- poziionarea motoarelor n interiorul navei:- formele navei i spaiul disponibil n CM

-

elementele structurale ale navei (osatura, postameni)- spaiul de mentenan necesar sub motoare, n lateral ideasupra lor;- spaiul necesar altor echipamente conectate la motoare (reductor,

generator pe ax, pompa de incendiu, evacuare gaze, etc.)- cerinele de amenajare a navei:

- remorcherele au n general compartimentul maini la centru, deci celmai mare spaiu este acordat motoarelor. Trebuie inut cont ns i denecesitatea altor spaii n zon (tancuri, spaii tehnice, etc.)

- asieta: motoarele au un aport semnificativ n deplasamentul navei ipoziionarea lor incorect poate afecta negativ asieta navei.

- cerinele de stabilitate de avarie: la remorchere compartimentul mainieste de mari dimensiuni i avarierea acestuia poate compromite

nescufundabilitatea navei. Se va cuta un compromis ntre dimensiuneaCM i amplasarea acestuia astfel nct s se respecte cerinelestabilitii de avarie (la tipurile de remorchere la care acestea suntaplicabile)


26/253

NAVE TEHNICE

25

Remorchere cu linie de axe(fig. 2.9).

La aceste nave aranjamentul elementelor sistemului de propulsie se face nlinie. Suplimentar se vor avea n vedere:- spaiul pentru crme s fie suficient- lagrele liniei de axe vor fi poziionate astfel nct distana ntre ele s

respecte cerinele din Reguli- alinierea cu propulsorul: n unele situaii se practic linii de axe

nclinate n plan vertical (la navele mici) i n plan orizontal. nclinarealiniei de axe nu va depi 3-4 grade.

Fig. 2.9Aranjamentul sistemului de propulsie la un remorcher de linie

n ceea ce privete distana ntre propulsoare i distana propulsorului fa debordaj se aplic aceleai principii ca la remorcherele azimutale.

Remorchere azimutale(fig. 2.10)Amplasarea propulsoarelor azimutale se face la pupa pentru remorcherele tipASD si la centru pentru remorcherele tractor.Pentru a mri performanele i n special cele de manevrabilitate, propulsoareletrebuie amplasate ct mai deprtate unul de altul. Distana minim recomandatntre poziiile extreme ale propulsoarelor (a se ine cont c acestea sunt rotative360) este de 500 mm. Pe de alt parte, amplasarea propulsoarelor trebuie sasigure o distan de siguran minim ntre propulsoare i bordajul navei(recomandat 500 mm) pentru a evita lovirea propulsoarelor de cheu sau de navaasistat datorit nclinrii remorcherului.Nu este obligatoriu ca unitile de

propulsie s fie amplasate vertical, ele pot fi dublu nclinate -longitudinal itransversal - cu unghiuri de pn la 3 5. Aceast nclinare reduce unghiulaxului cardanic, permite amplasarea apropiat a motoarelor fr a influena


27/253

NAVE TEHNICE

26

distana ntrepropulsoare i aduce unele beneficii hidrodinamice n cazul

remorcherelor de manevr.

Fig. 2.10Aranjamentul sistemului de propulsie la un remorcher ASD cutrasmisie cu ax cardanic

Fig. 2.11Amplasarea nclinat a propulsoarelor azimutale

Transmisia puterii de la motoare la propulsoarele azimutale se poate realiza nmai multe moduri:

-

mecanic- electric- hidraulic


28/253

NAVE TEHNICE

27

n cazul transmisiilor electrice sau hidraulice, amplasarea propulsoarelor este

independent de amplasarea motoarelor oferind flexibilitate aranjamentuluipropulsiei. Totui aceast soluie este aplicat numai n cazuri speciale datoritcostului mai ridicat i a pierderilor mai mari pe lanul de transmisie comparativcu transmisia mecanic.

n cazul transmisiei mecanice, legtura ntre motor i propulsor se face cuarbore de transmisie. n funcie de aplicaie, exist mai multe tipuri de cuplare:

- direct cuplajul motor-propulsor se face direct prin intermediul unuicuplaj elastic; axul motorului este aliniat cu axul propulsorului i caatare este necesar s existe spaiu suficient pentru motor n vecintateapropulsoului.

- cu un singur arbore cardanic n cazul cnd motorul este amplasat relativn vecintatea propulsorului i aproximativ la acelai nivel.

-

cu ax cardanic multiplu atunci cnd motorul este ndeprtat depropulsor i amplasat mult mai jos (v. fig 2.10)

n cazul utilizrii transmisiei cu ax cardanic simplu sau multiplu, trebuie avuten vedere urmtoarele:

- unghiul ntre axe trebuie s fie minim 1 i maxim 6-6.5 la fiecarearticulaie

- axele trebuie prevzute cu lagre care s susin greutatea proprie- trebuie s existe minimum un cuplaj elastic pe lanul de transmisie

Pentru reducerea unghiului de nclinare a transmisiei cardanice, pe lngnclinarea propulsorului se poate nclina longitudinal i motorul principal.Trebuie inut cont c nclinarea longitudinal total a motorului (static + din

asieta navei) este limitat de productor (se va consulta catalogul motorului).

Remorchere tractor azimutale(fig. 2.12)Amplasarea propulsoarelor azimutale se face la centru prova sub chila navei.Principiile de amplasare sunt asemntoare cu cele de la remorcherele tip ASDcu urmtoarele observaii:

- amplasarea la centru-prova sub chila navei a propulsoarelor asigur odiferen de nivel mic ntre motoare i propulsoare, ceea ce face maisimpl transmisia cardanic

- unghiurile de amplasare ale propulsoarelor sunt date de forma fundului- existena unui derivor extins la pupa i a proteciilor la prova pentru

protejarea propulsoarelor


29/253

NAVE TEHNICE

28

Fig. 2.12Aranjamentul sistemului de propulsie la un tractor azimutal

Remorchere tractor Voith Schneider(fig. 2.13)Amplasarea propulsoarelor azimutale se face la centru prova sub chila navei.Amplasare propulsoarelor i formele navei (v. Cap. 2.4) trebuie s respectecerinele stricte ale productorului propulsoarelor.n fig. 2.13 se vor remarca:

- amplasarea propulsoarelor la centru-prova sub chila navei, tipic lanavele tip tractor

- unghiurile de amplasare ale propulsoarelor sunt date de forma fundului- existena unui derivor extins la pupa i a proteciilor la prova pentru

protejarea propulsoarelor- transmisia cu cuplaj hidraulic- utilizarea unor faciliti oferite de sistemul VSP

dou motoare pe fiecare propulsor; nu este obligatorie darflexibilizeaz exploatareaamplasarea pompelor de incendiu pe PTO la motoramplasarea generatoarelor pe ax pe PTO la reductor


30/253

NAVE TEHNICE

29

Fig. 2.13Aranjamentul sistemului de propulsie la un tractor VSP

Proba de traciune (Bollard Pull)Fora de traciune reprezint fora static dezvoltat de un remorcher n linia deremorcare la viteza nul. Fora de traciune este cerina contractual laremorchere i nendeplinirea acesteia atrage penaliti. Pentru certificarea foreide traciune se realizeaz proba de traciune. Aceast prob se efectueaz dupfinalizarea construciei, iar modul ei de desfurare este reglementat de Reguli.Proba se desfoar prin legarea remorcherului la cheu sau la geamandur,aducerea motoarelor n regim nominal i msurarea forei din linia deremorcare.Exist mai multe definiii ale forei de traciune:

- Traciunea static medie n care se msoar fora medie dezvoltat pe o

perioad lung de timp (de regul 5-10 min) prin medierea tuturorvalorilor nregistrate n acest interval n regim nominal al motoarelor(100% MCR). Acest tip de prob se consider ca fiind modalitateastandard de msurare.


