Bow (costruzione navale)
La prua è la parte anteriore per lo più a forma aerodinamica dello scafo di una nave o di una barca. (La parte posteriore di una nave è chiamata poppa .) L'estremità anteriore della prua è formata dalla prua , che nelle navi di legno è solitamente una trave di legno quadrata. Una parte della nave che sporge dalla prua è chiamata galion .
Nel corso del tempo sono emersi diversi design in cui aspetti ottici, fluidici e / o di altro tipo hanno influenzato la forma.
Prua della barca
La solita prua della barca è arrotondata. Questo disegno è evidente nel fasciame delle costole quando le assi di Steven si piegano. La forma voluminosa crea molta galleggiabilità ed è quindi solitamente scelta per piccole imbarcazioni ( barche folk , barche a remi).
Arco da pastore
Nelle antiche navi da guerra spesso avevano un Rammbug ( chiamato anche Rammsporn ), il lontano attaccante. Ciò potrebbe danneggiare seriamente le navi nemiche al di sotto della linea di galleggiamento. Si ritiene che l'arco di ariete fosse una sorta di antico precursore dell'arco a bulbo; I delfini che nuotavano sulla superficie dell'acqua servivano probabilmente da modello.
Quando l' armatura ebbe un vantaggio sull'artiglieria con l'avvento delle navi corazzate , fu reintrodotto l'arco da combattimento. La battaglia navale di Lissa (1866), decisa da un tamponamento, confermò inizialmente questo sviluppo. Tuttavia, poiché l'avanzata dell'artiglieria (vedi proiettile esplosivo ) intorno al 1900 ha portato alla sconfitta del nemico a grande distanza, l'arco da combattimento ha perso la sua importanza. Tuttavia, lo tenevano duro, anche se le loro navi venivano affondate ripetutamente durante le manovre di virata a causa di speronamenti involontari.
Anche le navi da guerra della prima guerra mondiale avevano ancora - almeno in termini di forma - un arco. Questo di solito non era adatto per speronare le navi nemiche; era di importanza pratica solo quando si speronavano i sottomarini . Va notato che le navi furono costruite con una prua meno pronunciata durante la guerra e poco prima di essa. Ad esempio, lo yacht dell'imperatore Hohenzollern oi piccoli incrociatori della classe Gazelle , tutti costruiti intorno alla fine del secolo, avevano una prua estremamente pronunciata. Verso la fine della guerra, le navi progettate o già varate avevano la prua dritta.
Come effetto collaterale dello sviluppo della prua ariete, sono state misurate ripetutamente le deviazioni nel pescaggio effettivo e la velocità effettiva delle nuove navi con una prua ariete rispetto ai valori di progetto calcolati. Queste deviazioni sono state causate dalla galleggiabilità e dagli effetti del flusso, che si sono verificati perché alcune forme di arco di ariete si avvicinavano piuttosto per caso a un arco a bulbo nella loro forma. Questa è stata la base per le successive serie di test e alla fine ha portato all'arco bulboso.
Clipper fiocco
Lo stelo dell'arco clipper ha una doppia forma curva. All'incirca al livello della linea di galleggiamento è relativamente ripido, mentre diventa meno profondo sopra e sotto di esso, il che si traduce in una transizione graduale dello stelo sia alla chiglia che al bompresso . È concava in modo che la nave si immerga più tranquillamente nelle onde in mari agitati e " libra " il meno possibile .
Simile a questa forma di prua è l '"arco atlantico" delle grandi navi da guerra tedesche della fine degli anni '30.
Arco verticale o piroscafo
Lo stelo della vaporiera è diritto verticalmente o, se necessario, con una leggera caduta in avanti. La forma si è sviluppata con l'avvento delle navi a vapore come semplificazione delle forme dell'arco precedentemente utilizzate con il bompresso . Nel periodo successivo alla prima guerra mondiale, la prua del piroscafo fu sostituita da sviluppi più recenti come la prua normale e la prua Maier e fu utilizzata solo dove la lunghezza era limitata, ad esempio dalle dimensioni della chiusa (navi interne, navi dei Grandi Laghi). Più recentemente, la forma dello scafo ha conosciuto una rinascita grazie ai suoi vantaggi in navi più grandi e pescaggi e velocità più vari.
