NAVA. ELEMENTELE CARACTERISTICE.

NAVA. ELEMENTELE CARACTERISTICE.

1. DEFINITIA NAVEI SI GENERALITATI.

Nava este un corp plutitor, etans, de o constructie speciala, avand forma, rezistenta structurala, calitati nautice si echipament care sa-i permita navigatia si utilizarea in siguranta pentru transportul de marfuri, pescuit oceanic, misiuni militare, cercetari stiintifice, lucrari tehnice ori pentru activitate portuara avand un mijloc propriu de propulsie sau fiind remorcat de alta nava.

Orice nava trebuie sa dispuna de certificat de constructie, de siguranta si nationalitate, eliberate de portul de inregistrare.

Actele sunt in majoritate eliberate de societatea de clasificare, Registrul Naval Roman, care supravegheaza constructia si exploatarea navei.

La baza organizarii si desfasurarii activitatilor registrelor de clasificare stau regulile de clasificare, cu caracter national, pe care registrele le elaboreaza si le imbunatatesc periodic.

Simbolul fundamental al clasei, acordat de Registrul Naval Roman (R.N.R.), atesta clasa pe care aceasta o acorda navei. Clasa acordata de R.N.R. unei nave indica faptul ca atat constructia propriu-zisa a corpului, masinilor, instalatiilor si echipamentelor cat si semifabricatele si materialele utilizate satisfac prescriptiile regulilor aplicate in sensul respectiv.

Simbolul fundamental al clasei, acordat de R.N.R., navelor maritime se compune din doua rapoarte separate printr-un simbol ancora, astfel:

In primul raport, numaratorul este totdeauna R N R, iar numitorul indica modul de supraveghere din timpul constructiei, a partilor de corp si de masini, prin semnele respective C si M.

In cel de-al doilea raport, numaratorul este intotdeauna M si semnifica navigatia maritima, iar numitorul, care poate fi: 0,1,2,3, semnifica zona de navigatie.

Simbolul clasei acordate de catre Registrul Naval Roman navelor destinate navigatiei pe ape interioare, consta in acele semne ce figureaza in toate cazurile in simbolul de clasa al oricarei nave. Acest simbol se compune din doua fractii separate printr-o ancora. Pentru exemplificare simbolul fundamental poate avea forma:

In primul raport, numaratorul este totdeauna R N R, iar numitorul indica modul de supraveghere din timpul constructiei, a partilor de corp si de masini, prin semnele respective C si M.

In cel de-al doilea raport, numaratorul este intotdeauna I si semnifica navigatia pe ape interioare, iar numitorul semnifica zona de navigatie.

La toate categoriile de nave pe langa simbolul fundamental mai pot fi inscrise, daca este cazul, semne sau chiar specificatii care dau indicatii referitoare la: intariturile pentru gheata utilizate, numarul compartimentelor alaturate admise a fi inundate simultan, destinatia navei si respectiv caracteristicile constructive.

Astfel daca o nava pentru marfuri are instalatiile din compartimentul masini automatizate, atunci la cererea armatorului simbolul de clasa se poate complecta cu prescurtarea AUT urmata de litera S, iar daca instalatiile din compartimentul masini pot functiona prin comanda si supraveghere numai din punctul de comanda central, AUT S. Daca instalatiile respective pot functiona un numar de ore (cel putin 8 ore), fara serviciu de cart atunci instalatia va fi AUT 8, AUT 16, etc.

Daca corpul navei sau masinile au fost construite anterior sub supravegherea unui organism recunoscut, dar neimputernicit de R N R, literele de la numitor vor fi scrise cu liniute deasupra:

___ ___ ___ ___

C M, C M, C M sau C.

Daca nava sau masinile au fost construite anterior sub supravegherea unui organism nerecunoscut sau fara supravegherea unui organism de clasificare, literele de la numitor se pun in paranteze:

(C M), (C) M, C (M) sau (C).

Daca nava este construita pentru navigatia in zone cu gheturi si are intarituri ce satisfac conditiile cerute de R N R, simbolul va fi complectat cu unul din semnele:

G 20, G 30, G 40, G 50, G 60.

Aceste simboluri indica capacitatea navei de a naviga prin gheturi, incepand cu cele sparte marunt G 20 si pana la posibilitatea de a naviga in toate zonele in perioada vara-toamna G 60.

Pentru navele cu instalatii frigorifice simbolul de clasa este de forma:

Daca numitorul este de forma I, inseamna ca instalatia a fost construita anterior de catre un organism recunoscut de R N R. Daca instalatia frigorifica a fost preluata de R N R fiind construita fara supraveghere sau de catre un organ nerecunoscut, simbolul va fi de forma (I), si se va inscrie astfel:

In cazul in care instalatia frigorifica are posibilitatea sa trateze intensiv o incarcatura neracita in prealabil, simbolul va fi X, iar daca instalatia frigorifica este destinata racirii si congelarii produselor piscicole preparate pe nava, simbolul va fi .

