Podobnost modelů lodí - Similitude of ship models - Wikipedia

Pohled kapitána z mostu a Port Revel model supertankeru
Nouzové zastavení modelu supertankeru s doprovodným remorkérem

Modely s posádkou

Mnoho výzkumných pracovníků, specialistů na hydrauliku a inženýrů používá zmenšené modely již více než století, zejména při tažení tanků. Modely s posádkou jsou malého rozsahu modely které může nést a manipulovat s ním alespoň jedna osoba na otevřené vodní ploše. Musí se chovat jako skutečné lodě a dávat lodnímu manipulátoru stejné pocity. Fyzické podmínky, jako je vítr, proudy, vlny, hloubky vody, kanály a kotviště, musí být reprodukovány realisticky.

Modely s posádkou se používají pro výzkum (např. Chování lodí), strojírenství (např. Rozložení přístavů) a pro výcvik manipulace s lodí (např. Námořní piloti, velitelé a důstojníci). Obvykle jsou v měřítku 1:25.

Podobnost modelů s posádkou

Celosvětové modelové školy s posádkou se rozhodly uplatnit zákon podobnosti z William Froude (1810-1879) pro modely s posádkou. To znamená, že gravitace je považována za převládající nad ostatními silami působícími na trup (viskozita, kapilarita, kavitace, stlačitelnost atd.).

Různé aspekty podobnosti lze tedy definovat takto:

Fyzická podobnost

Podobnost tvaru: Model má přesně stejný geometrický tvar jako skutečná loď. To znamená, že všechny délkové (L) rozměry skutečné lodi jsou rozděleny stejným faktorem, měřítkem. Návrháři Port Revel zvolili měřítko (S) 1:25, takže:

S(L) = 25 (menší, tedy vzdálenost je 25krát menší)

V této podobnosti jsou zachovány proporce (poměry mezi různými rozměry lodi jsou stejné). To je také případ blokového koeficientu. Úhly jsou dále poměrem délky, takže jsou také totožné s původními úhly. Z toho se odvozují faktory měřítka ploch a objemů, tj .:

S2(L) = 252 = 625

S3(L) = 253 = 15 625

Podobnost hmotnosti (M): Model používaný k výcviku manipulace s lodí se musí nejen podobat originálu, ale také se musí pohybovat stejným způsobem jako originál, když je vystaven podobným silám. V důsledku toho je měřítko pro hmotnost (M) a posunutí stejné jako u objemů, tj .:

S(M) = S3(L) = 253 = 15 625

Podobnost sil (F): Pokud jsou vnější síly na modelu podobné, jako jsou tvary, hmotnosti a setrvačnost, bude pohyb modelu podobný. Lze tedy ukázat, že síly (F) musí být ve stejném měřítku jako hmotnosti a hmotnosti, takže:

S(F) = S(M) = 253 = 15 625

Podobnost rychlosti (V): Ve shodě s Froude Zákonem je stupnice rychlosti druhou odmocninou stupnice délky, takže:

S(PROTI) = S1/2(L) = sqrt (25) = 5 (krát pomalejší než v reálném životě)

Podobnost času (T): Čas je vzdálenost (L) nad rychlostí (V), takže:

S(T) = S(L) / S(PROTI) = S1/2(L) = sqrt (25) = 5 (krát rychlejší než v reálném životě)

Podobnost výkonu (P): Protože síla P = F x V, tedy S(P) = S(F) x S(PROTI), tak:

S(P) = S3(L) x S1/2(L) = S7/2(L) = 257/2 = 78 125

Závěrem lze říci, že výběrem měřítka 1:25 pro délky a dodržením Froudeova zákona konstruovali inženýři v Sogreah - Port Revel modely 25krát menší, fungující 5krát pomaleji, ale protože vzdálenosti jsou 25krát menší, věci vyskytují se 5krát rychleji. Lodě jsou 78 125krát méně výkonné.

Podobnost manévrů

I když modely musí být ve správné podobnosti, to nestačí. Na správnou reprodukci manévrů mohou mít vliv další faktory, například zorné pole, palubní zařízení a vítr.

  • Za prvé, manévry na modelu vyžadují stejné pilotní příkazy jako na skutečné lodi. Jediným rozdílem je, že se na modelu provádějí pětkrát rychleji, takže není čas o nich diskutovat (ve skutečnosti je rychlost operace taková, že kapitán a kormidelník si každou hodinu vyměňují role, aby se vyhnuli únavě). To podporuje reakce, aby se staly intuitivními, ale založenými na předem posouzeném, ale flexibilním plánu. Co je krize v 1. den modelu s posádkou, stane se rutinou ve dnech 3+, což musí být dobrá definice výcviku.
  • Pozice kapitána mu dává z mostu skutečné zorné pole. Vydává rozkazy kormidelníkovi, který sedí před ním a ovládá kolo a motor.
  • Ovládací panely zobrazují obvyklé informace (otáčky motoru, úhel kormidla, směr, kmeny, rychlost a směr větru, spoutané řetězy). Tyto informace jsou zobrazeny v reálných hodnotách, aby pomohly účastníkovi co nejvíce zapomenout, že je na zmenšeném modelu.
  • Lodě jsou vybaveny příďovými a záďovými tryskami a dokonale funkčními kotvami. I z tohoto pohledu se chovají jako skutečné lodě.
  • Remorkéry jsou na příkaz kapitána dálkovým ovládáním a jsou ovládány skutečným remorkérem.
  • Pokud jde o vítr, je třeba připomenout, že vzhledem k tomu, že faktor rychlosti je 1 ku 5, je vítr o rychlosti 10 uzlů na jezeře ve skutečnosti ekvivalentem 50 uzlů. Vlnky na hladině vody a pohyb listí na stromech jsou proto nespolehlivými ukazateli. Rychlost větru a lodi zobrazená na ovládacím panelu jsou proto pro účastníky velmi důležité. Jezero se však nachází v lese v oblasti s malým větrem, takže jsou minimalizovány nekontrolovatelné účinky větru.

40leté zkušenosti ukázaly, že studenti se rychle naučí ovládat modely stejně jako skutečné lodě, se kterými jsou zvyklí manévrovat.
Cvičení s posádkou podporují dobré situační a prostorové povědomí, jehož nedostatek přispívá k většině nehod a mimořádných událostí.

Ti, kteří oba cvičili, tvrdí, že zmenšené modely doplňují elektronické simulátory. Zatímco manévry s proudy, vlnami, remorkéry, kotvami, bankovními efekty atd. Jsou na zmenšených modelech reprodukovány přesněji, numerické simulátory jsou realističtější, pokud jde o prostředí mostu.

Reference

externí odkazy