Bug Maierform
Questa forma di scafo , introdotta dall'azienda Maierform , con le sue caratteristiche cornici a forma di V e insolita prua arrotondata, fu realizzata alla fine degli anni '20.
Arco normale
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Il ponte di prua con una prua diritta (sulle navi da passeggeri anche leggermente convessa) che sporge in avanti è considerata la forma normale. Le forme cadenti dello stelo offrono una maggiore riserva di spostamento e una ridotta formazione di spruzzi in mare mosso, oltre a una maggiore protezione in caso di collisioni.
Arco bulboso
La prua a bulbo, nota anche come prua a bulbo, è il caratteristico portico a forma di lacrima sulla prua sottomarina di molte grandi navi moderne. È anche noto come il tallone di Taylor, dal nome di David Watson Taylor , ingegnere capo della Marina degli Stati Uniti durante la prima guerra mondiale. Le prime grandi navi ad esserne equipaggiate furono i grandi incrociatori di classe Mackensen in costruzione per la Marina Imperiale . Tuttavia, non furono completati entro la fine della prima guerra mondiale e dovettero essere demoliti. Ciò significa che i due piroscafi rapidi Bremen (1929) ed Europa (1928) sono le prime navi più grandi ad essere dotate di prua a bulbo.
I vantaggi dell'arco bulboso includono:
- Una prua bulbosa adattata alla posizione di assetto , alla velocità e alla forma dello scafo di una nave può avere un effetto positivo sul modello d'onda di una nave in movimento. Evita quasi l'onda di prua che altrimenti si verifica , che causa la maggior parte della resistenza all'acqua .
Una nave che viaggia come dislocatore normalmente non può superare la velocità dello scafo , che dipende dalla lunghezza della linea di galleggiamento . Quando la velocità dello scafo viene raggiunta, si spinge contro l'onda di prua auto-generata, mentre l'onda di poppa si alza dietro lo scafo, la poppa affonda nella depressione dell'onda di poppa e la nave deve quindi viaggiare verso l'alto nel proprio sistema d'onda. Una potenza di propulsione ancora più elevata non consente alla nave di viaggiare più velocemente, ma aumenta solo la prua e le onde di poppa.
Per poter aumentare la velocità, il sistema di onde della nave deve essere modificato o annullato da interferenze distruttive . Questo è ciò che ottiene la prua a bulbo: crea un secondo sistema d'onda che può ridurre le dimensioni della prua e delle onde di poppa fino a quando non si estinguono. In questo modo, la nave raggiunge una velocità maggiore con un consumo di carburante inferiore del 10-15%. Ci sono anche altri effetti positivi come un migliore flusso all'elica, ma sono considerati di secondaria importanza. - Se la prua bulbosa si trova davanti alla perpendicolare anteriore , l'acqua che sposta viene aspirata sotto la nave a una velocità maggiore rispetto all'acqua circostante per effetto di vortice , il che riduce ulteriormente la resistenza dello scafo.
Il principale svantaggio dell'arco bulboso sono gli alti costi di produzione dovuti alla forma complessa, che deve essere prodotta con tolleranze relativamente ridotte. Inoltre, la prua a bulbo raggiunge il suo effetto solo in una gamma di velocità ristretta per la quale è stata appositamente progettata e in una posizione appena sotto la superficie dell'acqua. Al di fuori di queste condizioni difficili, l'impermeabilità del veicolo può persino essere aumentata.
La prua a bulbo è quindi inadatta a navi che viaggiano a velocità in costante cambiamento (es. Rimorchiatori con e senza carico, marinai con molto o poco vento) o veicoli che viaggiano con una posizione di assetto che cambia continuamente (es. Veicoli a vela, che raramente viaggiano in posizione eretta ).
