Lepšie Ukotvenie: Teraz S Novým Vzorcom

Obsah:

Lepšie Ukotvenie: Teraz S Novým Vzorcom
Lepšie Ukotvenie: Teraz S Novým Vzorcom

Video: Lepšie Ukotvenie: Teraz S Novým Vzorcom

Video: Lepšie Ukotvenie: Teraz S Novým Vzorcom
Video: От атеиста к Святости (18+) 2024, Marec
Anonim

Kotvenie v našich vodách bolo málokedy také atraktívne ako v čase pandémie, pretože na vlastnom mletom železe ste automaticky splnili všetky hygienické požiadavky a vzdialenosť. Okrem toho sa v chránenej, v lepšom prípade osamelej zátoke, náhle vráti pokoj. Je počuť iba šušťanie vetra a mierne lapovanie vĺn na trupe. Pri západe a východe slnka navyše často panujú veľkolepé nálady. Pre mnohých sú to chvíle, vďaka ktorým je plavba taká cenná.

Potrebné je správne vybavenie, aby sa prenocovanie pri vašom vlastnom kotve stalo relaxačným zážitkom. Názory na výber základného železa sa líšia: niektorí dôverujú lacnej kotve na plechy, ďalší prisahajú na svoju radlicovú verziu à lCQR a tretí je presvedčený, že iba rýľový tvar konzolovej kotvy drží bezpečne v zemi.

V skutočnosti neexistuje stopercentná odpoveď na otázku optimálneho základného železa. Pretože v závislosti od povahy morského dna sú niekedy protichodné dizajnové prvky výhodné a neexistuje všestranná kotva, ktorá by vždy fungovala. Naše rozsiahle testy, v ktorých sme za posledných 16 rokov skontrolovali 27 rôznych typov, však jasne ukazujú, ktoré vlastnosti odlišujú dobrú konštrukciu a od čoho je lepšie sa držať ďalej.

Rozhodujúcim kritériom je veľkosť kotvy, ktorá je zvyčajne definovaná jej hmotnosťou. Gradácie podľa posunu lodí, ktoré zverejňujú výrobcovia alebo klasifikačné spoločnosti ako DNV GL, môžu byť iba približnými odporúčaniami. Všeobecne platí, že ak si vyberiete ľahkú váhu, automaticky prijímate straty z hľadiska bezpečnosti. Ak máte pochybnosti, mali by ste sa rozhodnúť pre nasledujúcu vyššiu hmotnostnú triedu.

To platí najmä pre druhú kotvu. Často sa na to odporúča ľahšia verzia, čo je nepochopiteľné. Koniec koncov by mal nielen dopĺňať hlavný postroj, ale musí ho aj vymeniť v prípade poruchy alebo straty. Pri výbere by preto mali platiť rovnaké kritériá.

Matematika namiesto učebnice

Ak je pripojenie k lodi nesprávne, ani tá najlepšia kotva je málo použiteľná. Pre bezpečné fungovanie kotvy je rozhodujúca predovšetkým dĺžka reťaze alebo lanka. Žehlička môže vyvinúť svoju plnú prídržnú silu iba vtedy, ak kotviaci hriadeľ zostane pri zaťažení na zemi.

Dĺžka reťaze sa tradične udáva ako násobok hĺbky vody. Všeobecne sa odporúča, aby sa reťazec skladal z trikrát až päťkrát viac reťazca, ako naznačuje hĺbkomer. Pri lanách osemkrát by sa mala znížiť hĺbka vody.

Aj rozsah odporúčania vyvoláva pochybnosti o jeho správnosti; navyše, na rozdiel od všetkých praktických skúseností, sila vetra sa neberie do úvahy.

To si myslel aj čitateľ YACHTU René Lattmann. Skúsený kapitán švajčiarskeho cestovného klubu využil čas bez plavby na koróne a zaoberal sa základnou matematikou. V statickom prípade, to znamená pri zanedbávaní výkyvov a opuchov, sleduje priebeh kotvovej reťaze alebo línie takzvanú reťazovú čiaru, ktorú je možné vypočítať pomocou hyperbolických funkcií.

