StoryEditor

FORMA ČINI RAZLIKUŠto je teoretska brzina broda i u čemu kod odabira trupa najviše griješe domaći nautičari

Piše Dipl. ing. Nikola Vulić
10. ožujka 2021. - 09:00
Ekstremni trup za ekstremne uvjeteArhiv

Većina budućih brodovlasnika na početku zahtjevne avanture odabira broda ima na umu nekakav tip plovila kao predmet svojih želja i očekivanja. No, pritom vrlo mali broj njih ima dovoljno znanja o tome kako će se njegov izabranik ponašati u stvarnom okruženju i što od njega može očekivati kad zaplovi morem.

U tom smislu, samo nam precizno definiranje namjene plovila može dati odgovor na pitanje kakav nam je tip broda zapravo potreban. Ako se, pak, odabir temelji samo na emocijama ili praćenju modnih trendova, vrlo je vjerojatno da će zadovoljstvo plovidbe i krstarenja biti puno manje od očekivanog.

Dobar kompromis

Bilo da se radi o brodovima za razonodu, ribolov, krstarenje ili utrke, ni jedan nije projektiran da zadovolji sve potrebe. To ujedno znači da je pri izboru uvijek potrebno napraviti kompromis, ali takav kompromis koji će zadovoljiti većinu potreba.

Pritom, novopečenim brodarima od velike pomoći može biti savjet ljudi koji su već prošli fazu kupovanja novoga broda ili su dugogodišnji vlasnici plovila. Potonja kategorija, koja već ima brod, zbog stečenog će iskustva posve sigurno lakše odabrati i svoje sljedeće plovilo jer, ako ništa drugo, barem znaju što ne žele na svojem budućem brodu.

Prilikom kupnje broda susrećemo se s glavnom odlukom – kojoj se brodskoj formi prikloniti. Generalno, brodski trupovi dijele se na četiri glavne forme: deplasmansku, poludeplasmansku, glisersku i jedrilice.

Teorije otpora koji neki trup stvara prolazeći kroz tekućinu prvi je postavio William Freud, engleski inženjer i brodograditelj. Nizom pokusa došao je do bezdimenzionalnog broja, poznatog kao Freudov broj, koji pokazuje u kojem području brzina brod plovi. Na temelju tih pokusa proizišao je tzv. Speed/Lenght Ratio (S/LR), omjer brzine i dužine trupa na vodenoj liniji, preko kojega direktno izračunavamo teoretske brzine pojedinih formi.

Deplasmanske forme

image
Kod deplasmanskih brodova maksimalna brzina više je u funkciji dužine trupa nego snage motora

To su one forme kod kojih se uzgon u plovidbi ostvaruje hidrostatičkim silama, a brzina broda ne utječe na istisninu. To je lako razumjeti ako se zna da kod gliserskih formi brod izranja iz mora, te se prividno čini lakšim. U slučaju deplasmanskih formi to se ne događa. Linije ovakvih brodova zaobljene su, kao i uzvoj (spoj dna i boka broda).

Kako je brod definiran formom, tj. matematičkim formulama, samim tim svrstan je u kategoriju brodova s određenim performansama brzina, stabiliteta itd. Sve preinake koje ćemo naknadno raditi na brodu kako bismo mu poboljšali performanse bit će preskup i uzaludan trud. Razumnim zahvatima, poput pravilnog rasporeda težina, može se dobiti na poboljšanju performansi, ali za ozbiljne promjene potrebni su veliki zahvati koji često nemaju financijsku računicu.

Budući da je maksimalna brzina kod ovih brodova više u funkciji dužine trupa nego u funkciji snage motora, prema odnosu brzine i dužine na vodenoj liniji lako je izračunati njihovu teoretsku brzinu.

Tako, primjerice, za brod dug 25 stopa (7,62 m) teoretska brzina iznosi 6,7 čvorova, brod od 35 stopa (10,67 m) ima teoretsku brzinu od 7,9 čvorova, a brod dug 45 stopa (13,72 m) teoretski doseže brzinu od 9 čvorova.

Kad je riječ o glavnim karakteristikama deplasmanskih brodova, njih odlikuju dobra maritimna svojstva u otežanim uvjetima plovidbe, dobra hidrodinamička svojstva (i jedrilice su uz određene preinake slične forme), dobar stabilitet pod teretom, dobro svladavanje otpora mora pri malim brzinama i robusna konstrukcija.

Ovakvi brodovi kreću se kroz vodenu površinu, a ne na njoj kao gliseri, većinom su opremljeni unutarnjim brodskim motorima, te mahom imaju kobilicu kako bi se umanjio efekt bočnog naginjanja, kojima su podložni zbog zaobljenih bokova, te da im se spusti težište, čime se poboljšava stabilitet.

Poludeplasmanske forme

image
Produljenjem vodene linije traži se stabilnost

Poludeplasmanske forme objedinjuju svojstva deplasmanskih i gliserskih formi, pa se kod njih primjećuje utjecaj hidrodinamičkih sila i promjene gaza broda. Dolazi do uzdužnog trima broda, odnosno nagiba, koji je u ovom slučaju na dolje prema krmi. U nadvodnom dijelu, linije ovih brodova i dalje su zaobljene, dok u podvodnom dijelu pramac broda počinje prelaziti u oštrije gliserske linije prema krmi, a dno broda postaje ravnije. Krma je i nadalje najčešće zaobljena.

Uzvoj je napravljen kao pregib, pa se jasno vidi prijelaz iz bočnog u podvodni dio. Poludeplasmanski brodovi imaju djelomična svojstva deplasmanskih i gliserskih formi: pri malim brzinama deplasmanskih, a pri većim gliserskih, ali ipak su i inferiorni prema obje te forme. Primjerice, velika masa ne dopušta im da lako izglisiraju, pa su u vrlo nepovoljnom području plovidbe prije glisiranja. Tada je i otpor najveći i shodno tome troše veliku količinu goriva.