31/253

NAVE TEHNICE

30

- Traciunea static maxim n care se msoar fora maxim dezvoltat

pe o perioad scurt de timp (de regul 30 sec.) prin medierea valorilormaxime nregistrate n acest interval.- Traciunea maxim reprezint cea mai mare valoare singular

nregistrat n timpul probei; este informativ, nu se consider ca fiindtraciunea nominal a remorcherului.

- Traciunea static medie brazilian n care se msoar fora mediedezvoltat pe o perioad foarte lung de timp (o or). Datoritinevitabilelor schimbri de curgere a apei pe timpul probei, traciuneascade n timp i traciunea medie pe o or este mai mic dect testulstandard de 5-10 min.

- Traciunea comercial reprezint traciunea dezvoltat cu motoarele nsuprasarcina (110% sau mai mult) n scopul de a obine o valoare dereclam a remorcherului. Nu este recunoscut ca prob oficial, darmulte nave sunt declarate n prospect cu aceast valoare.

Rezultatele probei de traciune sunt influenate de o serie de factori: poziianavei n raport cu cheul, adncimea apei, lungimea parmei de remorcare,direcia i viteza vntului i a curentului, etc.Pentru a uniformiza condiiile de prob, se impun reglementri asupra acestora.Cerinele privind condiiile de desfurare a probei nu sunt reglementateuniform i difer uor la diferite Societi de Clasificare.Cu titlu de exemplu (se vor aplica cerinele Societii de Clasificare care acordclasa navei), cerinele tipice pentru desfurarea probei sunt :

- poziia fa de cheu se va evita amplasarea navei perpendicular pecheu sau n nie ale cheului

-

lungimea parmei de legare LT> 155 x (P/1000)1/3m- adncimea minim a apei H > 13.5 x (P/1000)1/4m- starea de ncrcare a navei la plutirea de plin ncrcare, pe asieta

dreapta, fr canarisire- viteza vntului < 5 m/s- viteza curentului < 1 nod- acurateea dinamometrului < 2%- sarcina motoarelor: 100% MCR 5%

n cazul n care obiectiv nu se pot ndeplini cerinele privind lungimea parmeide remorcare i a adncimii apei, sunt reglementate i se admit corecii privindinfluena acestora asupra traciunii.


32/253


33/253

NAVE TEHNICE

32

Asieta: n general remorcherele se proiecteaz pentru navigaia pe asieta

dreapt. Totui pentru a preveni ventilaia elicelor n condiii de mar napoi ipentru a facilita navigaia prin ghea, asieta trebuie s poat fi modificat.Aceasta presupune existena unui sistem de balastare. Se va ine cont denecesitatea modificrii asietei la proiectarea formelor (pentru a reduce risculinundrii punii) i de prezena balastului la determinarea deplasamentuluinavei (se va analiza cazul de ncrcare nav cu toat ncrctura i cu balast).

Particulriti privind formeleCu unele excepii, formele remorcherelor nu sunt adaptate pentru vitez.Elementele determinante la proiectarea formelor sunt:

- optimizarea zonei de amplasare a propulsoarelor din punct de vedere alspaiului necesar i al asigurrii unei curgeri corecte n zonapropulsoarelor

-

comportarea bun a navei n mare agitat- considerarea posibilitii de mar cu spatele la toat viteza- considerarea condiiilor specifice de utilizare, respectiv riscul de lovire

cu navele asistate, cu cheul, precum i riscul de euare- simplitatea tehnologic de construcie

Zona propulsoarelor

a) Remorchere ASD i STAcest tip de nave au pupa tip Pram la care intrarea apei n discul elicei se facen principal n sens longitudinal de sub nav i nu din lateral. Din acest motivunghiul format de longitudinale cu planul de baz trebuie meninut ct mai mic

posibil. O regul de urmat este ca acest unghi (v. fig. 2.14) s nu depeascvaloarea de 13 + (1 pentru fiecare metru pescaj corp nav). Totui n nici uncaz unghiul nu va fi mai mare de 18. Unghiurile mai mari vor cauza ruperealiniei de curent, turbulene, separarea direciilor de curgere i absorbia de apdin lateral. Aceste fenomene vor conduce la scderea drastic a performanelorde propulsie i ventilarea elicelor.Nu este utili nici recomandat forma de tip S a longitudinalelor prin aducerealor spre orizontal n zona propulsoarelor.n sens transversal nu este necesar cafundul s fie plat n zona propulsoarelor. Dimpotriv este recomandat ca funduls aib o uoar form V, descresctoare de la cuplu maestru i meninut pnala oglind. Chiar i un unghi de 5-10 este benefic pentru curgere, slamming istabilitate.

n exemplul tipic din figura 2.14 se vor observa:- nclinarea longitudinal a fundului de 13 grade- nclinarea de 52 grade a oglinzii- forma prova plin cu teuga foarte puin supranlat


34/253

NAVE TEHNICE

33

- gurna cu dubl demarcare i racordat

-

centura delimitat de frntur- derivorul cobort sub LB pentru protecia propulsoarelor i extins pnala prova

Fig. 2.14Plan de forme tipic pentru remorcher ASD (Damen)

b) Remorchere tractorn cazul remorcherelor tip tractor propulsoarele sunt amplasate n zona centru-prova. n aceast zon fundul va fi tip V cu nclinare transversal de 2 -4 fade orizontal, constant pe toat zona propulsoarelor. n plus, pe zonapropulsoarelor, longitudinalele vor fi drepte i nclinate spre pupa cu 2 - 3pentru a facilita admisia apei n zona propulsoarelor (fig 2.15). Amplasareapropulsoarelor (azimutale sau VSP) se face dublu nclinat, perpendicular pesuprafaa navei n zona respectiv.n exemplul tipic din figura 2.15 se vor observa:

- nclinarea fundului longitudinal de 2 grade i transversal de 3 grade n

zona propulsoarelor- pupa ascuit pentru favorizarea curgerii la mar napoi- prova fra teug


35/253

NAVE TEHNICE

34

Fig. 2.15Plan de forme tipic pentru remorcher VSP (SKD)

GurnaDin punct de vedere hidrodinamic, forma optim a gurnei este tip rotunjit curaza cresctoare spre pupa. Totui, din considerente de simplificare tehnologica construciei se utilizeaz i gurna unghiular. Este recomandat n acest cazutilizarea gurnei cu dou frnturi n sens transversal, soluia cu o singurfrntur fiind ineficient hidrodinamic. n cazul utilizrii gurnei cu frnturitrebuie acordat atenie liniei gurnei care s fie amplasat n lungul liniei decurent. n caz contrar se va produce separarea curgerii cu efecte negative asupracondiiilor de funcionare a elicelor. Frnturile gurnei trebuie extinse pn laoglind.

Prova

Prova remorcherelor este cu forma coastelor tip V rotunjit i fr bulb.Deoarece viteza nu este o cerin determinant de proiectare, unghiul de intrareal liniilor de ap este mare, pna la 30-40. Frnturile de gurn (dac exist)sau racordarea gurnei se pierd progresiv pna la etrav.


