Wat is een bolvormige boog?

De sterkste weerstand die elk schip tegenkomt bij standaardwerkzaamheden, is afkomstig van verplaatsing terwijl de romp door het water beweegt. Golven die de boeg beklimmen zijn water dat sneller opzij wordt geduwd dan dat het weg kan bewegen. Het kost veel kracht om de viscositeit en de massa van water te overwinnen en dat betekent brandstof verbranden, wat de kosten verhoogt.

Een bolvormige boog is een uitbreiding van de romp net onder de waterlijn. Het heeft veel subtiele vormvariaties, maar het is in feite een afgerond voorgedeelte dat iets uitloopt als het overgaat in de traditionele verplaatsingsrompconstructie. Deze voorste uitsteeksels zijn ongeveer twee keer zo lang als de breedte van de basis en ze zouden zich meestal niet naar voren uitstrekken voorbij de bovenkant van de boog. Het basisprincipe is om een ​​lagedrukzone te creëren om de boeggolf te elimineren en weerstand te verminderen.

Voor het eerst op de USS Delaware in 1910, was de bolvormige boog een controversieel ontwerp van de scheepsbouwmeester David W. Taylor van de VS.

Veel van de controverses verdwenen tien jaar later toen passagiersschepen het ontwerp begonnen te exploiteren om de snelheden te verhogen.

Rompen gebouwd met bolvormige boogsecties komen tegenwoordig veel voor. Onder bepaalde omstandigheden is dit type ontwerp zeer efficiënt in het omleiden van krachten van hydrodynamische weerstand en weerstand. Er is een beweging tegen bolvormige bogen die grotere flexibiliteit van schepen mogelijk maakt op een moment dat "langzaam stomen" een manier is om brandstof te besparen.

Goede voorwaarden voor bolvormige strikken

Het ontwerp van een schip met een bolvormige boeg wordt besproken in vele handboeken en technische artikelen. Het wordt vaak een theorie of een kunst genoemd, wat een korte manier is om te zeggen dat niemand 100 procent zeker is van wat ze schrijven. Er zijn details om uit te werken, maar moderne bouwers hebben eigen methoden voor het analyseren en integreren van alle hydrodynamische aspecten van hun rompen en deze methoden zijn strikte geheimen.

Een bolvormige boog werkt het beste onder bepaalde omstandigheden en een goed ontwerp geeft efficiëntiewinsten in het bereik van deze factoren.

Snelheid - Bij lage snelheden zal een bolvormige boog water boven de bol vangen zonder een lagedrukzone te vormen om de booggolf te annuleren. Dit leidt tot verhoogde weerstand en verlies van efficiëntie. Elk ontwerp heeft de meest efficiënte rompsnelheid, of vaak alleen rompsnelheid. Deze term verwijst naar de snelheid waarbij de vorm van de romp op het water werkt en zo een minimale luchtweerstand produceert.

Deze ideale rompsnelheid is misschien niet de topsnelheid van een schip omdat op een gegeven moment de door de boegelementen gecreëerde onderdrukzone groter wordt dan nodig. Een zone met water onder lagere druk die groter is dan de romp is inefficiënt en leidt tot een verminderde roerrespons.

In het ideale geval zal de kegel van water met lagere druk net voor de rekwisieten instorten. Dit geeft de steunbladen iets om tegen te duwen en beperkt cavitatie bij de steunen en het roer. Cavitatie zal leiden tot een verminderde efficiëntie van de steunen, trage besturing en overmatige slijtage van de romp en aandrijfcomponenten.

Grootte - Schepen onder de 15 meter hebben niet genoeg bevochtigd gebied om te profiteren van een bolvormige boog. De hoeveelheid weerstand op een romp is gerelateerd aan het bevochtigde gebied. De structuur van de lamp verhoogt ook de luchtweerstand en op een bepaald punt krimpen de voordelen naar nul. Omgekeerd gebruiken grotere schepen met een groot deel van de waterlijn tot het frontale gebied de bolvormige boeg het meest effectief.

Slechte omstandigheden voor bolvormige strikken

Ruige zeeen - Terwijl een traditionele romp met de golf stijgt, kan een romp met een bolvormige boog ingraven, zelfs als deze is ontworpen om de boog onder normale omstandigheden op te tillen. De kwestie van trim is een van de meest diepgaande aspecten van boogontwerp onder scheepsarchitecten. Er is ook een enorm psychologisch aspect bij bemanningen die dit boogontwerp als gevaarlijk beschouwen bij stormen. Er is een waarheid dat deze bogen in golfgezichten graven, maar er is weinig bewijs dat het gevaarlijker is dan traditionele ontwerpen.

Ijs - Sommige ijsbrekende schepen hebben een speciale vorm van een bolvormige boog die zwaar is versterkt. De meeste bolvormige bogen zijn gevoelig voor beschadiging, omdat ze het eerste contactpunt met een obstakel zijn.

Naast ijs, kunnen grote puin en vaste objecten zoals dokgezichten deze verlengde onderwaterbogen beschadigen.