Prin scurta prezentare, rezulta importanta certificatelor eliberate de R N R si care sta la baza stabilirii cotelor de asigurare ce ofera garantiile utilizatorilor asupra starii tehnice a navei.

Calitatile nautice ale navei sunt determinate de forma si caracteristicile corpului navei. Toate corpurile de nava sunt simetrice in raport cu un singur plan, acest plan este longitudinal, si in conditii normale de plutire, pe apa linistita este vertical. Planul la care ne referim este numit plan vertical-longitudinal sau plan diametral.

Planul vertical-longitudinal sau planul diametral imparte nava in doua parti:

¾    partea din dreapta pentru un observator care priveste in sensul normal de inaintare a navei si care poarta denumirea de bordul tribord Tb;

¾    partea din stanga pentru un observator care priveste in sensul normal de inaintare a navei si care poarta denumirea de bordul tribord Bb.

Planul vertical-transversal care trece prin jumatatea lungimii navei, imparte nava in doua parti:

¾    sectorul prova, partea din fata a navei;

¾    sectorul pupa, partea din spate a navei.

Planul vertical transversal care trece prin jumatatea lungimii navei se numeste planul cuplului maestru. Prin termenul de cuplu maestru se intelege sectiunea transversal verticala care trece prin punctul unde nava are latimea maxima .

Extremitatea anterioara in forma de pana pentru a despica mai usor apa poarta denumirea de prova (Pv), iar partea posterioara poarta denumirea de pupa (Pp).

Intersectia planului diametral cu elementul de structura de la fundul navei denumit chila, formeaza linia chilei, iar in partea de sus a navei planul diametral intersecteaza puntea dupa linia puntii. Curbura liniei puntii se numeste selatura puntii.

Intersectia planului diametral cu elementul de structura din prova navei denumit etrava, este linia etravei, iar intersectia planului diametral cu elementul de structura din pupa navei, numita etambou, este linia etamboului.

Planul orizontal imparte corpul navei in doua parti: carena sau opera vie si partea emersa sau opera moarta. Intersectia suprafetei carenei cu planul de plutire formeaza linia de plutire. Linia de plutire a navei la plina incarcare formeaza linia de plutire maxima. Linia de plutire corespunzatoare pescajului stabilit de alegerea dimensiunilor principale ale navei formeaza linia de plutire de constructie (C_WL). Planurile de referinta si elementele caracteristice sunt prevazute in Fig.1

Fig.1 Partile componente ale corpului navei si planurile de referinta.

1-plan longitudinal; 2-plan transversal; 3-linia puntii (selatura);4-linia chilei;5-linia etravei;6-linia etamboului;

7-operavie; 8-opera moarta;9-plan de plutire (linia de plutire);10- linia de apa; 11sector prova tribord;

12- sector prova babord; 13-sector pupa tribord; 14-sector pupa babord.

Elementele geometrice liniare ale corpului navei, considerand nava pe chila dreapta, formeaza dimensiunile principale ale navei, prezentate in Fig.

Lungimea maxima (L_max) este distanta orizontala intre punctele extreme ale corpului navei, excluzand partile nestructurale de la extremitatile navei.

Lungimea la linia de plutire (L_WL) este distanta pe orizontala intre perpendiculare la linia de baza, care trec prin punctele de intersectie ale liniei de plutire pe planul diametral.

Lungimea de calcul (L) este lungimea definita conform prescriptiilor registrelor de clasificare si serveste pentru dimensionarea elementelor constructive ale navei.

Lungimea intre perpendiculare (L_pp)este distanta orizontala dintre perpendiculara prova si pupa.

¾    Perpendiculara prova este dreapta continuta in planul diametral, perpendiculara pe linia de baza, dusa astfel:

a)     La navele metalice cu etrava din tabla, prin intersectarea liniei de plutire de constructie cu fata interioara a etravei:

b)     La navele metalice cu etrava masiva si la navele din lemn, din beton sau alt material, prin proiectia in planul diametral a intersectiei liniei de plutire de constructie cu intersectia suprafetei exterioare a bordajului cu etrava masiva.

¾    Perpendiculara pupa este dreapta continuta in planul diametral, perpendiculara pe linia de baza, dusa astfel:

a)     La navele de tip crucisator, prin axul carmei;

b)     La navele metalice cu etambou masiv in cadru inchis, cu fata exterioara a etamboului carmei sau cu prelungirea acesteia;

c)      La navele fara etambou si fara carma, prin intersectia liniei de plutire de constructie cu suprafata interioara a bordajului.

Latimea maxima (L_max) este distanta orizontala intre punctele extreme ale corpului, in sectiunea maestra.

Latimea de calcul (B) este latimea masurata in sectiunea maestra la linia de plutire de constructie in interiorul invelisului navei.

Inaltimea de constructie (D) este distanta pe verticala masurata in sectiunea maestra, de la fata superioara a chilei pana la intersectia suprafetei interioare a puntii de bord liber cu bordajul.

