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Navio

Navio , qualquer grande embarcação flutuante capaz de cruzar águas abertas, ao contrário de um barco, que geralmente é uma embarcação menor. O termo anteriormente era aplicado a embarcações à vela com três ou mais mastros; nos tempos modernos, geralmente denota um navio com mais de 500 toneladas de deslocamento. Os navios submersíveis são geralmente chamados de barcos, independentemente do seu tamanho.

navio de passageiros Navio de passageiros em um estaleiro em Papenburg, Alemanha. Meyer-Werft / Gabinete de Imprensa e Informação do Governo Federal da Alemanha

Arquitetura naval

O projeto de navios emprega muitas tecnologias e ramos da engenharia que também são encontrados em terra, mas o imperativos de operação eficaz e segura no mar requerem supervisão de um único disciplina . Essa disciplina é apropriadamente chamada de marinha Engenharia , mas o termo arquitetura naval é familiarmente usado no mesmo sentido. Nesta seção, o último termo é usado para denotar a hidrostática e estética aspectos da engenharia marítima.

As medidas dos navios são fornecidas em termos de comprimento, largura e profundidade. O comprimento entre as perpendiculares é a distância na linha de flutuação de carga de verão (máxima), do lado da proa da haste na parte dianteira extrema do navio até o lado posterior do poste do leme na parte traseira extrema, ou ao centro do estoque do leme, se não houver poste do leme. O feixe é a maior largura do navio. A profundidade é medida no meio do comprimento, do topo da quilha ao topo da viga do convés na lateral do convés contínuo superior. O calado é medido da quilha até a linha da água, enquanto a borda livre é medida da linha da água até a borda do convés. Esses termos, juntamente com vários outros de importância no projeto de navios, são fornecidos nofigura.

termos usados ​​no projeto do navio Termos usados ​​no projeto do navio. Encyclopædia Britannica, Inc.

Hidrostática

A base da arquitetura naval é encontrada em Princípio de Arquimedes , que afirma que o peso de um corpo estaticamente flutuante deve ser igual ao peso do volume de água que ele desloca. Esta lei de flutuabilidade determina não só o calado em que uma embarcação irá flutuar, mas também os ângulos que assumirá quando em equilíbrio com a água.

Um navio pode ser projetado para transportar um peso específico de carga, além de suprimentos necessários como combustível, óleo lubrificante, tripulação e suporte de vida da tripulação). Eles se combinam para formar um total conhecido como peso morto. Ao porte bruto deve ser adicionado o peso da estrutura do navio, máquinas de propulsão, engenharia do casco (máquinas não propulsivas) e equipamento (itens fixos relacionados com o suporte de vida da tripulação). Essas categorias de peso são conhecidas coletivamente como peso de navio leve. A soma do peso morto e do peso do navio leve é ​​o deslocamento - ou seja, o peso que deve ser igualado pelo peso da água deslocada para que o navio flutue. Claro, o volume de água deslocado por um navio é uma função do tamanho desse navio, mas por sua vez, o peso da água que deve ser correspondido pelo deslocamento também é uma função do tamanho do navio. Os estágios iniciais do projeto de um navio, portanto, são uma luta para prever o tamanho do navio que a soma de todos os pesos exigirá. Os recursos do arquiteto naval incluem fórmulas baseadas na experiência que fornecem valores aproximados para fazer tais previsões. Refinamentos subsequentes geralmente produzem previsões precisas do calado do navio, ou seja, a profundidade da água na qual o navio acabado irá flutuar.

Em alguns casos, um navio pode ser destinado à carga de um fator de estiva tão alto (isto é, volume por unidade de peso) que fornecer o volume interno necessário é mais problemático do que fornecer um porte bruto específico. No entanto, o problema de projetar para um deslocamento que corresponda ao peso do navio é essencialmente o mesmo.

Estabilidade estática

A previsão precisa do calado de um navio é um resultado necessário dos princípios hidrostáticos aplicados corretamente, mas está longe de ser suficiente. Se os muitos itens de peso em um navio não forem distribuídos com precisão considerável, o navio irá flutuar em ângulos indesejados de calcanhar (inclinação lateral) e trim (inclinação final). Ângulos de compensação diferentes de zero podem levantar as pontas das pás da hélice acima da superfície ou podem aumentar a possibilidade de que a proa bata nas ondas durante o mau tempo. Ângulos de salto diferentes de zero (que tendem a ser muito maiores do que ângulos de compensação) podem dificultar toda a atividade humana a bordo; além disso, são perigosos porque reduzem a margem contra o naufrágio. Em geral, evitar tais inclinações requer uma extensão do princípio de Arquimedes aos primeiros momentos de pesos e volumes: o coletivo O primeiro momento de todos os pesos deve ser igual ao primeiro momento do peso da água deslocada.

Ofiguramostra a seção transversal de um navio que está flutuando no ângulo de calcanhar θ, causado pela colocação de um peso ( dentro ) uma certa distância ( d ) da linha central. Neste ângulo, o momento perturbador, calculado como dentro × d × cos θ, é igualado pelo momento de endireitamento Δ × G COM , (Δ é o símbolo de deslocamento, e G COM é a distância do centro de gravidade [ G ] para o centro de flutuabilidade [ COM ]). Nessas condições, o navio está em equilíbrio estático. Se dentro for removido, o momento de perturbação se tornará zero e o momento de correção retornará o navio à sua posição vertical. O navio é, portanto, considerado estável. O momento atuará na direção estável apenas enquanto o ponto M (o metacentro, o ponto onde a força de empuxo cruza o plano médio) está acima G (o centro de gravidade do navio e seu conteúdo). Se M está abaixo G , as forças de peso e flutuabilidade tenderão a aumentar o ângulo do calcanhar e o equilíbrio será instável. A distância de G para M , considerado positivo se M está acima G , é chamada de altura metacêntrica transversal.

estabilidade estática de um navio (Topo) Seção transversal de um navio flutuando no ângulo de adernamento θ com carga dentro deslocou-se para longe do centro. (Inferior) Seção longitudinal de um navio flutuando na linha de água DENTRO eu , mostrando a mudança no ângulo de compensação θ com carga dentro mudou em direção à popa. Encyclopædia Britannica, Inc.

Um valor para a altura metacêntrica geralmente é encontrado apenas para a condição de salto zero; portanto, é uma medida precisa de estabilidade apenas para pequenos distúrbios - por exemplo, aqueles que causam adernamento de não mais do que cerca de 10 °. Para ângulos maiores, o braço de endireitamento, G COM , é usado para medir a estabilidade. Em qualquer análise de estabilidade, o valor de G COM é traçado ao longo de toda a gama de ângulos de salto para os quais é positivo ou restaurador. A curva de estabilidade estática resultante mostra, portanto, o ângulo além do qual o navio não pode voltar à posição vertical e o ângulo no qual o momento de restauração está no máximo. A área da curva entre sua origem e qualquer ângulo especificado é proporcional à energia necessária para inclinar o navio até aquele ângulo.