36/253

NAVE TEHNICE

35

Puntea n zona prova are curbura transversal pronunat (1/40 .. 1/50 din B)

pentru a facilita scurgerea apei, iar selatura longitudinal este ridicat spreetrav din considerente de comportare bun pe valuri i la tangaj.nalarea teugii este funcie de destinaia remorcherului i anume:

- La remorcherele cu linie de axe (ST) i la remorcherele destinatenavigaiei n zone nelimitate, teuga este supra-nalat cu unul sau chiardoua nivele pentru a face fa navigaiei n valuri mari.

- La remorcherele tip ASD sau tractor, nlarea provei este redus laminim i este obinut numai din selatur sau cel mult dintr-o treapt apunii (semi-teug), att ct s compenseze imersarea provei la tangaj.Aceasta deoarece la aceste nave direcia normal de remorcare lamanevr este peste prova cu ajutorul vinciului de remorcare instalatpe puntea prova. Amplasarea la nlime mare a acestui vinci mretemult momentul de nclinare dat de parma de remorc i poate pune npericol stabilitatea remorcherului. n acelai timp trebuie avut nvedere nlimea minim a etravei impus de cerinele Load LineConvention.

Extremitatea prova la nivelul punii este rotunjit cu raza mare pentru a nu creapuncte de concentrare la operarea prin mpingere.

PupaColurile pupa sunt racordate cu raz mare pentru a permite rostogolireapupei pe nava asistat i pentru a asigura continuitatea fr coluri a brului deprotecie.Puntea n zona pupa are curbura transversal pronunat (1/40 .. 1/50 din B)pentru a facilita scurgerea apei, iar selatura longitudinal limitat la minim,

uneori dreapt, pentru a nu stnjeni instalaia de remorcaj.n afar de cele de mai sus, formele pupa sunt difereniate n funcie de tipulremorcherului.La remorcherele tractor i uneori la cele ST, formele pupa nu sunt restricionatede prezena propulsiei. Pupa poate fi astfel ngustat cu efecte hidrodinamicebenefice. Mai mult, la remorcherele tractor, la care navigaia cu spatele esteuzual, formele pupa sunt destul de asemnatoare cu cele prova.La remorcherele ASD prezena propulsoarelor impune o pup lat cu oglind.Imersarea oglinzii trebuie s fie ct mai mic pentru a reduce efectul desuciune al oglinzii. Este recomandatca partea imers a oglinzii s fie tiat nsens longitudinal la 45 pentru a mbunti comportarea la mar napoi.Propulsoarele nu trebuie montate n imediata proximitate a oglinzii pentru a

diminua ventilarea elicelor la mar napoi sau la frnare. Este recomandat cadistana de la propulsor la extremitatea plutirii s fie aproximativ egal cupescajul.


37/253

NAVE TEHNICE

36

DerivorulDerivorul este un element important al arhitecturii unui remorcher. Rolulacestuia este de a proteja propulsoarele, de a mbunti stabilitatea de drum ide a fi utilizat ca sprijin la andocare.La remorcherele ST i ASD derivorul nu trebuie prelungit excesiv spre pupa, eltrebuie s se menin n afara zonei de aciune a propulsoarelor recomandat caextremitatea pupa a derivorului s se afle la circa un diametru de elice n provapropulsoarelor. n caz contrar, jetul de la elice este redirecionat de derivor ialtereaz semnificativ manevrabilitatea. Din motive de protecie la euare iandocare, este recomandat ca derivorul s coboare 200-300 mm sub nivelulinferior al propulsoarelor. n cazul n care derivorul se prelungete mult sublinia de baz, derivorul pote fi prelungit n lungul chilei pn la etrav.La remorcherele tractor, derivorul este extrem de pronunat, profilathidrodinamic i coboar suficient sub linia de baz pentru a acoperi gabaritulpropulsoarelor. Derivorul mpreun cu proteciile propulsoarelor reprezintpunctele de sprijin la andocare.

Alte cerine privind formaForma i construcia remorcherului trebuie s in cont de faptul c putereainstalat este mare i condiiile de operare sunt dificile. Toate elementele corp, apendici, suprastructuri, elemente de prindere a sistemului de propulsie,catarge, etc. trebuie sa fie proiectate n aa fel nct s fac fa forelor mari,manevrelor violente, pericolului de coliziune i euare, nivelului ridicat devibraii, etc.

Centuran jurul navei se prevede o centur vertical. Delimitarea ntre bordaje icentur se face cu frntur. Limea centurii trebuie s fie suficient pentruamplasarea brului de protecie i crete progresiv spre prova (i eventual sprepupa) unde brul de protecie este mai lat. La unele remorchere brul deprotecie de la extremiti este de tip tubular, dublu sau triplu. Acest fapt trebuieavut n vedere la stabilirea limii centurii.

ParapetulParapetul are rol de protecie a echipajului, reducerea riscului de inundare apunii i sprijin pentru elemente de protecie (cauciucuri i bru suplimentar). ngeneral la remorchere nu se prevd balustrzi la nivelul punii principale. n

parapet se monteaz nrile de bordaj i uneori babale pentru legare i manevr.Conform regulilor, parapetul trebuie s aib minim 1 m nlime, care poatecrete spre prova pentru a mri efectul de sparge-val.


38/253

NAVE TEHNICE

37

Parapetul se monteaz retras fa de linia punii cu 100-150 mm i este nclinat

spre interior cu circa 10 (mai mult la extremitile navei) pentru a prevenicoliziunea cu cheul sau navele asistate n timpul manevrelor i remorcherul noscilaii.Parapetul trebuie s fie o construcie solid pentru a susine brul suplimentar,babalele ncastrate n parapet i sarcina vertical din linia de remorcare care sesprijin pe parapet.

TimoneriaConstrucia timoneriei i amplasarea trebuie s in contde urmtoarele cerine(fig. 2.16): s asigure o bun vizibilitate orizontal 360, iar sectoarele oarbe

individuale i totale s fie conform Regulilor s asigure o bun vizibilitate vertical de circa 45 n sus, iar n jos

suficient pentru observarea vinciurilor prova i pupa i a bordajelor s fie suficient de retras (inclusiv courile de fum) astfel nct s previn

coliziunea cu navele asistate, considernd c remorcherul are micare deruliu. n general este de dorit o retragere a oricrei construcii (parapet,suprastructur, timonerie) n interiorul navei corespunzator unei nclinaiide 15 fa de vertical.

Fig. 2.16Exemplificarea cerielor privind construcia timoneriei

2.5 Instalaia de remorcaj

Remorcajul se poate efectua n principal n trei moduri:- remorcaj peste pupa cu sistemul de remorcare pupa- remorcaj peste prova (nu la remorcherele ST) cu sistemul de remorcare

prova

-

remorcaj la ureche cu legarea la babaleInstalaia de remorcare prevzut pe onav care n simbolul de clas coninenotaia TUG reprezint ansamblul de echipamente i dotri care ofer acesteinave posibilitatea efecturii urmtoarelor operaii:


39/253

NAVE TEHNICE

38

- remorcarea n linie; n acest caz echipamentele de remorcare se

amplaseaz n jumtatea din pupa a navei;- operaii de remorcare de escort care se efectueaz cu echipamentele deremorcare care se amplaseaz n zona prova a navei.

O serie de remorchere normale sunt dotate la prova cu echipament deremorcare (fore towing bollard) amplasat perpendicular pe PD, care dauposibilitatea acestei nave de a asista o nav sau o instalaie plutitoare n cursulunor remorcaje sau manevre. Un astfel de remorcher nu este clasificat caEscort tug, deoarece un astfel de remorcher trebuie s ndeplineasc i nitecondiii specifice.