Puntea de bord liber este puntea de la care se masoara bordul liber.

Pescajul pupa (Ppp) si pescajul prova (Ppv) sunt pescajele masurate pe perpendicularele pupa, respectiv prova de la prelungirea fetei superioare a chilei pana la linia de plutire de constructie.

Bordul liber (F) este distanta masurata pe verticala la sectiunea maestra intre marginea superioara a marcajului liniei de incarcare corespunzatoare si marginea superioara a marcajului liniei de incarcare corespunzatoare si marginea superioara a marcajului liniei puntii de bord liber.

Fig. dimensiunile principale ale navei.

Pescajul navei se poate citii pe scarile de pescaj, marcate la prova si la pupa, gradate in decimetrii intr-un bord si in picioare in bordul opus. In decimetrii se noteaza pe scara pescajului cu cifre arabe din doi in doi (2;4;6;8; etc.), iar in picioare se noteaza cu cifre romane (I; II; III; IV; etc.).

Asieta navei, este pozitia de echilibru a unei nave in plan longitudinal. Se defineste prin unghiul de inclinare a chilei fata de linia de plutire si se exprima prin diferenta dintre pescajul prova si pescajul pupa.

Asieta convenabila de mars a navei se asigura prin planul de incarcare si se regleaza cu ajutorul tancurilor de asieta.

Datele caracteristice ale navei, lungimea maxima, latimea maxima au mare importanta in manevra navei si se comunica agentilor la avertizarea sosirii navei intr-un port unde urmeaza sa opereze.

DEPLASAMENTUL NAVEI.

Deplasamentul navei reprezinta masa volumului de apa dezlocuit de nava intr-o situatie oarecare de incarcare si se exprima prin relatia:

D = V x p, in care:

D = deplasamentul navei;

V = volumul carenei;

P = densitatea apei in care pluteste. (pentru apa de mare densitatea de calcul este 1.025).

Deplasamentul se masoara in tone metrice (t) (9,80665x10³N), sau in tone lungi (TL) (9,964x10³N). Mai poate fi exprimat in metri cubi (m³), purtand numele de deplasament volumetric.

Deplasamentul navei este o marime variabila in timpul exploatarii, functie de situatia de incarcare a navei. Din aceasta cauza se fixeaza anumite situatii tipice in care se defineste deplasamentul.

Deplasamentul navei goale (light deplacement) D₀, reprezinta masa navei la iesirea din santierul constructor, insa fara rezerve de combustibil, apa potabila si tehnica, apa balast, echipaj, provizii si bineinteles fara marfa. Este o marime constanta, calculata de santierul constructor.

Deplasamentul de plina incarcare (full load deplacement) D_F reprezinta deplasamentul corespunzator al navei incarcate pana la linia de plina incarcatura (inclusiv rezerve de combustibil, apa potabila, provizii, etc.).

Pentru caracterizarea capacitatii de incarcare si transport se folosesc notiunile deadweight brut si deadweight net.

Deadweight brut (D_WB), reprezinta diferenta dintre deplasamentul de plina incarcare si deplasamentul navei goale. Este o marime constanta folosita pentru caracterizarea capacitatii de incarcare si este intalnita frecvent sub denumirea de deadweight-ul navei (D_W).

D_WB = D_F - D₀

Deadweight net (D_WN), reprezinta capacitatea utila de incarcare a navei (masa marfii). Poate fi obtinuta prin diferenta dintre deadweight-ul brut si totalul greutatilor de la bord care nu constituie marfa. Aceste greutati (Gr.), sunt formate din: combustibil, apa potabila si tehnica, apa balast, echipaj, provizii, greutati moarte (constanta K).

Deadweight-ul net este o marime variabila si se stabileste cu relatia:

D_WN = D_WB - Gr

In exploatarea navei se urmareste ca deadweight-ul net sa reprezinte un procent maxim din deadweight-ul brut, deoarece el reprezinta greutatea utila incarcata si care caracterizeaza eficienta in exploatare a navei.

Deadweight-ul brut si net se masoara in tone forta (tf), insa pentru a se intelege ca este vorba de capacitatea de incarcare se noteaza cu tone deadweight (tdw).

Tonajul navei (ship's tonnage) reprezinta volumul spatiilor interioare ale navei, determinate prin masuratori de tonaj, dupa norme nationale sau in baza Conventiei Internationale de la Londra, care reglementeaza aceste masuratori.

Tonajul se exprima in unitati de volum, in tone registru (TR). O tona registru reprezinta volumul a 100 picioare cubice sau 2,8316 metri cubi.

Prin masuratorile de tonaj se determina tonajul registru brut si tonajul registru net.

Tonajul registru brut (gross register tonnage) (TRB), reprezinta volumul total al spatiilor inchise de la bordul navei.

Tonajul registru net (net register tonnage) (TRN), reprezinta volumul total al spatiilor inchise de la bordul navei, destinat incarcarii marfurilor si cazarii pasagerilor. Este spatiul eficient in exploatarea comerciala a navei. In raport de aceasta caracteristica se percep de regula taxele portuare, de canal, etc.