Chain Country Graphic
Chain Country Graphic

Päťkrát: príliš málo v byte, príliš veľa v hĺbke. Kotvenie podľa učebnice pri 15 uzloch vetra. Päťkrát bola hĺbka vody pripevnená k reťazi. Malé značky označujú, kde sa podáva krmivo a odkiaľ sa riad pohybuje vodorovne. Dobré vidieť: Pri 3 metroch hĺbky vody nestačí 15 metrov reťaze, kotviaci hriadeľ je vytiahnutý nahor. Z hĺbky 8 metrov je reťaz výrazne dlhšia, ako je v skutočnosti potrebné

minimálna dĺžka grafiky
minimálna dĺžka grafiky

Bezpečné minimálne dĺžky: Matematicky správne vypočítané z krivky reťaze, výsledkom je minimálna dĺžka reťaze, ktorá závisí od hĺbky vody, sily vetra a hmotnosti reťaze. Oblasť útoku vetra na čln je zahrnutá v závislosti od vetra, takže schéma sa týka iba nášho príkladu člna: Hallberg-Rassy 340 s osemmilimetrovou reťazou

Presný priebeh vyplýva z rozdielu vo výške medzi kotvou a lukom, ťahu a hmotnosti reťaze na meter. To možno tiež použiť na výpočet dĺžky, ktorá je nevyhnutná na to, aby sa kotvový hriadeľ nezdvihol.

Presné odvodenie a riešenie rovníc by išlo nad rámec tohto článku, nie je však potrebné porozumieť výsledkom. Postačí zvážiť zjednodušenú aproximáciu. Za predpokladu, že rýchlosť vetra je podstatne vyššia ako hĺbka vody, vznikne pre minimálnu dĺžku reťaze v metroch nasledujúci vzorec:

vzorec 1
vzorec 1

„Hĺbka“je súčet hĺbky vody a voľného boku a vetra v uzloch. „K“je konštanta špecifická pre loď a reťazec:

„A“predstavuje oblasť útoku jachty proti vetru v štvorcových metroch, „w“je hmotnosť reťaze na meter vo vode. Musí sa odhadnúť plocha útoku. Pri praktických výpočtoch Lattmann použil informácie z knihy „Richtig ankern“od Joachima Schulta a upravil ich pre Hallberg-Rassy 340.

vzorec2
vzorec2

Ďalšou možnosťou je priame meranie kladkostroja pri rôznych silách vetra. Avšak vzhľadom na očakávané sily niekoľkých 100 dekanewtonov je potrebná rozsiahla stupnica ťahu.

Simulované ukotvenie

Pomocou programu napísaného Lattmannom je možné spustiť rôzne scenáre ukotvenia. Napríklad to, aký kurz má reťazec podľa päťnásobného pravidla a aká dĺžka je v skutočnosti nevyhnutná. Je zrejmé, že pevné spojenie do hĺbky sa pokazí ako v plytkej vode, tak aj vo veľkých hĺbkach. Pri dvoch metroch vody a jednom metri voľného boku je dĺžka reťaze 15 metrov. Dokonca aj ťah generovaný 15 uzlami vetra tento reťaz zdvihne natoľko, že kotevný hriadeľ je vytiahnutý nahor s dvoma dekanatonmi, čo zodpovedá hmotnosti dvoch kilogramov. Pri troche väčšieho vetra by bola konfigurácia určite ohromená, takže v plytkej vode je nevyhnutná viac ako päťnásobná dĺžka.

Opak sa deje na hlbšej úrovni. Podľa pravidla piatich by sa malo na osem metrov položiť 40 metrov reťaze. V skutočnosti by pri vetre s rýchlosťou 15 uzlov stačilo asi 28 metrov na to, aby sa uhol nárazu reťaze na kotvu udržal na nule.

Čím silnejší je vietor, tým viac sa nesúlad pravidla piatich posúva do väčších hĺbok. Ak sa osvieži na 6 Beaufort, dostatočnú dĺžku reťaze možno obvykle dosiahnuť iba z hĺbky vody desať metrov.

Pri vykonávaní výpočtov je potrebné poznamenať, že je potrebný kotevný hriadeľ ležiaci plocho na základni, čo nepochybne poskytuje maximálnu prídržnú silu kotvy. O koľko sa prídržná sila zníži v dôsledku mierne stúpacieho uhla nahor, je ťažko predvídať.

Ak sa má reťaz mierne zdvihnúť, zvyšujú sa možné hĺbky kotvy. Táto úvaha je pôvodom jednoduchých pravidiel dĺžky reťazca. Vychádzajú z nádeje, že úplne napnutá reťaz s rozstupom 1: 5 alebo 1: 8 nevedie k rozbitiu základného železa.

Reťaz alebo vodítko?

Program je možné použiť aj na simuláciu rôznych kombinácií reťazových línií alebo vedúcich kotviacich línií. Reťaz je zreteľne lepšia, zatiaľ čo rozdiely medzi posuvom reťaze a olovenou šnúrou sú pomerne malé. So 40 metrov dlhou záťažovou šnúrou ste mohli len zakotviť v hĺbke štyroch metrov vo vetre s rýchlosťou 20 uzlov. S lanami a desiatimi metrami reťaze sa maximálna hĺbka zvyšuje na šesť metrov. Čistá reťaz by vystačila na takmer desať metrov vody, ale pri hmotnosti 56 kilogramov váži aj trikrát kombinácia reťaze a lana a asi deväťkrát viac ako olovená šnúra.

