T1 S1
5.4. INSTALAIA DE GUVERNARE
5.4.1. Generaliti
Pentru efectuarea navigaiei n condiii de siguran, nava trebuie s
fie manevrabil i s aib o bun stabilitate de drum.
MANEVRABILITATEA este proprietatea navei n micare de a efectua
schimbri rapide de direcie cu ajutorul instalaiei de guvernare.
STABILITATEA DE DRUM este proprietatea navei n micare de a se
menine timp ndelungat pe o anumit direcie.
GUVERNAREA este calitatea navei de a se deplasa pe o anumit
traiectorie (dreapt, curb) impus.
Guvernarea navei depinde de o serie de factori cum sunt:
mijloacele de guvernare folosite
formele geometrice ale carenei (zona pupa)
rapoartele ntre dimensiunile principale (LCWL / B i B / T)
numrul, poziia i sensul de rotaie a propulsorului
condiiile hidro-meteorologice n care se navig (ap, aer, vnt,
valuri)
Fiecare nav, cu excepia barjelor purtate, trebuie s aib o
instalaie de guvernare robust i sigur, care s asigure
manevrabilitatea i stabilitatea de drum. Asemenea instalaii pot fi:
crm cu profil hidrodinamic, instalaie cu ajutaje orientabile i alte
instalaii aprobate de ctre Registrul Naval Romn.
Instalaia principal de guvernare trebuie s asigure manevra de
trecere a crmei sau a ajutajului orientabil, complet imerse de la
350 dintr-un bord la 350 n cellalt bord, cu nava la pescaj maxim i
la viteza maxim de serviciu.
n aceleai condiii trebuie s se asigure manevra de trecere a
crmei sau a ajutajului orientabil, complet imerse, de la 350
dintr-un bord la 350 n cellalt bord ntr-un timp care s nu depeasc
28 secunde. Instalaia auxiliar de guvernare trebuie s asigure
manevra de trecere a crmei sau a ajutajului orientabil, complet
imerse de la 150 ntr-un bord la 150 n cellalt bord ntr-un timp care
s nu depeasc 60 secunde cu nava la pescajul maxim i la viteza de
mar maxim de serviciu sau la viteza de 7 Nd, n funcie de valoarea
care este mai mare.
La petroliere, nave pentru gaze lichefiate, navele pentru
produse chimice i navele combinate care au un tonaj brut (TRB) de
10.000 i mai mult, precum i celelalte nave care au un TRB de 70.000
i mai mult, instalaia principal de guvernare trebuie s cuprind dou
sau mai multe agregate de for, identice. n cazul acestor nave,
instalaia de guvernare va fi astfel conceput nct, n cazul pierderii
capacitii de guvernare datorit unei defeciuni tehnice unice n
oricare parte a uneia din instalaiile de for ale instalaiei
principale de guvernare, cu excepia echei, sectorului sau altor
organe care servesc aceluiai scop, sau a zonei de prindere a
acionrii crmei, capacitatea de guvernare s poat fi restabilit n cel
mult 45 secunde de la ieirea din funciune a uneia din instalaiile
de for.
Dac acionrile instalaiei principale i auxiliare de guvernare se
afl ntr-un compartiment situat n ntregime sau parial mai jos de cea
mai nalt linie de plutire de maxim ncrcare, atunci trebuie s se
prevad o acionare de avarie amplasat deasupra punilor pereilor
etani. Acionarea de avarie trebuie s asigure manevra de trecere a
crmei sau ajutajului orientabil, complet imerse, dintr-un bord n
altul, la viteza de mar nainte de cel puin 4 noduri.
Lng fiecare post de comand de la distan a acionrilor instalaiei
principale i auxiliare de guvernare, precum i n compartimentul
crmei, trebuie s existe indicatoare pentru poziia crmei sau
ajutajului orientabil.
Diferena dintre poziia indicat i cea real nu trebuie s fie mai
mare de:
10 la poziia crmei sau ajutajului orientabil n planul diametral
sau ntr-un plan paralel cu acesta
1,50 - la poziia crmei sau ajutajului orientabil la unghiuri de
00-50
2,50 la poziia crmei sau ajutajului orientabil la unghiuri
de
50-350
Indicarea poziiei crmei sau ajutajului orientabil trebuie s fie
independent de postul de comand a acionrii instalaiei de
guvernare.