Tonajul registru net se obtine din tonajul registru brut, prin scaderea spatiilor deductibile, care cuprind cabine si accesorii ale intregului echipaj (bucatarii, infirmerie, etc.), compartimente de lucru pe timpul navigatiei (timonerie, camera hartilor, compartimentul radio, etc.), magazii de materiale si provizii, tancuri de balast. Cand volumul real ocupat de compartimentul masini este cuprins intre 13% si 20% din tonajul registru brut, atunci in spatiile deductibile va fi introdus un procent de 32% din tonajul registru brut. Deci pentru obtinerea tonajului registru net din tonajul registru brut se scad volumul acestor compartimente care nu sunt destinate unor scopuri remuneratorii.

Rezultatele masuratorilor de tonaj (TRN si TRB), precum si datele esentiale care au stat la baza masuratorilor sunt redate in certificatul de tonaj, care este un act oficial al navei eliberat de autoritatea de stat imputernicita in acest sens.

3. Marca de bord liber.

Calculul liniilor de incarcare este reglementat de Conventia Internationala Asupra Liniilor de Incarcare incheiata la Londra pe data de 05 aprilie 1966. Se aplica navelor marinei comerciale apartinand statelor care au aderat la aceasta conventie si nu se aplica navelor militare, navelor cu o lungime mai mica de 24 metri, navelor cu un tonaj registru brut mai mic de 150 TR, iahturilor de agrement si navelor de pescuit. Pentru o intelegere mai buna a calculului liniilor de incarcare vom definii principalii termeni folositi in Conventie.

Lungimea navei este considerata a fi 96% din lungimea totala a liniei de plutire situata deasupra chilei la o distanta egala cu 85% din inaltimea de constructie minima. Lungimea navei calculata in acest fel este trecuta in certificatul international de bord liber, care face parte din actele navei.

Perpendicularele prova si pupa sunt luate la extremitatile prova si pupa ale lungimii calculate anterior.

Mijlocul navei este situat la mijlocul lungimii calculate.

Centrul discului Plimsoll se va afla pe linia care marcheaza mijlocul navei.

Latimea navei este latimea maxima la mijlocul navei, masurata peste coaste pentru navele cu corp metalic si peste bordaj pentru navele cu corp nemetalic.

Inaltimea de constructie este distanta verticala masurata de la fata superioara a chilei pana la fata superioara a traversei puntii de bord liber (puntii principale de tonaj).

Coeficientul de plenitudine volumetrica este dat de raportul intre volumul deplasat de nava, fara apendice, masurat peste coaste la pescajul de 85% din inaltimea de constructie minima si produsul dintre lungime, latime si pescaj (85% H).

Bordul liber este distanta masurata pe verticala la mijlocul navei, intre marginea superioara a liniei puntii de bord liber si marginea superioara a liniei de incarcare corespunzatoare.

Puntea de bord liber este puntea prevazuta cu inchideri permanente. De la aceasta punte se calculeaza bordul liber.

Suprastructura este o constructie pe puntea de bord liber care se intinde din bord in bord, sau a carei retragere a peretilor laterali, in raport cu bordajul nu depaseste 4% din latimea navei.

Marca de bord liber si liniile de incarcare sunt redate in Fig. 3.

Pentru calculul bordului liber, Conventia imparte navele in doua categorii: nave tip A si nave tip B.

Navele tip A sunt acele nave care transporta marfuri lichide in vrac cu o foarte mare etanseitate a puntii expuse si un grad foarte ridicat de rezistenta la inundare.

Pentru calculul bordului liber la navele de tip A este folosit tabelul A din Conventie, unde in functie de lungimea navei este redat acest element (la bordul liber astfel obtinut sunt aduse unele corectii legate de lungimea si inaltimea suprastructurilor, curba selaturii navei, coeficientul de plenitudine volumetrica si altele).

Navele tip B, conform definitiei din Conventie sunt acele nave care nu satisfac cerintele pentru tipul A.

Pentru navele tip B, bordul liber se scoate din tabelul B aflat in Conventie, valoare la care vor fi aduse unele corectii.

Bordul liber poate fi obtinut pentru nave cu o lungime pana la 365 m. Peste aceasta limita bordul liber este fixat de administratia statului careia ii apartine nava.

Fig.3 Marca de bord liber si liniile de incarcare.

A - marca de bord liber; B - liniile de incarcare.

Avand valoarea bordului liber, calculata si corectata, putem face calculul celorlalte linii de incarcare in conformitate cu regula 40 din conventie.

Se fac urmatoarele notatii:

F_V   - Bordul liber de vara;

F_T   - Bordul liber la tropice;

F_I   - Bordul liber de iarna;

F_IAN   - Bordul liber de iarna in Atlanticul de Nord;

F_D   - Bordul liber in apa dulce;

F_TD - Bordul liber la tropice in apa dulce;

T_V   - Pescajul corespunzator bordului liber de vara;

D - Deplasamentul navei corespunzator pescajului T_V;

q - Afundarea pe unitate la linia de incarcare de vara.