Componena instalaiei de remorcajComponena efectiv a unei instalaii de remorcare este stabilit prinSpecificaia Tehnic a Navei ca tem de proiectare, care conine cerinelearmatorului navei stabilite n funcie de operaiile pe care nava trebuie s leexecute. Instalaia poate conine (fig. 2.17):- parme de remorc- vinciuri de remorc- crlige de remorc- babale de remorc (towing bollard sau towing bitt)- ghidaje / limitatori / pentru parma de remorc: gobeye, towing pins- rulou de ghidare pupa (stern roller), specific navelor Supply/Tug- curbe de remorc (tow bars) ca elemente de protecie pe nav fa de

parma de remorc

0 5 10 15 20 23

0 5 10 15 20

SWL 65T

7

C.L.

0 1 2 3 4 5 6 7 108 9 11 12 13 14 15 16

CAPSTAN3T

2117

18

2019 22 23

RB 100

TOWING BOLLARD

GOBEYE

TOWING BOLLARD

Fig. 2.17Elementele instalaiei de remorcare


40/253

NAVE TEHNICE

39

Parme de remorc

Parma de remorc reprezint un element de legtur elastic i rezistent ntreremorcher i nava remorcat. Parmele de remorc se realizeaz din cabluri dinoel sau parme sintetice, iar cerinele privind caracteristicile materialelor dincare se execut acestea sunt reglementate prin Regulile Societilor deClasificare i care pot diferi de la o Societate de Clasificare la alta.Lungimea parmelor de remorc i numrul acestora rezult din SpecificaiaTehnic a Navei nefiind reglementat de ctre Societile de Clasificare.Pentru cazul n care proiectantul trebuie s stabileasc aceste elemente se potutiliza recomandrile din documentul Guidelines for the Approvability ofTowing Vessels editat de catre Noble Denton International Ltd din care seredau mai jos urmtoarele:

TIPUL NAVEINR. PARME DE

REMORCLUNGIMEA MINIM A PARMEI

DE REMORC (m/buc)

Ocean / Salvage Tug3 buc.

(1buc. de rezerv)800

Unrestricted Towages 2 buc.(1buc. de rezerv)

650

Restricted Towages 1 buc. 650

Se mai utilizeaz ca la stabilirea lungimii remorcii s se ia n considerarecaracteristica de dotare a navei remorcate. Astfel lungimea parmeiL = 100 + 0,035 Na, unde caracteristica de dotare Na = 2/3+ 2 B h + 0,1 Av

La stabilirea forei minime de rupere a parmei de remorc n funcie de care se

poate alege diametrul parmei de remorc, fie ea din oel sau din fibre sintetice,se pleac de la valoarea Bollard Pull (BP) indicat n Specificaia navei, lacare se aplic un coeficient de siguran supraunitar, i a crui valoare estediferit de la o Societate de Clasificare la alta, cu o singur excepie i anume:valoarea forei minime de rupere a parmei de remorc nu va fi niciodat sub2xBP. Pentru exemplificare se redau mai jos relaiile utilizate de regulile GL ladeterminarea forei minime de rupere a parmei de remorc:

Fmin= K x BP, unde:K = 2.5, pentru BP 200 kN

iK = 2, pentru BP 1000 kN

Vinciuri de remorcDe regul, pentru a mbunti caracteristicile de manevrabilitate i pentru areduce modificarea de asiet indus de fora de traciune, vinciul de remorc se


41/253

NAVE TEHNICE

40

amplaseaz la nav n PD, iar pe lungimea navei la o distan cuprins ntre 5%

i 10% din lungimea navei spre pupa fa de mijlocul navei.Regulile Societilor de Clasificare prevd o serie de cerine privind vinciurilede remorc, ca de exemplu:- toba vinciului va fi decuplabil fa de axul de antrenare i va fi prevazut

cu frn cu band, acionat pneumatic sau hidraulic i neaparat manual-local, de pe vinci.

- capacitatea de inere a frnei tobei (brake holding load) considerat peprimul strat de nfurare (primul de pe tob) este de 0.8 x Fmin

- comanda (controlul) vinciului se va realiza din timonerie i local- se va asigura posibilitate eliberrii frnei tobei pentru orice condiii de lucru

ale vinciului de remorc, inclusiv n cazul defectrii unitii de acionare- se recomand prevederea unui sistem de msurare i indicare a forei n

parma de remorc, cu citire local i n timonerie-

se va asigura nfurarea corect a parmei pe tob prin prevederea unuimecanism specific (depanator de cablu)

- se va avea n vedere ca de regul, ieirea cablului de pe tob spre pupanavei s se fac pe la partea inferioar a acesteia, pentru a nu dunastabilitii navei i pentru a induce fore mai mici n structura navei.

Crlige de remorcPentru amplasarea crligului de remorc la nav cerinele Regulilor Societilorde Clasificare sunt similare cu cele pentru vinciul de remorc.Pentru alegerea crligului de remorc se pleac de la traciunea nominal lacrlig T = BP.Pentru execuia crligului de remorc se vor avea n vedere urmtoare cerine

ale Regulilor Societilor de Clasificare:- rezistena crligului se va asigura pentru o for de calcul la crlig TC= C x

T, n care C este un coeficient de siguran supraunitar, a crui valoareeste diferit de la o Societate de Clasificare la alta.

- construcia crligului de remorc i fixarea acestuia la nav vor asigurarotirea acestuia n plan vertical i orizontal

- crligul de remorc va fi prevzut cu un sistem de declanare rapid(eliberare a parmei) capabil s funcioneze n caz de urgen avndcrligul sub sarcin. Dispozitivul de declanare poate fi acionat mecanic,pneumatic sau hidraulic iar comanda acestuia va fi local i din timonerie.Sistem de declanare automat trebuie s funcioneze sub sarcin la crlig ila o anumit nclinare transversal periculoas pentru stabilitatea navei.

Babale de remorc (towing bollard sau towing bitt)O baba de remorc este o construcie sudat, rezistent, din corpuri tubulare,avnd forma de portal - ncastrat solid n corpul navei, care se amplaseaz


42/253

NAVE TEHNICE

41

ntre vinciul de remorc i pupa navei, avnd ca rol meninerea (gh idarea)

parmei (parmelor) de la vinciul de remorc n interiorul portalului.Remorcherele care pot asista o alt nav n decursul remorcajului saumanevrelor sunt prevzute cu o baba de remorcare i la prova, pentru care forade lucru se consider 0.9 xBP.

Ghidaje i limitatori pentru parma de remorcTowing pins: Sunt elemente cilindrice verticale amplasate la pupa naveisimetric fa de PD, de ghidare/limitare a parmei de remorc. Au o construcierezistent, ncastrat n corpul navei. Pot fi construcie fix sau telescopic. Aurolul de a mpiedica parma de remorc s devieze n lateral peste parapetulnavei.Gobeye: Este un element de ghidare robust, ncastrat n corpul navei, executatfie din oel rotund, fie turnat, ca o nar de ghidare - similar cu cele utilizate lalegarea navelor. Acest ghidaj se amplaseaz n PD, rolul su fiind de a ghidaprin el parma de remorc fixat la crligul de remorc.

Rola de pupa (Stern roller)Este un element de ghidare specific navelor combinate Supply/tug care potefectua att operaii de remorcare ct i operaii de manevr ancore i cu lanuride ancor din dotarea platformelor de foraj marin, sau a geamandurilorportuare. Constructiv, ruloul de ghidare pupa const dintr-un cilindru din tablesudate, cu diametrul ntre 1-4 m, cu axa orizontal, amplasat la pupa navei,avnd lagrele ncastrate n corpul navei. Are rolul de a proteja pupa navei i dea facilita alunecarea parmei de remorc.

