Teorija sidranja 1. del - Kaj vpliva na zanesljivost sidranja

Podrobnosti: Objavljeno: 04 Oktober 2016

Zadnje iz eTrgovine

720.00€

Litijeva baterija BlueCell 170Ah12V, ki je preplula Atlantski ocean na jadrnici Ashika II. Krmaril jo je slovenski jadralec Uroš Kraševac, ki je bateriji podpisal. Baterija je bila v uporabi 18 dni. Na voljo sta le 2 kosa.

Litijeva baterija za plovila. Odlična zamenjava za svinčene akumulatorje. Namenjena za servisno baterijo.

Tehnični podatki BlueCell 170Ah 12V:

Nazivna napetost: 12,8 v
Nazivna kapaciteta: 170 Ah (pri 0,2C)
Uporabna kapaciteta: 170 Ah (pri 0,2C)
Uporabna energija: 2176 Wh
Samodejno praznjenje: <3,5% mesečno
Življenjska doba: > 3000 pri praznjenju preko 80%
Življenjska doba: > 6000 pri praznjenju preko 50%
Tok polnjenja: 100 A
Tok praznjenja: 150 A
Tok praznjenja (do 3 s): 300 A
Izklop nizka napetost: 10 V
Temperaturno območje praznjenja: od -20°C do +60°C
Temperaturno območje polnjenja: od 0°C do +45°C
Vodoodpornost: IP55
Teža: 14,8 kg
Dimenzije (DxŠxV): 328x172x216 mm

BlueCell 170Ah12V - Uroš Kraševac

Za varno, zanesljivo sidranje moramo izbrati pravo opremo. Če želimo vedeti, kakšna oprema je prava, moramo spoznati, kdo povzroča sile pri sidranju in kakšne so le te. Pri sidranju sile povzročajo veter, morje in morsko dno. Poglejmo si kako vsak od treh naštetih elementov posebej vpliva na sidranje.

Veter

Vsa plovila razen podmornic imajo zračni upor. Zračni upor povzroča vsa površina plovila, ki je izpostavljena premikom zračne mase. Teorija aerodinamike pravi, da je sila vetra proporcialno enaka projekciji površine plovila in kvadratu hitrosti vetra. Pri pravilnem izračunu moramo upoštevati še gostoto zraka in koeficient zračnega upora.

Formula za izračun je:

v - hitrost vetra
S - površina
C - koeficient zračnega upora
ϱ - gostota zraka

Koeficient zračnega upora pri ravni ploskvi znaša 1.17, na primer pri aerodinamično oblikovanem letalu ali pa avtomobilu pa 0,5. Kolikšen je točen koeficient za posamezno plovilo je težko izračunati. Zavedati se moramo, da posamezni elementi kot so jambor, pripone, različne oblike na plovilu, medsebojno vplivajo druga na drugo. Prav tako se moramo zavedati, da sila ni popolnoma linearno povezana s površino in tudi ne s kvadratom hitrosti, je pa dovolj dober približek. Empirični modeli obstajajo ampak so izjemno zapleteni. ABYC (American Boat and Yacht Council) je izdal tabelo, ki podaja sile zračnega upora glede na dolžino plovil, hitrost vetra in obliko plovila.

Tabele so izračunane po formuli:

K =0,0089
L-dolžina plovila v metrih
P=1,66 - v-hitrost v vozlih

Formula je dokaj natančna, čeprav se zdi čudno smešno, da izračunavamo silo upora glede na dolžino plovila. Uporabljamo jo lahko za zgornji približek sile. Rezultati naj bi od točnih odstopali manj kot 5%.

Poglejmo si premer 40 čevljev (12 m) dolgih plovil različnih oblik in sile, ki delujejo pri kotu vetra 0° in 30° glede na plovilo (Sila F je v N)

	Jadrnica		Katamaran		Trimaran		Motorno plovilo		Formula ABYC
Hitrost vetra (vozli)	Kot vetra 0°	Kot vetra 30°	Kot vetra 0°	Kot vetra 30°	Kot vetra 0°	Kot vetra 30°	Kot vetra 0°	Kot vetra 30°
10	180	370	270	590	220	460	210	490	560
20	740	1500	1070	2360	890	1850	830	1960	2260
30	1660	3370	2400	5300	2000	4160	1870	4420	5080
40	2940	6000	4270	9430	3560	7390	3320	7850	9030
50	4600	9370	6670	14730	5560	15550	5180	12270	14100
60	6620	13490	9600	21210	8010	16630	7470	17670	20310

Kot vidimo iz tabele, so vrednosti po formuli ABYC nekoliko višje od natančneje izračunanih in jih lahko smatramo kot vrednosti z nekaj varnostne distance.