Formulele de calcul ale liniilor de incarcare sunt:

F_T = F_V - T_V;

F_I = F_V - T_V;

F_IAN = F_I + 50mm (cand lungimea 100m);

F_IAN = F_I (cand lungimea > 100m);

F_D = F_V - ;

F_TD = F_T - ;

unde F_V se scoate din tabelele A sau B aplicand corectiile respective.

Fig.4 Elemente pentru calculul liniilor de incarcare.

In afara marcii de incarcare, unele nave au in ambele borduri, la cuplu maestru, aplicata marca de tonaj (Fig.5).

In ultima perioada, numarul navelor tip shelterdeck este in scadere. Aceste lucru este legat de cheltuielile suplimentare ce se fac pentru amenajarea navei cu put de tonaj, capac metalic pentru putul de tonaj, precum si loc special pentru pastrarea acestuia in cazul in care nava naviga cu shelterdeck deschis, constructia de porti etanse intre peretii transversali ai spatiilor dintre punti (coridoare), etc. De asemenea, in timpul incarcarii-descarcarii anumitor categorii de marfuri in coridoarele navei sunt necesare cheltuieli de stivuire suplimentare, datorita imposibilitatii folosirii electro-stivuitoarelor sau a altor forme de mecanizare, spatiul fiind limitat, iar capacele gurilor de incarcare de la coridoare nepermitand intotdeauna folosirea acestor utilaje.

Fig.5 Marca de tonaj.

Introducerea marcii de tonaj prin Regulamentul pentru masuratorile de tonaj, eliberat in Marea Britanie la 01 martie 1967, aduce urmatoarele modificari:

¾    Amenajari speciale pentru nava tip shelterdeck, precum si existenta a doua marci de incarcare, ne mai fiind necesare putul de tonaj, portile etanse, etc.;

¾    Includerea spatiului spatiilor coridoarelor in tonajul registru net se va face prin aplicarea marcii de tonaj. Conform acestei reguli, la navele carora li se va aplica aceasta marca de tonaj se vor face noi masuratori. Aceste masuratori vor stabili fie includerea fie omiterea spatiilor coridoarelor si desigur se vor intocmi doua randuri de certificate de tonaj;

¾    Marca de tonaj se va aplica numai navelor cu mai multe punti.

Liniile de incarcare obisnuite sunt complectate cu linii de incarcare pentru cherestea pe punte. Marca de incarcare pentru cherestea este situata la o distanta de 540mm spre pupa fata de centrul discului Plimsoll.

Liniile de incarcare pentru cherestea se calculeaza astfel:

a)     Bordul liber minim de vara (F_LV) se va calcula conform regulilor, dar tinand seama de urmatoarele corectii functie de lungimea suprastructurilor navei, care inlocuiesc procentajele date pentru navele tip B, regula 45 din Conventie, conform tabelului urmator:

Corectiile de bord liber la linia de vara.

Pentru lungimile intermediare ale suprastructurilor, procentele se obtin prin interpolare liniara.

b)     Bordul liber de iarna (F_LI) se obtine adaugand la bordul liber de vara 1/36 din pescajul corespunzator deasupra chilei:

F_LI = F_LV + T_V;

c)      Bordul liber de iarna in Atlanticul de Nord (F_LIAN) este acelasi cu marca nominala, adica:

¾    Pentru navele cu L 100m; F_LIAN = F_I + 50mm;

¾    Pentru navele cu L > 100m; F_LIAN = F_I;

d)     Bordul liber la tropice (F_LT) se obtine scazand din bordul liber de vara 1/48 din pescajul corespunzator masurat de deasupra chilei:

F_LT = F_LV - T_LV;

e)     Bordul liber in apa dulce (F_LD) se obtine pornind de la bordul liber de vara al navelor care transporta cherestea pe punte:

F_LD = F_LV - , in care:

D este deplasamentul navei in apa sarata la linia de incarcare de vara;

q este afundarea pe centimetru la linia de incarcare de vara.

Cand deplasamentul la linia de plina incarcare de vara nu poate fi determinat intr-un mod sigur, deducerea trebuie sa fie egala cu 1/48 din pescajul de vara, incepand de deasupra chilei pana la centrul inelului de bord liber.

f) Bordul liber in apa dulce la tropice (F_LTD) se obtine pornind de la bordul liber la tropice al navelor care transporta cherestea:

F_LTD=F_LT - .

Se mai poate aplica urmatoarea relatie:

F_LTD=F_LT - T_LV.

Fig.6 Marca de bord liber pentru cherestea.

4 Calitatile nautice ale navei.

Indiferent de scopul in care este construita o nava trebuie sa posede anumite calitati nautice care sa-i permita executarea navigatiei in conditii de securitate si siguranta deplina.