Curbe de remorcSunt elemente de protecie a personalului de pe navele remorcher, montatetransversal pe nav i amplasate ntre crligul de remorc i pupa navei. Parmade remorc se sprijin pe aceste curbe de remorc care sunt mai nalte dectparapetul navei. De asemenea, la extremitile din borduri ale curbelor deremorc se prevd limitatori de parm care limiteaz unghiul n plan orizontalde manevr al parmei de remorc. De regul curbele de remorc suntexecutate din evi i sunt consolidate cu contrafori montai longitudinal.

2.6 Stabilitatea remorcherelor

Stabilitatea remorcherelor este o problem care trebuie verificat cu atenie ncdin stadiul iniial de proiectare. Investigarea stabilitii nu trebuie fcut numain condiii statice i n condiii de remorcaj normal ci i n condiiile specifice


43/253

NAVE TEHNICE

42

de exploatare cnd att remorcherul ct i nava asistat sunt n micare uneori

n direcii diferite n situaia de remorcare cu prova sau n situaia de escort.Stabilitatea remorcherelor este reglementat de trei categorii de reguli:

Reguli generale de stabilitate aplicabile n funcie de zona de navigaie(nelimitat, costier, portuar)

Reguli specifice de stabilitate aplicabile numai remorcherelor Reguli locale specifice portului sau rii unde opereaz nava.

Pentru normele generale de stabilitate se aplic rezoluia IMO A749(18) undesunt reglementate rezerva de stabilitate dinamic, nlimea metacentric, braulmaxim al stabilitii statice, unghiul de maxim al diagramei de stabilitate statici criteriul de vnt.Normele de stabilitate specifice remorcherelor sunt diferite de la clas la clas,dar n principiu se refer la urmtoarele aspecte:

rezerva de stabilitate dinamic n raport cu amplasarea geometric aelementelor de propulsie i remorcaj precum i funcie de fora detraciune a remorcherului;

stablitatea sub aciunea smuciturii din parma de remorcare (cndaceasta se ntinde brusc) sau la ruperea parmei de remorcare

stabilitatea remorcherului n aciuni speciale - tunurile de ap n senstransversal, thrusterele n aciune lateral, ridicarea ancorelor pe rol depupa, etc. ;

O categorie aparte o constituie stabilitatea remorcherelor n regim de escortsub aciunea forelor ce apar n aceast situaie (fig. 2.4).nlimea metacentric tipic necesar pentru asigurarea cerinelor de stabilitateeste de 1.5 m pentru remorcherele obinuite i de circa 3 m pentru remorcherele

de escort. Evident aceste valori sunt cu titlu informativ pentru fazapreliminar, verificarea detaliat a cerinelor de stabilitate este imperiosnecesar.

Exemplificarea unor cerine specifice de stabilitate pentru remorchere.Bureau Veritasn toate cazurile de ncrcare, exceptnd nava goal, remorcherul trebuie saib suficient stabilitate pentru a suporta traciunea n parma de remorc ceacioneaz n sens transversal. Nava trebuie s indeplineasc condiia (fig.2.18) : A 0,011 m.radunde:

A: Aria dintre curba braului de redresare GZi a braului de nclinare bH

de la C laD[m.rad]C Unghiul de echilibru staticD Unghiul limit, cel mai mic dintre 40,unghiul de inundare deschideri, unghiul la care GZ = max.


44/253

NAVE TEHNICE

43

Braul de nclinare

T = traciunea maxim [kN]= deplasamentul n cazul considerat [t]H = distana vertical de la crlig la jumtatea pescajului [m]

c=1 pentru propulsie azimutalc=0.65 pentru propulsie non- azimutal

Fig. 2.18Criteriul de stabilitate dinamic pentru remorchere

n cazul n care, n faza preliminar, nu se cunoate traciunea la crlig a navei,aceasta poate fi estimat ca:

T = 0,179 P pentru elici fr duzT = 0,228 P pentru elici n duz

unde: P = puterea n kW a motoarelor de propulsie

n cazul n care remorcherul este dotat cu tunuri de ap (i are notaia de clasadiional Fi-Fi ship), trebuie s ndeplineasc un criteriu adiional, respec tivsub efectul reaciunii din tunurile de ap n direcie transversal -orizontal i alefectului thrusterelor de manevr, unghiul de nclinare static C trebuie s fiemai mic de 5. Braul momentului de nclinare:

unde:Ri Fora de reaciune a jetului de la fiecare monitor [kN],hi Distana vertical de la monitor la jumtatea pescajului [m]S Traciunea thrusterelor de manevr (daca exist) [kN]


45/253

NAVE TEHNICE

44

e Distana vertical de la LB la axa thrusterului [m]

Deplasametul n situaia considerat [t]Registrul Naval RomnConform RNR (i asemntor Registrul Rus), remorcherele trebuie verificate landeplinirea cerinelor de stabilitate specifice. Remorcherele trebuie s aib orezerv de stabilitate dinamic suficient ca s reziste la o for de traciuneconvenional aplicat n direcie transversal, respectiv unghiul de nclinaredinamic nu va depi limitele:Remorchere de port i rad:

Unghiul dimanic nu va depi unghiul de rsturnare sau unghiul deinundare care este mai mic, respectiv se va ndeplini criteriul:

unde:ldrbraul de stabilitate dinamic [m] la cel mai mic dintre unghiurile de

inundare sau rsturnarelsmbraul dinamic de nclinare produs de fora convenional nparma de

remorc [m]Pentru braul lsmse indic relaii de calcul n funcie de dimensiunile navei,poziia crligului de remorc, puterea de propulsie i viteza de remorcaj.

Remorchere pentru mare deschis:Unghiul de nclinare din efectul traciunii n parm combinat cu ruliulnavei nu va depi unghiul de maxim al diagramei de stabilitate sau unghiulde inundare care este mai mic, respectiv se va ndeplini criteriul:

unde:ldmaxbraul de stabilitate dinamic [m] la cel mai mic dintre unghiurile de

inundare sau unghiul de maxim al diagramei de stabilitatelsmbraul dinamic de nclinare produs de fora convenional n parma de

remorc [m]K2efectul ruliului asupra unghiului total de nclinare calculat n funciede amplitudinea deruliu, cota centrului de greutate, nlimea metacentric i dimensiunilenavei

Norvegian Maritime Directorate

n urma accidentului soldat cu rsturnarea navei Bourbon Dolphin n timpulunei manevre de anchor handling, autoritile norvegiene au impus cerinesuplimentare de stabilitate pentru navele de tip AHT (Anchor Handling Tug).Acestea se refer la calculul forei maxime T n parma de remorcare astfel


46/253

NAVE TEHNICE

45

nct n cele mai defavorabile condiii nclinarea navei s fie mai mic dect

oricare din unghiurile:- Unghiul la care GZ = 0.5 GZmax- Unghiul de imersare a punii n zona pupa- 15 grade

Foraadmisibil T

unde: Mi momentul de nclinare care produce cel mai mic din unghiurile: unghiul orizontal ntre parma de remorc i PD unghiul vertical ntre parma de remorc i planul de plutirebH braul componentelor orizontalebV braul componentelor verticale

2.7 Remorchere carusel

O categorie special de remorchere - inovaie olandez - o reprezintremorcherul carusel. Ideea de baz const n nlocuirea crligului de remorcfix i amplasat pe punte cu un inel n jurul suprastructurii, astfel nct crligulde remorc se poate deplasa pe acest inel (fig. 2.19).

