Szchenyi Istvn Egyetem Kzlekedsi Tanszk Horvth Gbor SZKPESSG
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor ÚSZÓKÉPESSÉG f (ρf ; ρt) Úszóképesség feltétele: ρf / ρt > 1 Esetei: ρt < ρf úszik ρt = ρf lebeg ρt > ρf elmerül Archimedes törvénye: a folyadékba merülő testre ható felhajtó erő = a kiszorított folyadék súlya A hajótervezés alapfeladata: a hajó vízkiszorítás-térfogatának megfelelő víz súlya egyenlő legyen a hajó várható súlyával A hajó vízbemerült részére ható erők p d. Ff Ff A teljes felületre ható felhajtó erő: mg Ff = ∫ d. Ff = ∫ ρgh da cosφ = ρg. V mg = ρg. V Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor STABILITÁS Alaphelyzet: hosszanti szimmetria sík függőleges, úszáshelyzet vízszintes Külső erő / nyomaték hatására: • merülés nő / csökken • dőlés a keresztirányú tengely körül • billenés a hosszirányú tengely körül Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor STABILITÁS A stabilitás: a hajónak azon tulajdonsága, hogy a hossztengely körüli billentő nyomatékoknak ellenáll. Esetei: • stabilis úszáshelyzet metacentrum a rendszersúlypont felett, (+)MG követelmény! • labilis úszáshelyzet metacentrum a rendszersúlypont alatt, (-)MG • közömbös úszáshelyzet metacentrum és rendszersúlypont egybeesik MG=0 vízkiszorítási súlypont Mst = ρg. V lst (lst : G-H távolság) Metacentrum: a nyugalmi és a megbillent helyzetnek megfelelő felhajtóerők hatásvonalainak metszéspontja Metacentrikus magasság: (MG): rendszersúlypont (G) és a metacentrum (M 0) távolsága (lehet pozitív / negatív) Metacentrikus sugár (r 0): a metacentrum (M 0) és a vízkiszorítási súlypont (B 0) távolsága Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor STABILITÁS A stabilizáló nyomaték / kar meghatározása Kezdeti stabilitás tartománya: kis dőlésszögeknél ( =3 -10 ), a vízvonalterületek hossztengelyre vett másodrendű nyomatéka állandónak tekinthető (nagyobb dőlésszögeknél változó mértékű) Pantokaréna (η) : adott dölésszögnél a felhajtóerő hatásvonalának távolsága a vonatkoztatási tengelytől a változó vízkiszorítás függvényében vonatkoztatási tengely: a függőleges szimmetria sík és az alapsík metszésvonala (K) Stabilizáló nyomaték karja: lst = η - r sin (r: a vonatkoztatási tengely és a G távolsága) Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor STABILITÁS A stabilizáló nyomaték / kar meghatározása Reed-diagram: stabilizáló nyomaték (karja) a dőlésszög függvényében Általános Reed-diagram: Reed-diagram adott vízkiszorításnál, bármely metacentrikus magassághoz minden vízkiszorításhoz és rendszersúlypont-helyzethez külön Reed-giagram tartozik, de azonos vízkiszorításnál hasonló alakúak Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor HAJÓK vontatási ELLENÁLLÁSAI meghajtás nélküli hajó haladási ellenállásainak összege, (vh / vv ≠ 1) vízbe merült részre ható (1 -4) ellenállások + vízfelszín feletti (5) ellenállás Súrlódási ellenállás: egyenlő a hajó laterál (nedvesített) felületével azonos felületű és hosszúságú sík lemez súrlódási ellenállásával. 2 (nem azonos a hajó vízzel érintkező külhéj-felületével) RS = c s ρ v S / 2 Nyomási vagy maradék ellenállás (Alakellenállás + Hullámellenállás) A hajó környezetében kialakuló nyomásokból származó erő haladási irányú összetevője Alakellenállás: a kialakuló nyomásokból származó ellenállás a felszíni hullámzás figyelembevétele nélkül. ca f (Re) Reynolds-szám RA = c a ρ v 2 S / 2 Re ≤ 105 lamináris a határréteg a leválás helyéig, az alakellenállási tényező jelentősen változik Hullámellenállás: a teljes nyomási ellenállás és az alakellenállás különbsége, hullámzás okozta nyomásokból származó ellenállás. ch f (v ; Fr) Froude-szám RH = c h ρ v 2 S / 2 Fr ≤ 0, 16 - 0, 20 a hajó mentén kialakuló rövid hullámokból adódó nyomáskülönbség zérus, RH = 0 Közlekedéstechnika II. Hajók
Széchenyi István Egyetem Közlekedési Tanszék Horváth Gábor HAJÓK vontatási ELLENÁLLÁSAI Esési ellenállás: a vízfelszin eséséből (lejtő/emelkedő) adódó ellenállás (emelkedőn pozitív, lejtőn negatív ellenállás) RE = m g sinα Légellenállás: a vízfelszín feletti rész - haladási irányra merőleges (A) vetületének - ellenállása. RL = cl ρl vl 2 A / 2 vl : relatív sebesség (látszólagos szél)! Egyéb ellenállások Toldalék ellenállás (RT): határrétegen túlnyúló részek súrlódási ellenállása Csatornahatásból származó ellenállás (RC): f (n) n = AM / AH A hajó eredő összellenállása: RÖ = R S + R A + R H + R E + R L + R T + R C Közlekedéstechnika II. Hajók
- Slides: 7