5.4.2. Prile componente ale instalaiei de guvernare
Instalaia de guvernare este compus din:
crma
sistem de transmisie
servomotor
timona
Timona este o roat din lemn sau din metal prevzut cu cavile, cu
ajutorul crora se manevreaz. La navele mari, prevzute cu pilot
automat, pot fi nlocuite cu o manet.
Sistemul de transmisie la servomotor poate fi mecanic, hidraulic
sau electric. Acesta face legtura dintre servomotor i comand
(timona).
Servomotoarele sunt instalate la pupa navei, uneori n
compartimentul maini sau separat. De obicei navele mari au dou
servomotoare care pot lucra independent. Micarea servomotorului se
transmit la eche, care este aezat n acelai plan cu crma sau
perpendicular pe ea.
Troele la acest dispozitiv, troele pleac de la un tambur cte una
din fiecare bord, pn la eche, unde se leag la un inel. n drum ctre
tambur i eche, troele sunt cluzite prin raiuri de metal. Lungimea
troelor fiind constant pentru ca i tensiunea s fie constant, suma
distanelor de la raiuri la captul echei trebuie s fie constant,
deci capul echei ar trebui s descrie o elips. Aceast condiie nu o
poate ndeplini dispozitivul dect n cazul cnd s-ar consimii la o
nclinare exagerat a troelor n raport cu echea, iar elipsa descris
ar fi foarte turtit.
Lanul GALL este asemntor cu troele, dar micarea servomotorului
se transmite unui lan GALL care mic cruciorul mobil.
Tije micarea servomotorului se transmite prin 2 tije cu capetele
fixate la eche. Celelalte capete sunt legate printr-o travers
paralel cu echea, care primete micarea servomotorului.
Sistemul HARDFIELD este asemntor cu cel precedent, dar micarea
servomotorului se transmite printr-un urub fr sfrit unei roi dinate
pe al crui ax se gsete o alt roat dinat excentric, care se
angreneaz cu un sector de raz variabil (dinat). Raza roii
excentrice i a sectorului sistemului este calculat astfel ca braul
de prghie care acioneaz echea s coincid cu unghiul de crm.
Axiometrele aparate aezate n timonerie i care indic unghiul de
crm i corespunde cu indicatorul din camera crmei.
Crma piesa de baz a instalaiei de guvernare, dispus la pupa i cu
ajutorul creia se realizeaz efectiv meninerea sau schimbarea
direciei de deplasare a navei.
5.4.3. Mijloace de guvernare
a) Principale: sunt obligatorii pentru toate tipurile de
nave
1) Instalaii principale de crm:
- crme clasice sau active amplasate napoia sau (uneori) n faa
propulsoarelor navei (aceste instalaii sunt eficiente numai pe
timpul micrii navei cu viteze suficient de mari).
2) Instalaii principale cu crm-propulsor (de propulsie
orientabil):
elicele (propulsoarele) navei avnd ataate duze orientabile care
prin rotire modific direcia jetului de ap
propulsoarele cu aripioare, etc
b) Auxiliare: aciunea lor este independent de funcionarea
propulsoarelor propriu-zise; sunt utilizate la nave cu viteze mici
sau nule.
1) Instalaii auxiliare din crme active de regul aceste instalaii
sunt cu elice n duz; sunt acionate electric sau
electro-hidraulic.
2) Instalaii auxiliare de crm-propulsor:
- tunele hidrodinamice transversale (aici se produc jeturi de ap
prin funcionarea unor elice cu pale (fixe sau orientabile), pompe
cu palei, pompe centrifuge;
- coloane rotitoare cu elice
- propulsoare cu aripioare (VOITH SCHNEIDER)
Observaie: Instalaiile principale i auxiliare de crm-propulsor
mpreun cu instalaiile auxiliare din crmele active, sunt denumite
MIJLOACE DE GUVERNARE ACTIV.
5.4.4. Crma
Definiie: Apendicele amplasat n jetul de ap al propulsorului sau
n siajul carenei, avnd forma de arip profilat sau neprofilat
hidro-dinamic, cu posibiliti de rotire n jurul unei axe verticale i
care asigur guvernarea navei se numete CRM.
Prile componente ale crmei sunt: pana sau safranul crmei i axul
crmei.