Fig. 2.19Remorcher carusel n manevra de oprire a navei asistate

Astfel la traciunea n sens longitudinal, crligul se aeaz n PD ca la oricesistem obinuit, dar la traciunea transversal crligul se deplaseaz n bord.Combinat cu nclinarea navei, poziionarea n bord a punctului de remorcarereduce semnificativ momentul de nclinare dat de parm prin diminuarea


47/253

NAVE TEHNICE

46

braului cuplului de fore (fig. 2.20). Se ajunge ca la un anumit unghi de

nclinare a navei braul cuplului de nclinare s devin aproape 0 (punctul deaplicaie al forei hidrodinamice i traciunea din parm se aeaz pe aceeaidirecie) fcnd nava practic imposibil de rsturnat. Evident nava esteproiectat cu un grad mare de etaneitate astfel nct la nclinari de pna la 40-50 grade s nu se produc inundarea navei.

Fig. 2.20Difereniereamomentului de nclinare ntre remorcherul normal(N) i tipul carusel (C)

Ideea c dei nava se nclin semnificativ ea nu se rstoarn a permisdezvoltarea unui nou concept de manevr de frnare a navelor asistate. n fig.2.21 se prezint cteva poziii specifice ale remorcherului n raport cu navaasistat la manevra de frnare.

Fig. 2.21Poziii tipice aleremorcherului n manevrade frnare

A) Remorcherul este n linie cu nava ifrnarea se face exclusiv prin foramotoarelor (cazul remorcherelor

normale)B)

Remorcherul este transversal pe direcianavei asistate, frnarea realizndu-se pebaza rezistenei hidrodinamice aremorcherului n deplasare lateral (trasde nava asistat). n acest mod, fora defrnare poate fi de pn la 9 ori mai maredect cea asigurat de motoare, cu attmai mare cu ct viteza navei asistate estemai mare

C) Similar D, E, K remorcherul n poziieintermediar; frnarea i manevra serealizeaz parial cu motoarele i parialcu ajutorul forei de rezistenhidrodinamic.


48/253

NAVE TEHNICE

47

3.MPINGTOARE

3.1 Descriere

mpingtoarele sunt nave destinate deplasrii prin mpingere a convoaielo r sauunitilor de transport marf nepropulsate (barje) sau manevrrii prin mpingerea altor nave sau uniti plutitoare. Ele sunt destinate operrii n principal pe ci

navigabile interioare sau n zone maritime protejate. O categorie mai puinrspndit o constituie mpingtoarele destinate pentru operaii maritime n apecostiere. Caracteristica principal prin care se identific un mpingtor esteputerea instalat. Ex. mpingtor 2x1200 CP. Puterile instalate pot varia de la400 CP la 10000 CP.mpingtorul este un tip de nav recent aprut (a doua jumtate a sec. XX) i acunoscut o larg rspndiredatorit capabilitii de a transporta convoaie marin condiiile specifice ale apelor interioare lime limitat, traseu sinuos,curent. n aceste condiii, convoiul mpins este mai avantajos fa de convoiulremorcat. La deplasarea prin remorcare, unitile nepropulsate (lepurile) suntnirate una cte una n lungul convoiului i legate ntre ele i de remorcher prinparma de remorc. Aceasta conduce la un convoi foarte lung i dificil demanevrat n condiiile apelor interioare. Din condiii de manevrabilitate fiecarelep trebuie dotat cu instalaie proprie de guvernare i cu echipaj propriu. nplus, oprirea convoiului, n special la mar n aval este problematic.n cazul convoaielor mpinse, mpingtorul este amplasat la pupa convoiului iarbarjele i mpingtorul sunt legate fix ntre ele formnd un corp comun. n acestfel, ntreg convoiul se comport ca o singur nav. Unitile nepropulsate suntfar echipaj i fr instalaii speciale exceptnd sistemele de ancorare imanevr-legare.Pe lng sistemul de propulsie, caracteristic unui mpingator sunt:

- capacitatea sporit a sistemului de guvernare- aranjamentul prova specific sistemului de mpingere- sistemele de legare convoi- formele pupa particulare

-

sistemul de ancorare- timoneria telescopic

Un aspect important de care trebuie inut cont n procesul de proiectare este datde condiiile specifice apelor interioare i anume:


49/253

NAVE TEHNICE

48

- adncimea mic a apei impune nave cu pescaj mic, adaptate

navigaiei n ape puin adnci i rezistente la euare- nalimea limitat deasupra apei determinat de poduri impunelimitarea pe nlime a navei, dotarea cu sisteme demontabile sauretractabile precum i posibilitatea de balastare, toate acestea de naturs reduc gabaritul aerian.

- limea limitat determinat n principal de ecluze impunedimensionarea navei i a convoiului n funcie de limile disponibile(ex. pe Dunrea de Jos 23 m, pe Dunrea de sus 12 -14 m, pe unelecanale din Europa 12 m, respectiv 8 m)

- lungimea limitat a convoiului impus de ecluze i de raza coturilor

Fig. 3.1Plan general mpingtor 2x600 CP cu restricii severe de gabaritaerian

n figura de mai sus se vor remarca dotri, elemente constructive i deamenajare specifice:

- sistemul de propulsie cu dou motoare, transmisie cu linie de axe, elicin duz

- formele pupa cu semi-tunele pentru mrirea diametrului elicelor, forma

prova tip sanie specific navigaiei n ape de mic adncime, forma V afundului pentru prevenirea ventuzei n cazul eurii- elementele specifice sistemului de mpingere tampoane, babale de

cuplare convoi, vinciuri de legare


50/253

NAVE TEHNICE

49

- timoneria telescopic pentru trei nivele de gabarit aeriannalt n cazul

transportului de convoi cu containere, normal pentru majoritateapodurilor, jos pentru podurile de excepie- elementele detaabile / rabatabile n cazul podurilor foarte joase: scara

de acces timonerie, balustrzi tampoane, bastonul pupa .- amplasarea la pupa a sistemului de ancorare- sistemul de guvernare cu 4 crme- configuraia convoiului cu una, dou sau 4 barje

3.2 Tipuri de mpingtoare

Clasificare dupa destinaie

-

mpingtor de linie- mpingtor de manevrmpingtoarele de linie sunt destinate deplasrii convoaielor pe distane lungi.Caracteristicile principale ale acestor remorchere sunt puterea suficient pentruasigurarea vitezei necesare de deplasare n raport cu dimensiunea convoiului,capacitatea de a naviga n condiii de curent advers, autonomia suficient.mpingtoarele de manevr sunt destinate manevrrii barjelor n vedereaformrii i dezmembrrii convoaielor, asistenei mpingtoarelor de linie lamanevrele de oprire i ntoarcere a convoiului, precum i deplasrii pe distanescurte a convoaielor de mici dimensiuni.

Fig. 3.2mpingtor de linie 2 x 1600 CP (NAVROM)

Diferenierea mpingtoarelor dup destinaie este dat de urmtoarele

caracteristici:-

dimensiunile navei- puterea instalat- condiiile de proiectare alepropulsiei


51/253

NAVE TEHNICE

50

- autonomia

-

sistemul de cuplare convoi- capacitatea de guvernareLa mpingtoarele de linie aceste caracteristici sunt mai dezvoltate.