Brzine poludeplasmanskih brodova kreću se u rasponu od 14 do 20 čvorova, dok je za svako daljnje povećanje brzine potrebno angažirati veliku snagu, što znači i veliku potrošnju goriva. Poludeplasmanske brodove karakterizira da se kreću kroz vodenu površinu djelomično glisirajući, imaju prostranost deplasmanskih brodova i većinom su opremljeni unutarnjim brodskim motorima. Također, ovisno o tome za koji su režim plovidbe projektirani, svojstva su im pretežno deplasmanska ili gliserska.

Gliserske forme

image
Uzgon glisera stvara se na ravnim plohama dna broda

Kako smo već prije napomenuli, kod gliserskih formi većina uzgona ostvaruje se hidrodinamičkim silama. Uzgon se stvara na ravnim plohama dna broda koje je većinom izvedeno kao V-oblik. Trup je širok s malim omjerom dužine i širine. Da bi se postigle velike brzine, potrebno je smanjiti otpor oblika, a to je najjednostavnije postići ako se brod izdigne iznad vodene površine, pri čemu se uvelike smanjuje uronjena površina trupa. Glisiranje broda ovisi o masi, instaliranoj snazi i njegovoj dužini.

Gliseri dubljih V-formi projektirani su da sijeku nemirno more, što za posljedicu ima ugodniju plovidbu u odnosu na glisere s ravnim dnom, koji po nemirnijem moru više poskakuju pa im je manevriranje znatno otežano. Istodobno, efikasnost glisera dubljih V-formi manja je od glisera s ravnim dnom, te im je potrebno više instalirane snage za plovidbu istom brzinom. Ipak, maritimne prednosti dubljih V-formi prevladavaju, pa je danas je na tržištu najviše glisera upravo s ovakvom formom dna.

Budući da gliseri ravnoga dna s manje snage lakše dolaze do brzine glisiranja i brže postižu maksimalnu brzinu, takve se forme češće koriste kod projektiranja riječnih brodova, te malih plovila za dnevno korištenje na moru. No, oni u pravilu imaju loš stabilitet, pogotovo pri glisiranju na nemirnom moru.

Inače, gliseri svoje pune performanse postižu na mirnome moru, dok im na nemirnom moru opada brzina zbog poprečnog naginjanja te potrebe da se brzina plovidbe smanji radi udobnosti posade. Raspored težina, kao i sve dodatne težine kojima opterećujemo brod, kod gliserskih formi znatno utječu na stabilitet i postizanje maksimalne brzine.

Sveukupno gledano, glavne su značajke gliserskih brodova brzina, manja prostranost od deplasmanskih brodova zbog oštrijih linija, lošija upravljivost u otežanim uvjetima plovidbe zbog smanjenja brzine i relativno male mase, slabiji stabilitet (osobito kod glisera s visokim nadgrađem) te potrošnja goriva proporcionalna instaliranoj snazi i brzini. Pritom su manji brodovi mahom opremljeni izvanbrodskim motorima, a veći unutarnjima.

Po mirnome moru kod glisera do izražaja dolaze brzina i komfor plovidbe, dok se po nemirnom moru zbog usporavanja radi očuvanja udobnosti gube sve značajke gliserske forme. Doduše, postoje brodovi koji su projektirani za glisiranje i na takvom moru, poput spasilačkih brodova, ali oni su građeni za specijalne namjene i rijetko ih susrećemo na moru.

Jedrilice

image
Trup treba kliziti kroz vodu

Jedrilice spadaju u deplasmanske forme, ali svojim se oblikom ipak razlikuju od klasičnih deplasmanskih oblika koje viđamo kod motornih brodova. Forme jedrilica mogu biti po parametrima brzine i poludeplasmanske, pa čak i gliserske kad su u pitanju brze regatne jedrilice. Dijelimo ih na dva tipa: jedrilice za krstarenje i jedrilice za regatavanje. Projektirane su za postizanje maksimalne brzine uz pomoć jedara, pa su im konstrukcija i dizajn podređeni toj funkciji. Za tu svrhu potreban je viši jarbol i što veća površina jedara.

Kako jarbol s jedriljem narušava stabilitet, jedrilice imaju duboku kobilicu koja stvara kontramoment i ispravlja brod. Težište broda je otprilike na vodenoj liniji, a cilj je spustiti ga što niže. Masa broda mora biti što manja, a 30 posto težine jedrilice je u kobilici.

Krstaši imaju veću masu, jer se ne štedi na opremi za komfor, te manju površinu jedara, pa s tim i pliće kobilice, a performanse u jedrenju su im skromne. Regatne jedrilice imaju, pak, malu masu trupa i vrlo skromnu opremu za komfor, a bogatu za jedrenje; ponajprije visoke jarbole s velikom površinom jedara, a vezano s tim i jako duboke kobilice s olovnim bulbom pomoću kojega je velika masa koncentrirana dublje (dalje) od težišta broda.

Motorsailori su jedrilice koje spadaju u krstaše i imaju sve prethodno navedene komponente, a od njih se prvenstveno razlikuju po većoj snazi motora. Imaju veću masu od klasičnih krstaških jedrilica i pružaju veći komfor. Kobilica im je plitka i po obliku je više postavljena uzdužno nego u dubinu, što za rezultat ima mali gaz. Takav brod dobro drži kurs i bočni ga vjetrovi ne skreću, dok velika masa pruža ugodnost plovidbe i po nemirnom moru.

image
Lagani gliserski trup lako izroni iz mora
16. travanj 2021 20:46