Aceste calitati nautice sunt urmatoarele:

flotabilitatea;

stabilitatea;

nescufundabilitatea;

viteza;

manevrabilitatea.

Flotabilitatea, reprezinta proprietatea navei de a pluti la un pescaj mediu determinat si de a transporta functie de destinatia sa greutati, marfuri, armament sau tehnica de lupta in deplina siguranta.

Fig.7 Fortele care actioneaza asupra, navei in stare de plutire in pozitie de echilibru.

Asupra navei aflate in stare de plutire actioneaza doua forte egale si opuse care se echilibreaza reciproc (Fig.7). Prima forta, reprezentata pe figura alaturata cu P reprezinta suma greutatilor tuturor elementelor componente ale navei si este denumita greutatea navei

Forta P este o rezultanta, ea are punctul de aplicatie in centrul de greutate al navei G si este indreptata pe verticala in jos. Sub influenta acestei forte nava tinde sa intre In imersiune. Centrul de greutate G al navei este punctul de aplicatie al rezultantei fortelor de greutate.

O nava fara incarcatura, aflata in echilibru static are centrul de greutate situat de regula catre cuplul maestru, in planul diametral la nivelul liniei de plutire sau putin deasupra acesteia dar pe aceeasi verticala, cu centrul de carena C.

Cand nava este incarcata sau in balast, G se afla de regula sub planul liniei de plutire, pozitia lui G nu se schimba pe timpul oscilatiilor navei deoarece deplasamentul navei ramane invariabil, iar greutatile de la bord isi pastreaza amplasamentele initiale.

A doua forta, forta de flotabilitate sau forta de impingere D, reprezinta rezultanta tuturor fortelor de presiune a apei indreptate pe verticala in sus . Forta D este aplicata in centrul de greutate al volumului imers al navei C, care poarta denumirea de centru de carena.

Centrul de flotabilitate C este centrul de greutate al volumului imers al navei si reprezinta punctul de aplicare al rezultantei fortelor de impingere .In conditii de echilibru static , centrul de flotabilitate C se afla pe aceeasi verticala cu centrul de greutate G al navei. La navele de suprafata C este situat sub G.

Flotabilitatea (plutirea) este asigurata prin etanseitatea corpului navei , iar valoarea sa depinde de planul de forme al navei si de pozitiile relative ale lui G si C (Fig.8).Orice nava dispune de o flotabilitate efectiva, in limitele marcii de incarcare si de rezerva de flotabilitate determinata de marimea bordului liber.

Fig.8

O nava isi pierde capacitatea de a pluti atunci cand rezultanta fortelor de greutate depaseste ca marime rezultanta fortelor de impingere a apei.

Partea etansa a carenei de deasupra liniei de apa asigura flotabilitatea navei in cazul cresterii pescajului. In practica cresterea pescajului se poate datora greutatilor ambarcate sau inundarii compartimentelor .Cantitatea de incarcatura sau de apa in tone pe care nava poate sa o ia , inainte de a se putea scufunda complet ,peste cea ambarcata la bord este denumita rezerva de flotabilitate .

O masura a rezervei de flotabilitate este volumul etans al carenei de deasupra liniei de apa si care depinde de inaltimea portiunii etanse a bordului liber.

La navele militare blindate se face distinctie intre rezerva de flotabilitate si rezerva de lupta a flotabilitatii. Rezerva totala de flotabilitate, asemanator navelor comerciale este asigurata de intregul volum etans de deasupra liniei de apa a carenei.

Rezerva de lupta a flotabilitatii este asigurata de volumul etans de deasupra liniei de apa protejat de blindaj. Devine astfel evident faptul ca rezerva de flotabilitate de lupta este intotdeauna mai mica decat rezerva de flotabilitate.

Rezerva de flotabilitate de obicei este exprimata in procente din deplasamentul navei la linia de incarcare de vara. Valoarea necesara a rezervei de flotabilitate este stabilita in functie de regiunile de navigatie, de tipul navei, de genul incarcaturilor transportate cu nava, etc.

Pentru navele maritime rezerva de flotabilitate este cuprinsa intre 20% si 50% din deplasament. Valorile inferioare ale rezervei sunt pentru navele de marfuri, iar valorile superioare pentru navele de pasageri.

La navele militare rezerva de flotabilitate poate ajunge la 100%.

Rezerva de flotabilitate poate fi estimata cu ajutorul expresiei: s f.

s- suprafata de plutire ;

f- inaltimea bordului liber.

Deci rezerva de flotabilitate permite plutirea navei in cazuri de accidente (prin inundarea unui compartiment etans), chiar peste liniile de plutire determinate de marca de incarcare.

Pentru ca o nava sa pluteasca in echilibru este necesar sa fie indeplinite doua conditii:

1. greutatea apei dislocate sa fie egala cu greutatea navei insasi.

D = P = gV

centrul de greutate al navei si centrul de carena sa sa gaseasca pe aceeasi verticala.

