Gruszka dziobowa

Techniczne zagadnienia okrętowe

Moderatorzy: Marmik, crolick

Awatar użytkownika
Maciej
Posty: 2035
Rejestracja: 2004-10-21, 21:40
Lokalizacja: Puszczykowo
Kontakt:

Gruszka dziobowa

Post autor: Maciej »

Panowie,

Ostatnio nurtują mnie kwestie związanie z hydrodynamiką kadłubów dużych statków i okrętów, w tym to ustrojstwo. :-)
Oczywiście, jestem laikiem a moje zainteresowanie tymi problemami mają związek z hobbystycznym projektowanie lub raczej rysowanie pływadeł.

Dość powszechnie wiadomo do czego służy gruszka dziobowa okrętu.
Wśród wielu zalet najczęsciej są wymieniane zmniejszenie oporów, zwiększenie prędkości, zapobieganie nurzaniu się rufy, niwelowanie unoszenia dziobu, poprawienie charakterystyk opływu wokół pędników, steru itp. Mowa, oczywiście o okrętach z kadłubami o dużych współczynnikach pełnotliwości.

I ok, mniej-więcej to rozumiem - ma być lepiej, czyli syzbciej i taniej.

Ale, dlaczego gruszki mają różne kształty? Czy jest to związane z różnymi charakterystykami zjawisk przez nie tworzonymi?
Czy te kształty wprost wypływają z geometri kadłubów statków, którym dedykowane są konkretne gruszki?
Czy może ich kształ ma związek z jedną lub kilkoma charakterystykami, które mają zmienić?

Jeszcze jedno;
Gruszki mają też swoje wady. A wśród nich pogorszenie stateczności wzdłużnej i manewrowości - tak przynajmniej wyczytałem.
Przyznam, że nie do końca rozumiem w jaki sposób się to dzieje. Tzn. nie umiem sobie tego wybrazić.
W jakim stopniu te zjawiska występują i czy mają w góle znaczenie. Bo jeśli mówimy o dużych jednostkach (a o takie pytam) to one jakby z natury są mało manewrowe, prawda?

Czy mogę prosić o komentarz?

Pozdrawiam,
Maciej
oskarm
Posty: 1407
Rejestracja: 2012-08-30, 18:23

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: oskarm »

Na pewno kształt gruszki zależy od prędkości jaką ma zasadniczo rozwijać statek/okręt (generalnie z moich obserwacji wynika, że im szybsza jednostka, tym węższa gruszka). Chociaż w części okrętów, w których w gruszcze znajduje się sonar, jej rozmiar też od niego zależy i tu chyba bardziej liczy się szukanie mniejszego zła (między nie konieczneie optymalną gruszką czy bardziej optymalną i opływką na sonar pod kadłubem).
Awatar użytkownika
polsteam
Posty: 1547
Rejestracja: 2005-09-16, 21:03
Lokalizacja: Gdynia
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: polsteam »

Ale, dlaczego gruszki mają różne kształty?

1.
różne lokalne "szkoły" projektowania
a w czasie - różne "mody"...

2.
Czy jest to związane z różnymi charakterystykami zjawisk przez nie tworzonymi?
- także z tym może być to związane
np. w jednym przypadku może chodzić po prostu o zmniejszenie oporu falowego
w innym (to się zdarza) może chodzić wybitnie o dodanie wyporności na dziobie, np. w celu poprawienia dzielności morskiej / zmniejszenia nurkowania dziobu
są nawet gruszki, których głównym zadaniem jest "danie miejsca" na tunele sterów strumieniowych (np. w niektórych pełnotliwych, z "bardzo tępymi", szerokimi dziobami, HLJV do instalacji i obsługi farm wiatrowych)

3.
Czy te kształty wprost wypływają z geometri kadłubów statków, którym dedykowane są konkretne gruszki?
Czy może ich kształ ma związek z jedną lub kilkoma charakterystykami, które mają zmienić?
- czasami różnice wynikają z tego, że różne są cele optymalizacji...
np. inny kształt będzie miała gruszka na statku o małym zakresie zmienności zanurzenia (np. wycieczkowiec, prom), a inny - na statku (też smukłym), ale pływającym na zmianę z różnymi (mocno różniącymi się) zanurzeniami (np. raz "na pełno", raz pod balastem).
nawet dla takiego samego kadłuba, przy optymalizacji dla różnych _najczęściej spotykanych_ (spodziewanych) zanurzeń - kształt gruszki będzie inny
Awatar użytkownika
Peperon
Posty: 5217
Rejestracja: 2010-11-05, 14:52
Lokalizacja: z Krakowa

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Peperon »

oskarm pisze:Na pewno kształt gruszki zależy od prędkości jaką ma zasadniczo rozwijać statek/okręt ...Chociaż w części okrętów, w których w gruszcze znajduje się sonar, jej rozmiar też od niego zależy i tu chyba bardziej liczy się szukanie mniejszego zła ...
Obserwując kształty kadłubów z różnych epok (lata 20-ste i np. 60-te) należy się zgodzić z Twoimi uwagami. Jednak przy współczesnych szybkich okrętach ZOP powiedziałbym, że głównym zadaniem gruszki (opływki sonaru) jest redukcja szumów. Dlatego wydają się nieadekwatne do roli redukcji oporów kadłuba.
Ludzkość dzieli się na trzy części.
Żywych, zmarłych i tych co na morzu.
Awatar użytkownika
Grzechu
Posty: 1449
Rejestracja: 2004-06-29, 16:05
Lokalizacja: Kwidzyn (Powiśle)