Slovo o reťazi: Materiál a dizajn pri výpočte nezohrávajú žiadnu úlohu, ale v praxi áno. Ak chcete byť na bezpečnej strane, vezmite si pozinkovanú a kalibrovanú verziu. Mali by ste mať zaistené medzné zaťaženie. V obehu sú aj reťaze, ktoré vydržia iba zlomok normálnych síl. Reťaze z nehrdzavejúcej ocele sú nielen oveľa drahšie, ale aj niekedy náchylné na koróziu. Problémy sa zvyčajne vyskytujú na zvaroch a nie je vždy ľahké ich zistiť, preto by sa mal používať iba značkový tovar. Najväčšie výhody reťaze z nehrdzavejúcej ocele sú: zaberá menej miesta v skrinke na ukotvenie, jej hladký povrch umožňuje lepšie kĺzanie a pod navijakom nie je veľká hromada.

grafický reťaz alebo vodítko
grafický reťaz alebo vodítko

Reťaz alebo línia: porovnanie s 20 uzlami vetra. Malé značky označujú, odkiaľ bude riad ležať rovnobežne s podlahou. Pri reťazi od 25 do 35 metrov sú potrebné. Ak použijete 10 metrov dlhé reťazové vedenie a lanko, vystačíte si s 25 metrovým lanom v hĺbke 4 metre. Na 7 metroch je jazdecká váha nevyhnutná aj pri 30 metrovom ťažnom lane, vodiaca šnúra je už v hĺbke štyroch metrov preťažená, bez jazdnej váhy už neťahá vodorovne.

Zaujímavý je aj efekt jazdnej hmotnosti. Ak je hmotnosť znížená až po kotvu, napríklad druhú kotvu, je možné zväčšiť efektívnu dĺžku reťaze a stabilizovať preťažený popruh.

Účinok závisí od hmotnosti jazdnej hmotnosti vzhľadom na reťaz. Čím väčšia váha, tým lepšie. V našom príklade s hmotnosťou vážiacou 13 kilogramov vo vode a osemmilimetrovou reťazou sa dá efektívna dĺžka zvýšiť asi o osem metrov alebo sa môže zvýšiť dosah vetra z 20 na 25 uzlov.

Limity modelu

Kvôli vplyvu oblasti vystavenej vetru a reťazi sa tieto hodnoty, rovnako ako ostatné diagramy, vzťahujú iba na Hallberg-Rassy 340 alebo porovnateľné jachty vybavené 8-reťazcom. Predpokladaná efektívna plocha trupu a plošiny vystavená vetru je okolo 13 metrov štvorcových. Väčšie jachty tiež potrebujú viac reťaze, zatiaľ čo modernejšie lode potrebujú menej.

Okrem toho sa výpočty týkajú stacionárneho kotvenia. V praxi sa však jachta bude pohybovať so zvyšujúcim sa vetrom; ona začína kotviť tam a späť. V závislosti od typu člna a sily vetra možno dosiahnuť značnú rýchlosť skôr, ako reťaz stuhne a pohyb sa zastaví. V tomto okamihu sa kinetická energia prenáša na kotvu a vznikajú vyššie ťahové sily. Situácia je podobná so Schwellom, aj tu musí riad zvládnuť ďalšie zaťaženie.

grafická štvorka
grafická štvorka

Účinok jazdnej hmotnosti: Simulácia jazdnej hmotnosti vážiacej 13 kilogramov vo vode s vetrom 20 uzlov a vertikálnymi silami pôsobiacimi na kotvu (výťah). Je zreteľne vidieť, že čím ďalej je kotva spustená, tým je účinok väčší. Pri optimálnom umiestnení postačuje 17 metrov reťaze, bez jazdnej hmotnosti by bolo potrebných ďalších 8 metrov reťaze. Jazdná hmotnosť naopak predlžuje dosah vetra 25 metrovej reťaze na 25 uzlov

Jednotlivé články reťaze nemajú vodorovnú tyč, takže také vrcholy zaťaženia je možné tlmiť iba zdvihnutím reťaze a znížením vôle reťaze. To je však možné len v obmedzenej miere v plytkej vode, pretože nie je k dispozícii dostatočná hmotnosť reťaze. Kombinácia reťaze a lana je potom veľmi výhodná. Kotviace laná môžu absorbovať porovnateľne veľké množstvo energie v dôsledku ich rozťahovacieho správania 5 až 15 percent (pozri test v YACHT 13/2010). Pri dobrom hojdaní preto tlmí prehĺbenie. Okrem toho je možné proti kývaniu bojovať pomocou kotvovej plachty. Pri našich praktických skúškach sa dal znížiť uhol zvárania pri 6 Beaufort asi o 25 stupňov, čo výrazne znížilo vrúbkovanie do reťaze.

