اكتشف ما هو القوس المنتفخة

تأتي أقوى مقاومة تواجهها أي سفينة في العمليات القياسية من الإزاحة أثناء تحرك الهيكل عبر الماء. إن الأمواج التي تتسلق القوس يتم دفع المياه جانباً بشكل أسرع مما يمكن أن تتحرك بعيداً. يستغرق الكثير من القوة للتغلب على اللزوجة و كتلة من المياه وهذا يعني حرق الوقود ، مما يزيد من التكاليف.

القوس المنتفخة هي امتداد للبدن أسفل خط الماء مباشرة. لديها العديد من الاختلافات الدقيقة في الشكل ولكنها في الأساس جزء أمامي مستدير يتوهج قليلاً لأنه يمتزج مع هيكل بدن الإزاحة التقليدي. هذه النتوءات الأمامية هي حوالي ضعف طول عرض القاعدة ، وعادة لا تمتد إلى الأمام بعد الجزء العلوي من القوس. المبدأ الأساسي هو إنشاء منطقة ضغط منخفض للقضاء على موجة القوس وتقليل السحب.

ظهرت لأول مرة على يو إس إس ديلاوير في عام 1910 ، وكان القوس المنتفخ تصميمًا مثيرًا للجدل لمهندس سفن البحرية الأمريكية ديفيد دبليو. تايلور.

اختفى الكثير من الجدل بعد عشر سنوات عندما بدأت سفن الركاب في استغلال التصميم لزيادة السرعات.

الهياكل التي تم إنشاؤها باستخدام مقاطع القوس المنتفخة شائعة اليوم. في ظل ظروف معينة ، يكون هذا النوع من التصميم فعالًا جدًا في إعادة توجيه قوى المقاومة الهيدروديناميكية والسحب. هناك حركة ضد الأقواس المنتفخة التي تسمح بمرونة أكبر للسفن في وقت يكون فيه "التبخير البطيء" وسيلة لتوفير الوقود.

تمت مناقشة تصميم سفينة ذات قوس منتفخ في العديد من الكتب المدرسية والمقالات الفنية. غالبًا ما يُشار إليها على أنها نظرية أو فن ، وهي طريقة قصيرة لقول لا أحد متأكد بنسبة 100٪ مما يكتبه. هناك تفاصيل يجب العمل عليها ، لكن لدى البناة العصريين طرقًا خاصة لتحليل ودمج جميع الجوانب الهيدروديناميكية لهيكلهم ، وهذه الأساليب هي أسرار صارمة.

يعمل القوس المنتفخ بشكل أفضل في ظل ظروف معينة والتصميم الجيد يعطي مكاسب الكفاءة في جميع أنحاء هذه العوامل.

سرعة - عند السرعات المنخفضة ، ستحاصر القوس المنتفخة الماء فوق المصباح دون تكوين منطقة ذات ضغط منخفض لإلغاء موجة القوس. هذا يؤدي إلى زيادة السحب وفقدان الكفاءة. يحتوي كل تصميم على ما يُعرف باسم سرعة البدن الأكثر كفاءة ، أو غالبًا سرعة البدن فقط. يشير هذا المصطلح إلى السرعة التي يعمل فيها شكل الهيكل على الماء بطريقة تؤدي إلى الحد الأدنى من السحب.

قد لا تكون سرعة الهيكل المثالية هذه هي السرعة القصوى للسفينة لأنه في مرحلة ما تصبح منطقة الضغط المنخفض التي تم إنشاؤها بواسطة ميزات القوس أكبر من اللازم. منطقة المياه ذات الضغط المنخفض الأكبر من البدن غير فعالة وتؤدي إلى تقليل استجابة الدفة.

من الناحية المثالية ، سينهار مخروط الماء ذو ​​الضغط المنخفض قبل الدعائم. وهذا يعطي شفرات الدعامة شيئًا لتدفعه وتحده التجويف في الدعائم والدفة. سيؤدي التجويف إلى تقليل كفاءة الدعائم ، والتوجيه البطيء ، والتآكل المفرط للهيكل ومكونات القيادة.

بحجم – أوعية أقل من 49 قدمًا (15 م) لا تحتوي على مساحة مبللة كافية للاستفادة من القوس المنتفخة. مقدار السحب على بدن مرتبط بمنطقته المبللة. كما يزيد هيكل المصباح من السحب وعند نقطة معينة ، تتقلص الفوائد إلى الصفر. على العكس من ذلك ، فإن السفن الكبيرة ذات نسبة عالية من خط الماء إلى المنطقة الأمامية تستخدم القوس المنتفخ بشكل أكثر فاعلية.

البحار الهائجة - في حين يرتفع بدن تقليدي مع الموجة ، يمكن بدن بدعامة بصليبة أن تحفر حتى إذا تم تصميمها لرفع القوس في الظروف العادية. تعد مسألة التشذيب واحدة من أكثر جوانب التقسيم العميق لتصميم القوس بين المهندسين المعماريين البحريين. هناك أيضًا جانب نفسي كبير بين الطواقم الذين يعتبرون تصميم القوس هذا خطيرًا في العواصف. هناك بعض الحقيقة أن هذه الأقواس تحفر في وجوه الأمواج ولكن لا يوجد دليل يذكر على أنها أكثر خطورة من التصاميم التقليدية.

جليد - بعض سفن تكسير الجليد لها شكل خاص من القوس المنتفخ الذي يتم تعزيزه بشكل كبير. معظم الأقواس المنتفخة عرضة للتلف لأنها أول نقطة اتصال مع عقبة.

بالإضافة إلى الجليد ، يمكن للحطام الكبير والأشياء الثابتة مثل واجهات الحوض أن تتلف هذه الأقواس الممتدة تحت الماء.