Ægir - 01.10.1995, Page 21

Skrúfustœrð (skrúfuþœttir): Skrúfuþættir ráða miklu um nýt-
ingu vélaraflsins, en með skrúfuþáttum er m.a. átt við:
* Blaðfjölda (Z)
* Þvermál skrúfu (D)
* Flatarmálshlutfall (Ae/A0)
* Hámarks skrúfuskurð (H)
* Snúningshraða skrúfu (N)
* Skrúfuhring (S)
Til einföldunar má fækka skrúfuþáttum í þrjá, þ.e. þvermál,
snúningshraða og hvort skipið er búið skrúfuhring eður ei. Fyrir
togskip hefur skrúfuhringurinn mikið að segja til að auka
spyrnu á hestafleiningu.
Togkraftur, toggeta: Togkraftur skips (T), eða bryggjuspyrna,
segir verulega mikið um toggetu skips. Auðvelt er að mæla
togkraft skips við bryggju, en einnig er unnt að reikna hann
út með sæmilegri nákvæmni. Slíkir útreikningar gefa fræði-
lega spyrnu (T0), þ.e. eins og skrúfan sé að vinna í opnu
vatni. I reynd er skrúfan að vinna bak við skrokk sem þýðir
ákveðin töp frá fræðilegri spyrnu. Aðstreymi að skrúfu í
vinnusvæði hennar skiptir verulegu máli. Þannig er ekki
óvarlegt að reikna með að mæling gefi nýtanlega spyrnu sem
dæmi 91% af fræðilegri með 4-5% frávik. Með upplýsingum
um þvermál og snúningshraða skrúfu og afl yfirfært til skrúfu
má með allgóðri nákvæmni reikna út fræðilega spyrnu fyrir
annars vegar hringlausa skrúfu og hins vegar skrúfu í hring
með ákveðnum blaðfjölda, með því að nota skrúfudiagröm
fyrir þekktar skrúfugerðir. Með þessu er verið að segja að
blaðlögun, blaðflatarmálshlutfall, hlutfallsleg stærð á
skrúfuhaus o.fl. eru almennt mun áhrifaminni þættir en
þvermál og snúningshraði.
Það gildir að spyrna við tiltekið fast vélarafl er mest við
0 hnúta (hn) hraða, þ.e. skipið togar fyrir föstu, en fellur
með hraða hliðstætt og sýnt er á mynd 1. Þannig fæst
samkvæmt línuritinu að miðað við 30 tonn við bryggju er
möguleg spyma um 25.5 tonn við sem dæmi 3 hn toghraða.
Við siglingu á 10 hn hraða hefur spyrnan fallið í um 17.4
tonn.
Hér að framan hefur virk spyrna eða nýtanleg spyrna verið
skilgreind sem það „spark" sem skrúfan getur gefið frá sér við
mismunandi beitingu, þ.e. afl yfirfært til hennar, snúnings-
hraða og vatnshraða í skrúfusviðinu. Fyrir fiskiskip sem ætlað
er að draga veiðarfæri (troll) fer nýtanlega spyrnan í að yfir-
vinna dráttarkraft vörpu (láréttur kraftur) og skipsmótstöðu
(sjá mynd 2). Eftirfarandi jafna gildir:
FT + Rs = T0 (1-t) eða FT + Rs = Tj (Líking III)
þar sem:
Ft = dráttarkraftur (tonn)
Rs = mótstaða skips (tonn)
T0 = fræðileg skrúfuspyrna (tonn)
1-t = nýtingarstuðull spyrnu
t = spyrnutapsstuðull
T^ = nýtanleg spyrna á togi
Tapsstuðullinn t er háður hraða og er breytilegur milli
skipa og skipta ýmsir skrokkstuðlar, línur o.fl. máli. Sem
fræðilegt meðaltal má nota t= 0.05 fyrir bryggjuspyrnu og t =
0.10 fyrir algengan toghraða.
Á togferð við fullkomnar aðstæður er mótstaða skipsins,
Rs, hlutfallslega lítil borið saman við dráttarkraftinn FT, gæti
verið nálægt 10%. Miðað við að tiltekin skrúfuspyrna sé til
ráðstöfunar í skipi sem hámark, þá þýðir aukinn mótvindur
og þyngri sjór að ráðstöfunarkraftur til að draga trollið
minnkar (sjá mynd 3). Þetta leiðir jafnframt til þess að skip
og veiðarfæri tapa hraða, sem getur einnig leitt til þess að
trollið missir veiðihæfnina. Eins og mynd 3 gefur til kynna
þá koma þar fram tvær gerðir ferla, annars vegar ferlar fyrir
nýtanlega spyrnu (fallandi) við breytilegt álag á vél og hins
vegar ferlar fyrir skipsmótstöðu (vaxandi) við breytilegt vind-
Mynd 2. Einfölduð mynd af samspili skips og veiðarfæris sem sýnir krafta sem verka á skipið.
ÆGIR 21