RES Naval Shiphandling CAP 2

Naval Shiphandling

NAVAL SHIPHANDLING CAP 2 – FORCES – FORCES AFFECTING THE SHIP Princípios Básicos • Existem seis (6) forças que podem atuar num navio, independente da ação de outros navios:  the proppellers proppellers !!!!!  the the rudd rudder erss !!!! !!!!!! !!%%  the mooring mooring lines lines !!!% !!!%%%  the the ground ground ta#le ta#le %%%%%%%% %%%%%%%%%%%%% %%%%%  the the *in *ind d !!!! !!!!!! !!!% !%%%  the the #urr #urrent ent !!!!!! !!!!!!%% %%

(os h"li#e h"li#es) s) (os (os leme lemes) s) (os #ao #aoss de amar amarraç ração) ão) (o sistem sistema a de de fundei fundeio) o) (o vent vento) o) (as #orren #orrentes tes))

$ $ estas & são #ontrol'veis $ pelo navio $

• +odas as forças na 'gua se manifestam so a forma de diferenças de pressão % Essa diferença de pressão ir' #ausar o fluxo da 'gua da 'rea de pressão maior para o seu entorno de menor pressão%

1

Naval Shiphandling

• Em todo grande #orpo de 'gua existem dois () #omponentes de pressão:  a pressão est'ti#a %%%%%%%%%% de#orrente da #oluna d-'gua. e  a pressão din/mi#a %%%%%%%% de#orrente do movimento% • 0ressão 1in/mi#a → P

=  V! 2"

%%%%%%%%%%% onde : 2 3 densidade (em ls4ft5)  3 velo#idade do fluxo d-'gua (em ft4se#) g 3 a#eleração da gravidade (igual a 7% ft4se#5) • 8 diferença de pressão #ausada pelo movimento da 'gua " propor#ional a densidade e ao quadrado da velo#idade do fluxo% • 9omo a densidade do ar " #er#a de ;; ve, ; e &>> ft terão  L W>, W; e >, respe#tivamente, o que nos leva a velo#idades de >, 7> e &> nMs%  E$$# R(sis,*nc( 3 KesistBn#ia de +urulBn#ia 12

Naval Shiphandling

• Uudanças aruptas no formato do #as#o do navio podem gerar separação e turulBn#ia% • 8 'rea de turulBn#ia gera uma aixa pressão e o #onseq`ente arrasto (=drag for#eD)% • 8 =EddG Kesistan#eD varia #om a 'rea da superf@#ie #ausadora turulBn#ia e #om o quadrado da velo#idade o que nos leva a #on#luir que m esmo pequenas superf@#ies geradoras de turulBn#ia podem gerar #onsider'veis arrastos em altas velo#idades%  R(sis,Jnci* $os ApJn$ic(s • 9omo por #onstrução os apBndi#es, normalmente, fi#am em aaixo da superf@#ie e seus formatos são hidrodin/mi#os eles geram pou#o arrasto e pou#o #ontriuem para a resistBn#ia #ausada pelas ondas% • Sua maior #ontriuição " na resistBn#ia de atrito a qual " propor#ional a sua 'rea e ao quadrado da velo#idade do fluxo d-'gua em seu entorno%  R(sis,Jnci* $o Ar ( $o V(n,o • Não existe fMrmula que se aplique a este tipo de resistBn#ia% • 8 r(sis,Jnci* $o *r  (ar parado) representa de W,; a 7V da resistBn#ia da 'gua num navio em velo#idade m'xima% 0ode ser des#onsiderada% • 8 r(sis,Jnci* $o -(n,o não pode ser des#onsiderada% Em um navio a W> nMs, navegando #ontra um vento de > nMs, o vento relativo gerado " de 7> nMs% •  vento de o#he#ha " o pior pois origa a se #arregar o leme para manter o rumo gerando o arrasto do leme%  SK1*, 3 8#o#orar, 8aixar  • Cuando um navio aumenta sua velo#idade ele afunda um pou#o na 'gua, #omo um todo% • Na -(&oci$*$( crí,ic* (speedlength ratio c W,) a proa #omeça a =levantarD e a popa a =sentarD% +ratase do squat% • 8 medida em que o navio =squatsD (se a#o#ora) a sua resistBn#ia aumenta signifi#ativamente%  S5*&&o+ 3*,(r E%%(c, 3 Efeito de guas Kasas • Cuando um navio entra em 'guas rasas a #ara#ter@sti#a das ondas mudam% 8 ondas gerada em 'guas rasas em um dada velo#idade tem #omprimento @  maior do que em

13

Naval Shiphandling

'guas profundas% 9omo #onseq`Bn#ia o *1)(n,o $* (s,(ir* ( o sK1*, o#orrem #om velo#idades menores% • Em 'guas rasas a resistBn#ia do navio aumenta mais rapidamente #om a velo#idade% • Navios de alta velo#idade podem oter velo#idades maiores em 'guas rasas por estarem operando al"m do pi#o de resistBn#ia das ondas mostrado na figura W>, na medida em que toda a #urva se deslo#aria para a esquerda %

 R(sis,Jnci* To,*& • 8 #urva aaixo mostra que o navio em aixa velo#idade afunda #omo um todo% Nas velo#idades maiores o#orre o =squatD e um grande aumento da resistBn#ia%

 Ro1"5 3*,(r E%%(c, 3 Efeito de guas 8gitadas • Uar agitado fa< o trim do navio variar #onstantemente e #om o Aogo do navio o formato da 'rea sumersa tam"m varia #onstantemente% Esses efeitos #ausam um aumento na sua resistBn#ia% •  c*,1rro (pit#hing) " o que #ausa a maior perda de velo#idade do navio % Ele aumenta todas as #ausas normais de resistBn#ia al"m de preAudi#ar a efi#iBn#ia dos h"li#es% •  Aogo (rolling), emora aumente a resistBn#ia, " muito menos preAudi#ial na velo#idade do que o #aturro% ?m Aogo de > ˚ #ausa um aumento de resistBn#ia de uns pou#os V%  T5( C1( R1&( 3 8 Kegra do 9uo

14

Naval Shiphandling

• 8 regra pr'ti#a de que o #onsumo e a potBn#ia variam #om o c1o $* -(&oci$*$( >V? sM se apli#a em determinadas faixas de velo#idade, não sendo v'lida para todas as faixas de velo#idade, espe#ialmente quando a resistBn#ia da onda se torna um fator importante% • P importante saer que o #onsumo e a potBn#ia requerida variam drasti#amente #om o aumento da velo#idade e que o =squatD fa< essa variação fi#ar mais a#entuada ainda% •  #omprimento do navio =HD " muito importante para se determinar a resistBn#ia e a ra