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Grzechu »

Swoją drogą poszperałem sobie po "ogólnie dostępnych" książkach z zakresu projektowania i konstrukcji kadłubów okrętowych i... faktycznie nie ma tam żadnych szczegółów teoretycznych odnośnie gruszek :roll:
Może to wiedza tajemna?
Albo gruchy dobiera się metodą prób i błędów w basenach modelowych do gotowego kadłuba? (taki tam "odlot" :aniol: )
Republika marzeń...
Awatar użytkownika
Maciej
Posty: 2035
Rejestracja: 2004-10-21, 21:40
Lokalizacja: Puszczykowo
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Maciej »

Dziękuję za odpowiedź, Panowie!

Wg mnie również, ich różne kształty są rezultatem projektowania dla nieco różnej optymalizacji oraz dla różnych kadłubów.
Przyznam, że zupełnie zapomniałem, że spora część statków w nie wyposażonych pływa też "na pusto".

W sieci jest dostępny skan patentowy, który trochę opisuje dość specyficzną gruszkę dziobową:
http://pubserv.uprp.pl/publicationserve ... 6617B1.pdf

Są tam zawarte zasady jej projektowania (ogólne).
I jest to dość zrozumiałe nawet dla takiego laika jak ja.
Myślę, że to zdjęcie przedstawia bardzo podobną gruszkę:
http://www.stoczniawisla.pl/Nowa/Zdjecia/real41.jpg

Natomiast, to co widzę na Ślązaku jest oczywiście gruszką ale wygląda mi na taką, którą bardziej ukształtowano jako opływową obudowę anten sonaru, o czym wspomniał peperon. Jest też "ostra" być może ze względu na smuklejszy kadłub:
http://www.defence24.com/uploads/images ... 856a44.JPG
http://www.defence24.com/uploads/images ... 188ad9.JPG
Chyba, że to tylko tymczasowa forma do czasu wyboru urządzeń sonarowych?

Gdy popatrzy się na zdjęcia pierwszych gruszek to od razu wiadomo dlaczego tak nazwano to ustrojstwo.
Dzisiejsze ich nie przypominają. Z nazwą własną też się już średnio kojarzą..

Pozdrawiam,
Maciej
Awatar użytkownika
Maciej
Posty: 2035
Rejestracja: 2004-10-21, 21:40
Lokalizacja: Puszczykowo
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Maciej »

Grzechu pisze: Albo gruchy dobiera się metodą prób i błędów w basenach modelowych do gotowego kadłuba? (taki tam "odlot" :aniol: )
Odnoszę takie wrażenie, trochę. :-)
oskarm
Posty: 1407
Rejestracja: 2012-08-30, 18:23

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: oskarm »

W gruszce Ślązaka nie przewidywano, nie ma i nie będzie sonaru. Sonar będzie pod kadłubem. Gruszka jest zwyczajnie za mała by go pomieścić. Gruszki / opływki z sonarami, przynajmniej częściowo są wykonane z tworzywa dobrze przewodzącego dźwięk. Podejrzewam, że ta była projektowana przede wszystkim do zmniejszenia oporów przy większych prędkościach?
Awatar użytkownika
Maciej
Posty: 2035
Rejestracja: 2004-10-21, 21:40
Lokalizacja: Puszczykowo
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Maciej »

Jasne, to oczywiście hipoteza, że mogli "tymczasowo" zamknąć gruszkę blachą w takiej formie do czasu wyboru urządzeń sonarowych i ich instalacji w nowej, zupełnie innej, po ucięciu obecnej.

Pozdrawiam,
Maciej
Awatar użytkownika
SmokEustachy
Posty: 3436
Rejestracja: 2004-01-06, 14:28
Lokalizacja: Oxenfurt
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: SmokEustachy »

Czy możliwość przezbrojenia owego okrętu jeszcze jest?
oskarm
Posty: 1407
Rejestracja: 2012-08-30, 18:23

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: oskarm »

Jak najbardziej. Cały CMS był budowany tak, jak dla korwety. Ludzie w MW wiedzieli, że wcześniej czy później ten od gadania bzdur o "najszybszej motorówce na świecie" kiedyś przeminie.
Awatar użytkownika
SmokEustachy
Posty: 3436
Rejestracja: 2004-01-06, 14:28
Lokalizacja: Oxenfurt
Kontakt:

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: SmokEustachy »

oskarm pisze:Jak najbardziej. Cały CMS był budowany tak, jak dla korwety. Ludzie w MW wiedzieli, że wcześniej czy później ten od gadania bzdur o "najszybszej motorówce na świecie" kiedyś przeminie.
Chyba najwiekszej.
Awatar użytkownika
CIA
Posty: 1657
Rejestracja: 2004-01-18, 12:46
Lokalizacja: Gdansk

