Ναυπηγική μελέτη & σχεδίαση

Η τεχνική των συμβιβασμών

Του Σταύρου Ψαθέρη

Είναι γνωστό σε όλους πως η μελέτη και σχεδίαση ενός σκάφους είναι μια σειρά παραδοχών, ένα σύνολο από «πρέπει να γίνει αυτό» γιατί «δεν επιτρέπεται να γίνει αυτό». Κύριος ρυθμιστής αυτών των παραδοχών είναι ο σκοπός για τον οποίο σχεδιάσθηκε το σκάφος.

Ακούγονται λίγο μπερδεμένα τα πράγματα στην εισαγωγή μας; Ας πάρουμε ένα παράδειγμα που θα μας ξεκαθαρίσει τα πράγματα. Ας πούμε πως θέλουμε να σχεδιάσουμε ένα μικρό δεκάμετρο ταχύπλοο καμπινάτο. Πρέπει να έχει χώρους για άνετη διαβίωση με καλή εσωτερική σχεδίαση, αλλά και χωρίς μεγάλες παραχωρήσεις σε θέματα ταχύτητας. Με δυο λόγια, θέλουμε να σχεδιάσουμε ένα σκάφος σε μέγεθος, που ενδιαφέρει περισσότερο το αγοραστικό κοινό. Τι σχέση, όμως έχουν αυτά τα δύο, φαινομενικά άσχετα μεταξύ τους στοιχεία, με την τελική διαμόρφωση του χαρακτήρα ενός σκάφους;


Ας πάρουμε ένα υποθετικό, καθαρά μηχανοκίνητο σκάφος με τις πιο κάτω διαστάσεις:
Μήκος ολικό 8.50 μ.
Πλάτος μέγιστο 2.70 μ.
Λόγος μήκους / πλάτους 3 ή για την ακρίβεια 3.14 μ.
Μέση ανύψωση γάστρας (deadrise) από το μέσο νομέα μέχρι την παπαδιά, περίπου 10 μοίρες.
Μήκος ισάλου 7.30 μ.
Πλάτος ισάλου 2.40 μ.
Έμφορτο εκτόπισμα 2.250 κιλά.

Ονομάζουμε αυτό το ναυπηγικό θαύμα… «πρότυπο σκάφος» και του
δίνουμε μια περιοχή ταχυτήτων από 20 μέχρι και 30 κόμβους (knots) για να μπορεί να κινείται. Θα ήταν πολύ ενδιαφέρον να μειώναμε το πλάτος ισάλου στα 1.70 μ. (από τα 2.40 μ.) και χωρίς καμιά άλλη αλλαγή, να το δοκιμάζαμε. Ποιο θα ήταν το αποτέλεσμα; Ένα σκαρί, που όσο πιο γρήγορα πήγαινε, τόσο πιο «αποδοτική» θα ήταν η γάστρα του σε σχέση με το πρότυπο σκάφος. Παρατηρείστε στο σχήμα 1 τις δύο καμπύλες ιπποδύναμης / ταχύτητας.


Μέχρι τους 24 περίπου κόμβους, το πρότυπο σκάφος εκμεταλλεύεται πιο σωστά την ιπποδύναμη της μηχανής του. Από τους 25 κόμβους και πάνω πηγαίνει πιο γρήγορα (με την ίδια ιπποδύναμη πάντα) και μάλιστα η διαφορά αυτή αυξάνει όσο μεγαλώνει η ταχύτητα. Το δεύτερο, λοιπόν, πλεούμενο θα είναι πιο καλό από το πρώτο, όταν ο καιρός έρχεται από την πρύμη ή ο ιδιοκτήτης του ονειρεύεται αγωνιστικές επιδόσεις, αλλά είναι σαφώς χειρότερο από το πρότυπο στους εσωτερικούς χώρους και στις δυνατότητες άνετης διαβίωσης.

Ακριβώς το αντίθετο θα συμβεί, αν αυξήσουμε το πλάτος του σκάφους, αλλά προσοχή, όχι σε όλες τις ταχύτητες. Στο σχήμα 2 φαίνεται ξεκάθαρα
η διαφορετική συμπεριφορά του πρότυπου σκάφους και ενός με μέγιστο πλάτος, ούτε λίγο ούτε πολύ, 3.65 μ.


Το αρχικό σκάφος είναι καλύτερο μετά τους 18 κόμβους, ενώ το φαρδύ συμπεριφέρεται πιο αποδοτικό στις χαμηλές
ταχύτητες. Είναι, όμως, δύσκολο να κυβερνηθεί στον άσχημο καιρό και η ικανότητά του να «κρατάει» μια συγκεκριμένη πορεία (ευστάθεια πορείας) είναι ελάχιστη.