L'arco bulboso peggiora la manovrabilità, ma questo non è significativo ed è di gran lunga superato dai vantaggi. A causa della loro enorme lunghezza e della necessità di manovra, ad es. B. nelle chiuse, molte navi hanno comunque un propulsore di prua . In considerazione del costoso carburante ( olio pesante ), può anche essere utile ottimizzare un arco a bulbo esistente ( retrofit ). Dall'inizio della crisi marittima nell'estate del 2008, molte navi oceaniche hanno viaggiato a velocità ridotta (" slow steaming ") per risparmiare carburante. Spesso la loro prua è progettata per una velocità elevata (oltre i 20 nodi); un arco bulboso ottimale per velocità inferiori ha una forma diversa. La compagnia di navigazione Maersk, ad esempio, ha convertito dieci navi portacontainer . I nuovi nasi dovrebbero risparmiare l'1–2% di carburante. La forma del naso è oggetto di ricerca in fluidodinamica e teoria delle navi.
Arco rompighiaccio
La prua di un rompighiaccio è convessa e relativamente piatta nell'area della linea di galleggiamento, in modo che la nave possa colpire il ghiaccio con slancio in modo che si rompa sotto il peso. Con l' arco Thyssen Waas , tuttavia, nelle rompighiaccio vengono utilizzate anche costruzioni ad angolo quasi retto.
X-Bow
L' Ulstein X-Bow è un arco senza un arco bulboso, il cui stelo si inclina all'indietro sopra la linea di galleggiamento. I vantaggi della forma sono la minore resistenza al flusso e velocità più elevate in condizioni di mare difficili. A causa della poppa più completa nell'area appena sopra la superficie dell'acqua , le navi con X-Bow raggiungono una maggiore galleggiabilità con una minore immersione, il che porta a movimenti di swell più morbidi dello scafo della nave e minori accelerazioni negative.
letteratura
- Con una forma dell'arco modificata sulla rotta per l'economia · Il rigonfiamento viene sempre più sostituito da uno stelo diritto, riducendo così il consumo di carburante ad ogni pescaggio . In: Daily port report of March 13, 2015, special supplement Shipbuilding & Repair, p. 8, DVV Media Group, Amburgo 2015, ISSN 2190-8753
link internet
Prove individuali
- ^ Ulrich Scharnow : Lexicon seafaring . 5a edizione. Transpress VEB Verlag for Transport, Berlino 1988, ISBN 3-344-00190-6 , p. 85-86 .
- ↑ a b H. Schneekluth: progettare navi . Conferenze, TH Aachen. Koehler, Herford 1984, ISBN 3-7822-0351-8
- ^ Ernst Foerster : Johow-Foerster: Aid book for shipbuilding , primo volume, Julius Springer, Berlino, 1928, p. 39.
- ^ Ernst Müller: Eisenschiffbau , BG Teubner Verlag , Lipsia, 1910, p. 30ss.
- ^ A b Karl Heinz Rupp: Drawing of Ship Lines , Institute for Ship Design and Ship Theory of the University of Hanover, October 1981, p. 33.
- ↑ Frank Behling, Thomas Luczak: Navi anteriori in transizione: la prua bulbosa si spegnerà ? , In: Ostsee-Zeitung , 20 aprile 2015.
- ^ Karl Heinz Rupp: Drawing of Ship Lines , Institute for Ship Design and Ship Theory of the University of Hanover, October 1981, p. 34.
- ↑ Barche esclusive 3/2006: Bulge bow on yachts ( Memento from April 2, 2015 in the Internet Archive ) (PDF; 1.8 MB)
- ↑ The nose job: Why 10 of our ship are get a new bulbus bow (December 21, 2012) ( Memento of July 25, 2013 in the Internet Archive )
- ↑ Lavori su navi portacontainer - Maersk aggiorna gli archi a bulbo per una cottura a vapore lenta - Scopri di più su: http://www.oldsaltblog.com/2013/03/container-ship-nose-jobs-maersk-retrofits-bulbous-bows-for- vapore lento / # sthash.WDXZDoXE.dpuf