Pana este construit dintr-un cadru metalic mbrcat pe ambele pri
cu tabl (partea din ap se numete safran) i creeaz fora hidrodinamic
portant.
Axul crmei organul de rotire al penei crmei i de transmitere a
forei hidrodinamice portante asupra navei. Intr n corpul navei
printr-un orificiu (prevzut cu sistem de etanare) numit etambreu i
se continu n compartimentul crmei unde este fixat cu doua tije ce
sunt acionate de servomotoare.
5.4.4.1. Clasificarea crmelor
I. Dup modul de asamblare a penei crmei:
Crme simple
Sunt susinute de corpul navei
att la partea superioar ct i
la partea inferioar.
Crme semisuspendate i semicompensate se utilizeaz numai la
navele maritime
Crme suspendate sunt susinute numai de ax (specific
ambarcaiunilor de sport i de agrement i a navelor pe aripi
portante)
II. Dup poziia axului fa de muchia de atac a penei
Crme necompensate au axul amplasat n imediata apropiere a
muchiei de atac
Crme compensate axul amplasat la 0,25 0,33 din lungimea
penei
Crme semicompensate
III. Dup forma geometric a seciunii longitudinal verticale se
deosebesc:
Crme de form dreptunghiular:
Crme de form trapezoidal:
Crme de alte forme geometrice
IV. Dup forma geometric a seciunii longitudinal orizontale a
penei se deosebesc:
Crme plate:
Crme cu profil hidrodinamic:
NACA
NEJ
TAGHI
GO
n urma cercetrilor teoretice experimentale au aprut:
crme profilate cu parte fix i parte mobil
Partea fix este folosit ca punct terminus pentru arborii
port-elice.
sistem de mai multe crme acionate:
simultan (duble, triple) la remorchere, mpingtoare de puteri
mici;
Crm cu volet ( se obine un unghi maxim de bandare de 800)
cu volet extins
cu doi volei
Axul crmei de acest tip (cu volei) este format din doi arbori
concentrici acionai independent:
arborele interior este solidar cu pana crmei propriu-zise;
arborele exterior este pus n legtur cu voletul printr-un
mecanism cu culis (manivel, culis, bar);
5.4.5. Mijloace de guvernare activ
Definiie: Instalaia special, respectiv combinaia mai multor
instalaii ntre ele sau cu propulsorul principal, capabil s creeze
forele transversale necesare manevrrii eficiente a navei la orice
regim de vitez mrindu-i n felul acesta gradul de independen, se
numete mijloc de guvernare activ.
Mijloacele de guvernare activ cuprind:
instalaiile principale de crm-propulsor (de propulsie
orientabil):
elice n duze orientabile (acionate simultan sau independent)
coloanele rotitoare cu elice
propulsoarele cu aripioare
instalaiile auxiliare de crm-propulsor:
tunele hidrodinamice transversale
coloanele rotitoare cu elice
coloanele telescopice cu elice
propulsoarele cu aripioare
instalaiile de crme active
Instalaiile principale de crm-propulsor cu elice n duze
orientabile independente
Asigur o bun manevrabilitate a navei au o larg rspndire la
navele de transport fluviale i la remorcherele propulsate prin
elice cu pale orientabile.
Duzele orientabile independente se prevd la navele care au cel
puin dou linii de axe i sunt acionate de mecanisme separate.
P.D.
Td
Bd
FTd
FBd
FyOrientarea independent a duzei i a palelor elicei permite
modificarea n limite foarte largi a direciei, sensului i a mrimii
vectorului FOR DE MPINGERE dezvoltat de fiecare instalaie principal
de crm-propulsor.
Aceast soluie are implicaii asupra naintrii i rotirii navei n
plan orizontal.
P.D.
Fy Tb
FTb
FBd
Bd
P.D.
Td
FTd
Bd
FBd
F
n primele 2 cazuri FTd= FBd, nava se mic pe loc.
n cazul al 3-lea vectorii fore de mpingere dezvoltate de
instalaiile principale de crm propulsor sunt de direcii, sensuri i
mrimi diferite. Din compunerea lor rezulta F care determin
deplasarea longitudinal dar i rotirea navei.