Stabilitatea este calitatea navei de a reveni in pozitia initiala ,adica stabila, dupa ce factorii externi (vant, val, etc.) care au produs dezechilibrul au trecut sau actiunea lor a incetat.

De regula nava pluteste pe chila dreapta, avand planul diametral in pozitie verticala. Nava se poate inclina intr-un bord sau altul sub influenta vantului, actiunii valurilor precum si ca urmare a ambarcarii, debarcarii sau dispunerii nesimetrice a greutatilor de la bord.

Inclinarea navei poate avea loc in jurul axului longitudinal sau in jurul axului transversal. Inclinarea navei in jurul axului longitudinal se numeste banda sau inclinare transversala. Unghiul care caracterizeaza aceasta inclinare se numeste unghi de banda sau de inclinare transversala si se noteaza cu θ.

Inclinarea navei in jurul axului transversal se numeste inclinare longitudinala sau diferenta de asieta.

Stabilitatea transversala reprezinta calitatea navei bandate de a reveni in pozitie initiala, iar stabilitatea longitudinala calitatea navei de a reveni in asieta dreapta.

Pentru intelegerea sensului fizic al stabilitatii presupunem urmatoarele (Fig.9):

O nava avea in situatia initiala linia de plutire W_o L_o; sub influenta unei forte exterioare (vant, val, etc.) nava se inclina cu un unghi θ, ceea ce corespunde liniei de plutire W₁ L₁.

In momentul inclinarii , greutatea navei nu se schimba si deci centrul de greutate G, ramane pe loc. Se modifica in schimb forma partii imerse a corpului navei, ceea ce face ca , centrul de carena C si centrul de greutate al volumului imers ,sa se mute in planul diametral inspre bordul inclinat, intr-o pozitie noua C₁ va actiona pe verticala in sus .Aceasta va ramane egala ca valoare cu forta greutatii navei P care va fi aplicata in punctul G si va actiona pe verticala in jos .

Intrucat cele doua forte egale si de sens contrar nu mai sunt pe aceeasi verticala , se formeaza un cuplu de forte avand bratul cuplului GK.

Momentul acestui cuplu M se opune momentului de inclinare si tinde sa readuca nava in pozitia avuta inainte de a fi bandata.

Deci: 

Fig.9. Cuplul stabilitatii transversale.

Acest moment se numeste moment de redresare.

Din figura se observa ca linia de actiune a fortei D intersecteaza planul diametral al navei in punctul M, care se numeste metacentru si constituie arcul de cerc pe care se deplaseaza centrul de carena C la unghiuri mici de inclinare ale navei.

Marirea stabilitatii initiale MG se poate asigura fie prin coborarea centrului de greutate G, fie prin marirea deplasamentului in limite rezonabile, compatibile cu exploatarea navei. 

In cazul inclinarii transversale punctul M se numeste metacentru transversal iar in cazul inclinarilor longitudinale, metacentru longitudinal.

Distanta masurata de la metacentrul M la centrul de greutate al navei G se numeste inaltime metacentrica si se noteaza cu h.

Distanta masurata de la centrul de carena C la metacentrul M se numeste raza metacentrica si se noteaza cu r.

Valorile uzuale pentru segmentul MG sunt:

• la navele de pasageri 0,2 - 0,5 m;
• la navele de marfuri generale si in vrac 0.3 - 0,7 m;
• la navele petroliere 1 - 1,5 m;
• la veliere si nave militare pana la 2,5 m.

Asa cum am prezentat in cazul inclinarii navei, sub actiunea unei forte exterioare, centrul de carena C se deplaseaza in sensul inclinarii. Ca urmare, el nu se va mai afla pe aceeasi verticala cu centrul de greutate, iar cele doua forte P si D, actionand din pozitiile actuale vor da nastere unui cuplu, al carui moment se numeste moment de redresare.

Daca acest moment tinde sa readuca nava in pozitie de echilibru el se considera pozitiv iar nava stabila, in caz contrar momentul se considera negativ si nava instabila.

In cazul inclinarilor transversale ale navei, in functie de pozitia reciproca a metacentrului transversal si al centrului de greutate, deosebim trei situatii de echilibru si anume:

• Nava stabila, intotdeauna cand metacentrul transversal se afla dispus deasupra centrului de greutate al navei (Fig.10);

Fig.10. Nava stabila.

• Nava instabila, cand metacentrul transversal se afla sub centrul de greutate al navei (Fig.11 );

Fig.11. Nava instabila.

• Nava in echilibru indiferent si deci nestabila cand metacentrul transversal coincide cu pozitia centrului de greutate al navei (Fig.12).

Fig.1 Nava in echilibru indiferent.

Nescufundabilitatea este capacitatea navei de a pluti si de a-si mentine stabilitatea , posibilitatea de a se deplasa si a guverna cand unul sau mai multe compartimente au fost inundate cu apa, ca urmare a avariilor la corp.