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: CIA »

Maciej pisze: Jeszcze jedno;
Gruszki mają też swoje wady. A wśród nich pogorszenie stateczności wzdłużnej i manewrowości - tak przynajmniej wyczytałem.
Pogorszenie manewrowości wydaje mi się oczywiste, ale stateczność wzdłużna chyba ulega poprawie? Na szybkiego znalazłem to:
http://pubserv.uprp.pl/publicationserve ... 6617B1.pdf
[...] przy prędkości eksploatacji odpowiadającej liczbie Froude'a 0,4—0,7 powstająca na gruszce siła nośna jest skierowana ku dołowi, zmniejsza przegłębienie rufowe statku oraz polepsza charakterystyki stateczności wzdłużnej statku.
jogi balboa
Posty: 2321
Rejestracja: 2007-01-18, 16:39

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: jogi balboa »

Ale, dlaczego gruszki mają różne kształty? Czy jest to związane z różnymi charakterystykami zjawisk przez nie tworzonymi?
Czy te kształty wprost wypływają z geometri kadłubów statków, którym dedykowane są konkretne gruszki?
Czy może ich kształt ma związek z jedną lub kilkoma charakterystykami, które mają zmienić?
Z tego co pamiętam z jednego takiego akademickiego podręcznika który przeczytałem, a pamiętam niezbyt wiele, gruszka wytwarza układ fal które zmieniają kształt fali dziobowej (mają ją wygaszać). A ponieważ układ fal, dziobowej i rufowej (geometrię kadłuba powinno się dobierać tak ażeby fale się znosiły), ma bodajże największy wpływ na charakterystyki kadłuba, to siłą rzeczy przekłada się to na osiągnięcie konkretnych efektów w postaci zmniejszenia oporów przy konkretnych prędkościach (ze starych notatek: dla liczb Freuda pomiędzy 0,25-0,4 może zmniejszyć opór do 20%), poprawienie przepływów wzdłużnych. W związku z powyższym, geometria gruszki wynika bezpośrednio z geometrii kadłuba.
Gruszki mają też swoje wady. A wśród nich pogorszenie stateczności wzdłużnej i manewrowości - tak przynajmniej wyczytałem.
Przyznam, że nie do końca rozumiem w jaki sposób się to dzieje. Tzn. nie umiem sobie tego wybrazić.
W przypadku manewrowości wynika to pewnie z tego co napisał w ostatnim poście CIA. Z punktu widzenia manewrowości korzystne jest zachowanie pewnego przegłębienia na rufę, jeżeli gruszka je zmniejsza to pogarsza się manewrowość. Z tym że to chyba nie do końca jest jednoznaczna wada ponieważ zwiększanie prędkości powoduje powstawanie wyporu dynamicznego a w efekcie nurzanie się rufy, które korzystne również nie jest.
Awatar użytkownika
Grzechu
Posty: 1449
Rejestracja: 2004-06-29, 16:05
Lokalizacja: Kwidzyn (Powiśle)

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: Grzechu »

W otchłaniach internetu (a dokładniej tu: https://www.file-upload.com/k1xuasjpzcrs) natknąłem się na skan artykułu:
Kracht Alfred M., Design of Bulbous Bow, SNAME Transactions (SNAME), 1978, No 86, s. 197-217
Jakość jest nieciekawa, ale całość czytelna.
Natomiast po lekturze jestem niemal tak samo "mądry", jak i przed ;-)

Chciałem to umieścić bezpośrednio na forum, ale albo plik był za duży, albo rozszerzenie zablokowane...
Aby pobrać plik trzeba kliknąć "Free Download", następnie przewinąć stronę w dół, odczekać 30 sekund, potwierdzić captcha, kliknąć "Create Download Link" i na kolejnej stronie kliknąć "Click here to download".
(Uwaga: w zależności od przeglądarki i blokerów reklam na stronie mogą pojawić się różnego rodzaju treści dodatkowe...)
Republika marzeń...
adyrian
Posty: 129
Rejestracja: 2007-08-12, 20:15
Lokalizacja: Warszawa

Re: Gruszka dziobowa

Post autor: adyrian »

W Deutches Museum w Monachium, w budynku głównym (tym nad Isar) jest kilkudziesięciometrowy, przeszklony tunel hydrodynamiczny w którym można na własne oczy obejrzeć wpływ różnych kształtów kadłuba, z gruszką i bez gruszki na opór falowy. Poczytać oczywiście warto ale zobaczyć na własne oczy- bezcenne :o Nie wątpię, że przy poważnych projektach dobiera się kształt gruszki w takich właśnie basenach.

PS Swoją drogą każdemu shiploverowi będącemu w okolicach Monachium polecam zwiedzenie tego muzeum: w dziale techniki morskiej tego muzeum szczęka mi opadła do podłogi. Jedno z najlepszych muzeów "morskich" w jakich byłem- 600km od morza. W środku oczywiście U1 ale też wieeele innych rzeczy.
ODPOWIEDZ