Instalaii auxiliare de crm-propulsor cu tunele hidrodinamice
transversale
Aceste instalaii sunt construcii complexe ce se recomand a fi
amplasate n cazuri speciale la nave de stins incendiu, pasagere,
remorchere.
n principiu aceste instalaii presupun existena in CARENA navei a
unor canale transversale spre extremitile prova i pupa, deschise n
borduri prin care se pun n micare JETURI de ap sub presiune. Forele
de mpingere dezvoltate de aceste jeturi de ap sunt de regul
perpendiculare pe planul diametral.
La fore egale i de sens contrar giraia se face pe loc.
Tipuri de instalaii auxiliare de crm-propulsor cu tunel:
- cu elice cu pale orientabile
- cu elice cu pale fixe
Varianta 1
Varianta 2
- cu propulsor cu aripioare
- cu pomp centrifug vertical
- cu pomp centrifug orizontal
5.4.6. Instalaii auxiliare de crm-propulsor cu coloane rotitoare
i telescopice cu elice
Se utilizeaz la navele de vitez mic i crora li se impun condiii
de manevrabilitate deosebit (macarale plutitoare, bacuri,
remorchere de port, nave de stins incendii, pasagere).
Ele pot funciona ca propulsoare principale sau auxiliare.
Avantaje:
instalaiile cu coloane rotitoare au o eficien sporit (elicea se
rotete la orice unghi n plan orizontal) fa de instalaiile cu elice
n duze orientabile
Dezavantaje:
construcie complex i pre de cost ridicat
slab protecie la aciuni mecanice
rezisten redus la coroziune
sporirea rezistenei la naintare a navei
Prin crearea instalaiilor cu crm-propulsor cu coloane
TELESCOPICE cu elice, unele dezavantaje menionate mai nainte au
fost eliminate, cum ar fi rezistena la naintare.
Pe timpul navigaiei n mare deschis, elicea este retras ntr-o ni
n corpul navei.
5.4.7. Instalaii de crme active
Instalaiile cu crme active se folosesc din 1960.
Antrenarea elicei se face cu un motor electric (sau hidraulic)
amplasat n pana crmei care, din acest motiv, are profilul
hidrodinamic modificat.
De regul, elicea crmei se rotete n sens invers
propulsorului.
Pe timpul manevrei n acvatoriile limitate (cu viteze mici sau
chiar nule), giraia navei este realizat prin mpingerea crmei
active.
Unghiul de band al crmei este i de 900.
Dezavantaje:
pe timpul marului elicea crmei lucreaz n regim de turbin (crete
rezistena la naintare a navei, uzura prematur a acestei elice).
5.4.8. Transmisiile de la servomotor la axul crmei
Troe
Lanul Gall - asemntor cu primul caz, micarea se transmite
printr-un lan la cruciorul mobil.
Tije
Sistemul Hardfield - asemntor cu cazul tije, cu diferena ca
micarea de la servomotor se transmite printr-un urub fr sfrit unei
roi dinate pe al crui ax se gsete o alt roat dinat excentric.
V. Sistemul urub fr sfrit
Crma
Propulsor
Pana crmei
Elicea
Axul crmei
Ax crm
Pana crmei
(safran)
Elice
Axul crmei
Elice (propulsor)
Pana crmei
Ax crm
Elice (propulsor)
Pana crmei
Ax crm
Ax crm
Pana crmei
Pana crmei
Ax crm
Ax crm
Pana crmei
Elice (propulsor)
Pana crmei
Ax crm
Elice (propulsor)
Pana crmei
ax
pana
ax
pana
Ax crm
Ax crm
Pana crm
CRME SIMPLEX
Parte mobil
Parte fix
Motor de acionare a elicei
Motor acionare coloan rotitoare
Coloan
rotitoare
Elice (liber sau n duz)
Tambur
Rai
Tro
Eche
Crucior mobil
Eche
Crma
Tij
De la servomotor
Tij
Eche
urub fr sfrit
Roat dinat
Ax
Roat dinat
Sector dinat
Crm
Cadru fix
Ax
Eche
urub sens dreapta
Servomotor
Crm
urub sens stnga
_229341232.ppt
La unghiuri diferite
Propulsor
90grade
80grade
75grade
SISTEMENKEL
_258933876.ppt
culis
volet
volet
sunt rigidizai ntre ei
_258934196.ppt
arbore interior
arbore exterior
manivel
culis
bar
_258933556.ppt
40 grade
40 grade
crma
volet extins
_229097064.ppt
La acelai unghi
a
a
SISTEMHITZLER
Propulsor