Da se matematični modeli razlikujejo od dejanskih meritev je razlog tudi tako imenovani gradient hitrosti vetra. Hitrost vetra namreč variira z višino. Standard za merjenje hitrosti vetra je 10 m nad morsko gladino ali nad kopnim. Na višinah med 0 in 10m prihaja do trenja in vrtinčenja vetra, ki hitrost zmanjšujejo. Bliže ko smo površini večji je učinek. Ker je večina plovil velikosti do 50 čevljev (15m) nižjih od 3m, lahko smatramo, da je učinek vetra na plovilo med 40% in 80% standardne hitrosti izmerjene na 10m. Pri večjih hitrostih vetra, gradient hitrosti vetra narašča bolj eksponentno. Zato lahko računamo, da je učinek vetra na plovilo med 75% in 85% standardne hitrosti vetra merjene na 10m.

Gradient hitrosti vetra je eden izmed razlogov, zakaj so merjene sile nižje od izračunanih po matematičnih modelih. Kolikšna bo natančna sila za posamezno plovilo je praktično nemogoče izračunati. Izračunane vrednosti pa vsekakor lahko uporabimo kot približek.

Morje

Morje na plovilo na sidru vpliva na tri različne načine. To so valovi, morski tok in premikajoče se plovilo.

Valovi

Največja sila, ki deluje na plovilo je plovnost. Če je morje popolnoma mirno in plovilo miruje, morje deluje na plovilo s silo, ki je enaka teži plovila. Če morje ni mirno in se plovilo premika, pa prihaja do sicer minimalnih sprememb skupne plovnosti, prihaja pa do večjih sprememb plovnosti posameznih delov plovila. To se običajno dogaja na premcu plovila, če je sidrna vrv ali veriga prekratka, kar povzroča povečanje sile na sidro.

Morski tok

Morski tok vpliva na vsako plovilo, ki je zasidrano. Za izračun sil, ki jih povzroča tok, bi morali poznati natančno hidrodinamiko plovila. Zato si poglejmo le primer 10m dolge jadrnice in sile, ki narašča glede na hitrost toka. Kot vidimo iz grafa, je sila pri majhnih hitrostih morskega toka majhna ali celo zanemarljiva, pri večjih pa eksponentno narašča. Recimo pri hitrosti morskega toka 6 vozlov, je približno enaka vetru, ki piha s hitrostjo 20 vozlov. Situacij, ko bomo sidrali v tako močnem morskem toku je izjemno malo. Na Jadranu hitrost morskega toka le redko kje preseže 1,5 vozla. Višje hitrosti so le v ožjih kanalih, ki pa sigurno niso pametna izbira za sidranje in bo skipper sigurno poiskal boljšo rešitev.

Premikanje plovila

Plovilo na sidru se običajno premika. Do premikov prihaja zaradi različnih sil, ki delujejo naj. Da bomo vedeli kakšne sile delujejo na sidro zaradi premikov plovila, moramo poznati hidrodinamiko podvodnega dela trupa, kobilice, krmila.

Vsak predmet se lahko giblje na 6 različnih načinov. Pet od šestih povzročajo sile pri sidranju.

Zibanje – gibanje okrog vzdolžne osi (ne vpliva)

Guganje – gibanje gor in dol

Vrtenje – gibanje okrog vertikalne osi

Premikanje naprej-nazaj

Premikanje levo-desno

Premikanje gor-dol

Kako posamezni premiki plovila vplivajo na sile pri sidranju bomo obdelali v naslednjih člankih.

Morsko dno

Morsko dno deluje na plovilo preko sidra , verige in sidrne vrvi. Če sidro drži in ga ne vlečemo, potem je sila dna nasprotno enaka horizontalni in vertikalni komponenti sili s katero deluje plovilo na sidro. Če je horizontalna sila upora morskega dna manjša od horizontalne sile s katero deluje na sidro plovilo, potem sidro vlečemo. Vlečenje sidra skozi morsko dno je posledica preveč napete sidrne verige ali vrvi. Vlečenje se bo prenehalo le če zmanjšamo napetost verige ali vrvi ali pa se bo sidro vkopalo v material, ki zagotavlja večjo silo trenja ali pa ga ustavi.

Poleg sidra trenje povzroča tudi veriga na tleh. Večje trenje povzroča pocinkana veriga, manjše nerjaveča, ker ima bolj gladko površino. Sila trenja verige je izjemno majhna. Doseže le nekaj 10N. Če bi bila večja, ne bi potrebovali sidra. Prav tako povzroča trenje le ko leži na dnu, ko pa jo sila plovila dvigne z dna, pa te sile ni več. Dober oprijem nudi le kadar se ovije okrog skal ali koral. Večja dolžina sidrne verige ali vrvi pri sidranju ni namenjena, da bi s trenjem pomagala držati plovilo na mestu. Njen namen je, da je sila s katero deluje plovilo na sidro čim bolj horizontalna, kar zmanjšuje možnost, da bi sidro izvlekli iz morskega dna.