Ας εξετάσουμε τώρα τη γάστρα, γιατί και εδώ μπορούν να συμβούν πολλά
αξιοθαύμαστα. Διατηρώντας τις ίδιες ακριβώς διαστάσεις, καθώς και το έμφορτο εκτόπισμα του σκάφους, φτιάχνουμε ένα δεύτερο με ανύψωση γάστρας (deadrise) 28 μοίρες στο μέσο νομέα. Η βαθειά αυτή γάστρα (deep V) δίνει χειρότερα αποτελέσματα μέχρι τους 30 κόμβους (σχήμα 3), περιοχή στην οποία οι απαιτήσεις σε ισχύ και των δύο σκαφών είναι περίπου οι ίδιες, αλλά από εκεί και μετά έχει καλύτερες επιδόσεις.


O λόγος είναι απλός. Τα σκάφη με βαθύ V συνηθίζουν να ταξιδεύουν με τις πλώρες τους σηκωμένες… στον ουρανό, σε αντίθεση με όσα έχουν λιγότερο έντονο V. Αυτό, μέχρι κάποια συγκεκριμένη ταχύτητα, λειτουργεί κατά των σκαφών βαθέος V. Από την άλλη πλευρά, η τάση των σχετικά επίπεδων σκαφών να βυθίζουν την πλώρη τους όσο αυξάνει η ταχύτητα, γίνεται αρνητικό στοιχείο, αφού τα εμποδίζει να κινηθούν πραγματικά γρήγορα. Έτσι, για ταχύτητες πάνω από τους 30 κόμβους, ένα σκάφος με βαθύ V κρίνεται σαν πιο κατάλληλο και συμπεριφέρεται περισσότερο σωστά στον άσχημο καιρό, ιδιαίτερα αν αυτός έρχεται από πρύμα.

Οι βαθμωτές γάστρες (stepped hulls) έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε ολόκληρη σχεδόν την περιοχή των ταχυτήτων, που έχουμε διαλέξει (δηλαδή από 20 μέχρι 30 κόμβους). Ακολουθώντας το σχήμα 4, όμως, παρατηρούμε πως όσο μικραίνει η ταχύτητα, τόσο πλησιάζουν οι καμπύλες και περίπου στους 17 κόμβους τέμνονται.


Από το σημείο αυτό και κάτω, το σκάφος με την κανονική γάστρα είναι το καλύτερο, κυρίως γιατί, μέχρι να πλανάρει, πραγματικά δημιουργούνται στρόβιλοι και έντονες δίνες κοντά στις βαθμίδες (steps), που αυξάνουν την αντίσταση της γάστρας μέσα στο νερό. Στις μεγαλύτερες ταχύτητες, το νερό απομακρύνεται με κανονική ροή από την κάθε βαθμίδα (αυτή η τελευταία λειτουργεί σαν ακροφύσιο μέσα στο υγρό στοιχείο), αφήνοντας έτσι το τμήμα της γάστρας που βρίσκεται πίσω από αυτήν,
ελεύθερο από θάλασσα αφού δεν έρχεται σε επαφή μαζί της. ?λλος ένας λόγος, που συντελεί στην ικανοποιητική απόδοση μιας βαθμωτής γάστρας, είναι και ο σωστά μελετημένος λόγος μήκους / πλάτους (aspect ratio) της επιφάνειας που πλανάρει και που φυσικά δεν έχει καμία σχέση με το λόγο των διαστάσεων, που αναφέρεται στην αρχή αυτού του θέματος.

Μη νομίζετε ότι ξεχάσαμε το έμφορτο εκτόπισμα του σκάφους. Όσο πιο μικρό είναι, τόσο λιγότερη ισχύ χρειάζεται ένα σκάφος για να φτάσει μια δεδομένη ταχύτητα (σχήμα 5). Λιγότερο εκτόπισμα, όμως, σημαίνει και διαφορετική
συμπεριφορά κατά την πλεύση, κάτι που δεν πρέπει να ξεχνά ο μελετητής του σκάφους.


Από τα παραπάνω μπορούμε να δούμε πως η «τεχνική των συμβιβασμών» είναι πολύ λεπτή υπόθεση και χρειάζονται εξαιρετικές ικανότητες, γνώσεις και πείρα από αυτούς που την υιοθετούν.

Close