Obiectul de studiu al nescufundarii navei rezulta din insasi definitia notiunii si consta in studierea flotabilitatii si stabilitatii navei avariate.

Pentru nescufundarea navei au o importanta vitala masurile care se iau la bord dupa producerea avariei, adica modul cum lupta echipajul pentru salvarea navei.

Viteza, este calitatea navei de a se deplasa cu o anumita viteza deasupra fundului la o anumita putere a aparatului propulsor cu care nava este dotata, sau mai putem spune ca viteza navei reprezinta spatiul parcurs in unitatea de timp.

La nave viteza este exprimata de regula in noduri (Nd.), ceea ce reprezinta mile marine pe ora. In activitatea practica, viteza mai poate fi exprimata in cabluri pe minut sau in metri pe secunda.

Transformarea vitezei din Nd in cabluri pe minut se calculeaza cu formula :

V_cab/min=V_Nd/6

Iar pentru transformarea aproximativa a vitezei din Nd in metri pe secunda se foloseste formula:

V_m/s=V_Nd/2

In functie de numarul de rotatii al masinilor, de fortarea acestora si de consumul de combustibil, viteza navelor militare poate fi:

maxima;

toata viteza;

viteza economica de lupta;

viteza economica;

viteza minima.

Viteza maxima, reprezinta cea mai mare viteza pe carte o poate dezvolta o nava fortand masinile principale la capacitatea de lupta completa

Viteza maxima se foloseste de regula , cu nava izolata, pentru un scurt interval de timp si numai in cazuri exceptionale.

Toata viteza, reprezinta viteza pe care o poate dezvolta o nava militara folosind intreaga putere a masinilor principale, si auxiliare, cu tot armamentul si tehnica de la bord in functiune .

Viteza economica de lupta, reprezinta viteza ce o poate dezvolta o nava militara cu un consum minim de combustibil pe mila parcursa in cazul cand la bord functioneaza tot armamentul si tehnica de lupta ,iar masinile principale sunt pregatite sa dezvolte toata viteza.

Viteza economica, reprezinta viteza pe care o poate dezvolta o nava militara, cu un consum minim de combustibil ,in cazul in care la bord functioneaza numai mecanismele necesare mentinerii starii gata de lupta si asigurarii conditiilor de viata ale echipajului.

Viteza minima, reprezinta viteza cea mai mica la care nava isi mentine capacitatea de guvernare.

La navele de lupta mai putem intalni:

Viteza de escadra, reprezinta viteza cu care se deplaseaza in mod obisnuit o formatie de nave si care se stabileste de catre marea unitate la inceputul marsului;

Viteza operativa, reprezinta viteza ordonata pentru indeplinirea unei actiuni de lupta;

Viteza navei, care este determinata de marimea si caracterul unor elemente de ordin tactic, cum sunt autonomia si raza de actiune.

Autonomia, reprezinta distanta pe care o poate parcurge o nava cu o anumita viteza consumandu-si intreaga cantitate de combustibil.

Raza de actiune, reprezinta distanta fata de baza la care poate ajunge o nava militara cu viteza economica de lupta, asigurandu-si rezerva de combustibil, necesara ducerii actiunilor de lupta si inapoierii la baza

De regula raza de actiune nu depaseste in medie 40% din autonomie.

In functie de numarul de rotatii al masinilor si de fortarea acestora, avand in vedere si consumul de combustibil, viteza navelor comerciale poate fi:

viteza maxima;

viteza economica;

viteza medie;

viteza minima.

Viteza maxima, sau viteza de alarma, reprezinta cea mai mare viteza pe care o poate dezvolta nava fortand aparatul propulsor. Viteza maxima se foloseste de regula pentru un scurt interval de timp si numai in cazuri exceptionale.

Viteza economica, sau viteza de exploatare, reprezinta viteza navei la plina incarcare, corespunzatoare puterii normale a masinilor si unor conditii hidrometeorologice normale.

Viteza medie, este reprezentata de media aritmetica a vitezelor medii realizate de o nava intr-un numar de voiaje, de regula pe un an, efectuate in conditii variate de anotimp, stare hidrometeorologica, etc

In raport de aceasta viteza armatorul angajeaza nava in contracte de transport maritim.

Viteza minima, reprezinta cea mai mica viteza la care o nava mai poate guverna sub actiunea carmei cu numarul minim de rotatii ale elicei.

Manevrabilitatea, este calitatea navei de a-si schimba directia de inaintare prin intoarceri de un unghi dat sub actiunea carmei si a propulsorului principal sau de a-si pastra directia voita pe timpul marsului.

Manevrabilitatea este conditionata de o serie de factori ca: pescajul, forma corpului navei, dimensiunile si amplasarea suprastructurilor, puterea masinilor, numarul elicelor si al carmelor.

Factorul determinant in aprecierea calitatilor manevriere ale navei este diametrul cercului de giratie, adica diametrul cercului minim pe circumferinta caruia nava poate executa o intoarcere de 360^o cu un unghi de carma maxim.