Clasificare dup zona de operare- ape interioare i bazine portuare- maritim costiere

Diferenierea mpingtoarelor dup zona de operare este dat de formele naveii de configuraia sistemului de cuplare. Particularitile mpingtoarelormaritime costiere vor fi analizate separat n ultimul paragraf al acesui capitol.

Clasificare dupa sistemul de propulsie- linie de axe-

propulsoare azimutale

3.3 Propulsia mpingtoarelor

Puterea de propulsie este corelat cu dimensiunea i deplasamentul convoiuluimaxim pentru care este proiectat mpingtorul. Puterea instalat trebuie sasigure viteza minim de deplasare a convoiului mpotriva curentului. Aceastvitez minim depinde de reglementrile naionale (5 km/h pe unele sectoare depe Dunre). Viteza curentului este determinat de condiiile locale ale ciinavigabile. Pentru Dunre se va considera viteza curentului ca fiind de 6 km/h.Pe de alt parte, viteza minim a convoiului in ap stttoare trebuie sa fieminum 13 km.h. Viteza de deplasare a mpingtorului fr convoi nu aresemnificaie practic i nu este impus de tema de proiectare. Tot n cadrulreglementrilor locale intr i puterea minim a mpingtorului n raport cudeplasamentul convoiului. Ca exemplu, pe Canalul Dunre - Marea Neagrdeplasamentul convoiului nu va depi 6.5 t/CP, iar pe sectoarele inferioare sisuperioare ale Dunrii valoarea admis este de 8 t/CP, respectiv 4.5 t/CP.O alt cerin ce trebuie respectat la determinarea puterii de propulsie n relaiecu deplasamentul convoiului este dat de capacitatea de oprire de urgen.Reglementrile naionale i europene cer ca un convoi n mar la viteza maximn aval s poat fi oprit ntr-o anumit distan prin punerea motoarelor la toatputerea napoi, fapt care conduce la o putere minim instalat.

Sisteme de propulsieSe utilizeaz dou sisteme de propulsie

- linie de axe- propulsoare azimutale


52/253

NAVE TEHNICE

51

Propulsoarele azimutale pot orienta fora de propulsie n orice direcie

(omnidirecionale) i nu necesit alte echipamente de guvernare.Alegerea tipului de propulsor linie de axe sau azimutal - este determinat decompromisul ntre urmtoarele caracteristici:

- eficiena propulsiei i posibilitatea de a instala elici cu diametru maimare i implicit puteri mai mari mai bun la mpingtoarele cu liniede axe

- eficiena guvernrii mai bun la mpingtoarele azimutale- simplitatea construciei maibun la mpingtoarele azimutale- preul de cost al navei, costurile de exploatare i fiabilitatea mai bune

la mpingtoarele cu linie de axeDe regul, sistemul azimutal este utilizat la mpingtoarele de manevr sau lampingtoarele cu restricii speciale de proiectare care au puteri mai mici icerine ridicate de manevrabilitate.

Proiectarea sistemului de propulsie la un mpingtor se face cu metodeleobinuite de proiectare a elicei cu cteva particulariti.- Punctul de proiectare: la mpingtoarele de linie punctul de proiectare al

elicei se alege la viteza minim impus a convoiului (10 -12 km/h)asigurnd astfel utilizarea ntregii puteri a motoarelor n timpul marului.La mpingtoarele de manevr, punctul de proiectare se alege la viteze demanevr (circa 5 km/h) sau chiar la punct fix asigurnd absorbia puteriimotoarelor, dar fr a le suprasolicita, n situaii de manevr la viteza mic.La viteze mai mari sau cu convoi uor sau n mar liber, elicea nu va utilizantreaga putere a motoarelor, fr ca aceasta s constituie un impediment.

- Elicea: se utilizeaz exclusiv elice cu pas fix. Se poate utiliza elice n duz

sau elice liber. Decizia este condiionat de considerente de cost i deeficiena hidrodinamic, tiut fiind c, odat cu creterea vitezei, eficienaduzei scade. Ca atare este necesar o analiz a aportului de mpingere alduzei n condiiile de vitez impus a convoiului.

- Secvena de proiectare: Determinarea puterii se face avnd ca date iniiale:- rezistena la naintare a convoiului maximal impus de armator- viteza de deplasare in amonte a convoiului (viteza in ap calm + viteza

curentului)- diametrul elicei din considerente geometrice de amplasare a elicei.- coeficienii de influen corp propulsor care se calculeaz n funcie de

formele navei i dimensiunile convoiului sau se pot considerapreliminar n domeniul w = 0.30..0.40 i t=0.15..0.25. Dup

determinarea puterii se verific capacitatea de stopare a convoiului.


53/253

NAVE TEHNICE

52

Aranjamentul propulsiei

Cerinele generale privind aranjamentul propulsiei sunt:- poziionarea i dimensionarea propulsorului n corelaie cu formele pupa,pescajul minim i maxim astfel nct:- diametrul elicei s fie ct mai mare fr a depi cel mai de jos punct al

navei i elicea s fie imersat la pescajul minim- numrul de pale al elicei va fi corelat cu unghiul de deschidere al

cavaleilor pentru a evita vibraiile (ex. cu 4 pale la unghi de deschiderede 90 )

- formele n zona propulsorului s asigure o curgere bun a apei i sevite absorbia de aer la mar nainte i s minimizeze aceast absorbiela mar napoi.

- poziionarea duzei relativ la corp s faciliteze curgerea apei, sminimizeze pierderea de eficien a duzei (prin zone obturate princontactul cu corpul) i s evite crearea de contra-curgere pe exteriorulduzei

- elicele s fie ct mai departate de PD, fr a exista riscul lovirii lateralede cheu i avnd in vedere spaiul necesar amplasrii motoarelor ninteriorul navei

- poziionarea motoarelor n interiorul navei; se va ine cont de:- formele navei i spaiul disponibil n CM- elementele structurale ale navei (osatura, postameni)- spaiul de mentenan necesar sub motoare, n lateral i deasupra lor- spaiul necesar altor echipamente conectate la motoare (reductor,

generator pe ax, pompa de incendiu, evacuare gaze, etc.)- cerinele de amenajare a navei:

-

mpingtoarele au n general compartimentul maini la centru, deci celmai mare spaiu este acordat motoarelor. Trebuie inut cont ns i denecesitatea altor spaii n zon (tancuri, spaii tehnice, etc.)

- asieta: motoarele au un aport semnificativ n deplasamentul navei ipoziionarea lor incorect poate afecta negativ asieta navei.

mpingtoare cu linie de axe (fig. 3.3)La aceste nave aranjamentul elementelor sistemului de propulsie se fac e n

linie. Specific acestor nave:- din combinaia de cerine - putere mare, diametru mare la elice, pescaj mic

rezult forma specific a mpingtoarelor n zona pupa, respectiv semi-tunele al cror vrf este deasupra liniei de plutire. n acest fel se poate

amplasa elice cu diametrul cu 10-15% mai mare dect pescajul- alinierea motor - propulsor: n unele situaii pentru a maximiza distanantre propulsoare (favorabil pentru manevrabilitate) se practic linii de axenclinate n plan orizontal. nclinarea liniei de axe nu va depi 3-5 grade.


54/253

NAVE TEHNICE

53

Fig. 3.3Aranjamentul propulsieilinie de axe (st) i azimutal (dr)

mpingtoare azimutale (fig. 3.3)O variant mai simpl de amenajare a propulsiei o reprezint propulsoareleazimutale. Avantajul flexibilitii amenajrii i al manevrabilitii foarte buneeste diminuat de:

- diametre mici la elice impuse de pescajul limitat i de imposibilitateaamplasrii elicelor n tunele

- randament i fiabilitate mai sczute- costuri mai mari

n cazul n care se opteaz pentru aceast soluie, propulsoarele trebuie

amplasate ct mai deprtate unul de altul. Distana minim ntre poziiileextreme ale propulsoarelor (a se ine cont ca acestea sunt rotative 360) se vastabili astfel nct s permit amplasarea sistemului de ancorare. Pe de altparte, amplasarea propulsoarelor trebuie s asigure o distan de siguranminim ntre propulsoare i bordajul navei (recomandat 500 mm) pentru a evitalovirea propulsoarelor de cheu sau de barje.Transmisia puterii de la motoare la propulsoarele azimutale se poate realiza nmai multe moduri:

- mecanic- electric- hidraulic

n cazul transmisiilor electrice sau hidraulice, amplasarea propulsoarelor esteindependent de amplasarea motoarelor oferind flexibilitate aranjamentului

propulsiei. Totui, aceast soluie este aplicat numai n cazuri speciale datoritcostului mai ridicat i a pierderilor mai mari pe lanul de transmisie comparativcu transmisia mecanic.


55/253

NAVE TEHNICE

54

Rezistena la naintare a convoaielor

Calculul rezistenei la naintare a unui convoi este dificil i incert datorit nprincipal efectelor induse de configuraia convoiului, fundul limitat, curent,canalul navigabil ngust, etc.Cea mai bun soluie o reprezint efectuarea de probe de bazin. n fazapreliminar de proiectare se pot utiliza diagrame i metode aproximative decalcul care s ofere o idee asupra ordinului de mrime al rezistenei la naintare.n fig. 3.4 se prezint o diagram de rezisten la naintare a diferitelorconfiguraii de convoaie formate din mpingtor + barje Europa IIb.Dimensiunile barjei Europa IIb sunt:

L x B x T = 76.5 x 11.2 x 2.5 m.Convoiul se consider n apa adnc de 7.5 m.

Fig. 3.4RT(v) pentru convoi mpingtor + barje E-IIb

Pentru corecia de fund limitat se poate utiliza diagrama din fig. 3.5 unde:v = viteza navei [m/s],h = adncimea apei [m],T = pescajul navei [m].Se extrage coeficientul de majorare KMn funcie de raportul h/T i de numrulFroude al adncimii apei.Se corecteaz rezistena total: RcT= RTKM


56/253

NAVE TEHNICE

55

Fig. 3.5Corecia de fund limitat

Calculul capacitii de oprireDistana total de oprire a convoiului este: ST= SI+ SIIunde:

SI = Distana parcurs n faza I (de la comanda de oprire pn lainversarea motoarelor)

SII= Distana parcurs n faza II (de la inversarea motoarelor pna laoprire n raport cu apa)

SI= k1 vL t1SII= k2 vII

2 [(Dg) / (k3FPOR+RTmIIRG) (k4+ VSTR/ VII)]unde:RTmII= (RT/v

2) (k7 k6 (vLvSTR))2

RG= i D g 106

VII= k6 (VLVSTR)

FPOR=f PB

Timpul fazei a II-a:tII=SII/ [vII (k4+ vSTR/ vII)]


57/253

NAVE TEHNICE

56

n formulele de mai sus:

RT/v2

conform diagramei 3.6n funcie deD1/3

[B + 2T]k1, k2, k3, k4, k6, k7conform tabelului 3.3.1vL viteza relativ la uscat la nceputul inversrii motoarelor (m/s)tI timpul de inversare a motoarelor de la maxim nainte la

maxim napoi (s) se va considera n orice caz tI20svII viteza n raport cu apa la sfritul manevrei de inversare (m/s)D deplasamentul convoiului (m3)FPOR fora de traciune la elici la mar napoi (kN)PB puterea motoarelor de propulsie (kW)RTmII rezistena la naintare medie n timpul fazei II (kN) determinat

cu ajutorul diagramei RT/v2

RG gradientul rezistenei la naintare (kN)

i coeficientul de gradient n m/km(dac nu se cunoate se ia 0.16 m/km)vSTR viteza medie a curentului (m/s)g 9,81 (m/s2) densitatea apei (kg/m3)T pescajul maxim al convoiului (m)h adncimea apei (m)B limea convoiului (m)L lungimea convoiului (m)f coeficient raportul dintre mpingerea elicei la mar napoi i

puterea motoarelor (kN/kW):- Duza modern cu muchia de fug rotunjit 0.118- Duza clasic cu muchia de fug ascuit 0.112- Elice fr duz 0.096- Propulsor azimutal cu duz 0,157- Propulsor azimutal fr duz 0,113

Tabel 3.3.1

Coef.Convoi n

dana simplConvoi ndana dubl

Convoi ndana tripl

k1 0.95 0.95 0.95k2 0.115 0.120 0.125k3 1.20 1.15 1.10k4 0,48 0,48 0,48k6 0.90 0.85 0.80

k7 0.58 0.55 0.52


58/253

NAVE TEHNICE

57

Fig. 3.6Diagrama de calcul a rezistenei convoiului la mar napoi

3.4 Formele mpingtoarelor

Principii generale de dimensionareDimensionarea mpingtoarelor se face innd cont de puterea instalat,pescajul admisibil, mrimea spaiilor pentru echipaj, gabaritul aerianadmisibili de specificul de nav de navigaie interioar.Valori adimensionale tipice:

L/B = 2.23.2B/T = 3.75.5CB = 0.52 - 0.75


59/253

NAVE TEHNICE

58

Lungimea variaz ntre 16 i 40 m n funcie de spaiul necesar pentru propulsie

i pentru amenajri.Limea variaz ntre 7 i 11 m fiind impus de limea barjei tipice pentru carea fost proiectat mpingtorul. Este de dorit ca limea mpingtorului s fie uormai mic dect limea barjei.Pescajul este impus de limitrile de navigaie. Pentru mpingtoarele destinate anaviga n zone cu adncime mic, pescajul este de 1.0 1.6 m. n cazul n carerestriciile de adncime nu sunt severe, pescajul este cuprins ntre 1.6 si 2.4 mnlimea de construcie se determin din condiia de spaiu necesar pentrucomponentele majore (motoare cu instalaiile anexe i propulsoare) i deasigurare a bordului liber minim impus de reguli.

Particulariti privind formele

Fig. 3.7Plan de forme tipic pentru mpingtor

Forma mpingtoarelor este impus de particularitile funcionale ale acestuitip de nav i anume puterea mare instalat, pescajul limitat, viteza redus inavigaia n spatele convoiului. Se vor avea n vedere:

- optimizarea zonei de amplasare a propulsoarelor din punct de vedere alspaiului necesar, maximizrii diametrului elicei i asigurrii uneicurgeri corecte n zona propulsoarelor

- utilizarea propulsiei la mar napoi cu toat puterea- navigaia n ape de adncime mic i riscul de euare- simplitatea tehnologic de construcie

Zona propulsoarelorDeoarece rezistena la naintare a mpingtorului este mic n raport cu aconvoiului, nu se acord atenie deosebit calitilor hidrodinamice alempingtorului ci mai mult optimizrii zonei de amplasare a propulsoarelor.


60/253

NAVE TEHNICE

59

Formele n zona propulsoarelor sunt impuse de cerina de a instala o putere ct

mai mare la nave cu pescaj mic i care navig n condiii de fund limitat. Dincombinaia de cerine - putere mare, diametru

NaveTehnice

Documents

Transcript of NaveTehnice