Aj keď odhad efektívnej oblasti útoku vetrom a dynamické správanie zahŕňajú neistoty, teoretické úvahy a príkladný výpočet jasne potvrdzujú jednu vec: fixný faktor učebnice nevedie k optimálnej dĺžke reťazca.

Najmä oblasť s plytkou vodou bude pravdepodobne rozhodujúca v domácich vodách. Za mierneho vetra by mala byť hĺbka vody viac ako päťkrát. Zaujímavé je ale aj správanie reťaze vo väčších hĺbkach. Pretože hlbšia voda automaticky neznamená, že je potrebné nekonečné množstvo reťaze.

Riziko plytkej vody

Keď je jachta ukotvená, musí úväzok zvládnuť oveľa vyššie zaťaženie, ako sa predtým počítalo. To môže výrazne zvýšiť minimálnu požadovanú dĺžku reťaze

Výpočty vykonané vyššie na stanovenie minimálnej potrebnej dĺžky reťaze už ukázali, že nielen hĺbka vody, ale aj tlak vetra zohrávajú rozhodujúcu úlohu a že jednoduchý násobok hĺbky vody môže byť nebezpečný.

schwoiengrafik
schwoiengrafik

Zvýšenie zaťaženia s miernym pohupovaním: Vzorový čln, HR 340, sa posúva dopredu a dozadu pri kotve s 0,1 uzlom. Sily pôsobiace na kotvu zodpovedajú takmer statickému prípadu. Extrémny nárast veľmi plytkej vody už objasňuje podstatný aspekt dynamického ukotvenia

Pre zjednodušenie matematiky sme sa obmedzili na stacionárnu situáciu, to znamená, že sa brali do úvahy iba sily generované priamo vetrom.

Diaľkový námorník a čitateľ YACHT Dr. Rovnaké úvahy urobil aj Mathias Wagner, zaoberal sa však aj silami spôsobenými vlnami alebo vlnami a ich následkami.

Okrem statického tlaku vetra sa berie do úvahy aj kinetická energia člna, pretože musí byť absorbovaná kotviacim mechanizmom. Energia závisí od výtlaku jachty a jej rýchlosti a dá sa určiť pomocou nasledujúceho vzorca:

Ekinov vzorec
Ekinov vzorec

Kde „M“predstavuje výtlak jachty a „v“predstavuje rýchlosť dosiahnutú pootočením. Dodatočné zaťaženie kotviaceho prevodu sa zvyšuje s posunom. Rýchlosť potu má ešte väčší vplyv, pretože vstupuje do štvorca. Dá sa to odhadnúť pomocou denníka: Ak sa na displej pozriete v miernom vetre, uvidíte, že sa rýchlo dosiahne niekoľko desatín uzla.

Na chvíľu ignorujeme tlmiaci účinok možného poklesu kotvy; potom musí reťaz absorbovať energiu napučania. Pretože nemá prakticky žiadnu vodorovnú tyč, dá sa to urobiť len ako potenciálna energia zdvihnutím reťaze. Za predpokladu, že reťaz nezdvíha kotviaci hriadeľ zo zeme, možno z toho určiť minimálnu požadovanú dĺžku reťaze. Podrobné odvodenie vzorca je možné nájsť na webových stránkach autora, išlo by nad rámec tohto článku.

Preto sa obmedzujeme na výsledok pre dĺžku reťaze v metroch:

vzorec
vzorec

Prvý člen vzorca popisuje statické ukotvenie, ako sa ním už zaoberal YACHT 12/2020. Druhý termín zhruba popisuje účinok dynamického ukotvenia. „Y“je hĺbka vody v kotve vrátane voľného boku, „g“gravitačné zrýchlenie, „m“hmotnosť reťaze na meter vo vode. „∆E“označuje kinetickú energiu člna, ktorá musí zodpovedať zmene potenciálnej energie reťaze. Parameter „a“sumarizuje vplyvy hmotnosti reťaze, plochy vystavenej vetru a sily vetra.

Riziková plytká voda

Čo tento vzorec v praxi znamená, je najlepšie ilustrované na príklade. Rovnako ako v predchádzajúcom vydaní predpokladáme Hallberg-Rassy 340 s 8-milimetrovou reťazou. Pri inom výpočte tlaku vetra je plocha vystavená vetru „Aeff“tentokrát 10 metrov štvorcových.

grafický reťazec
grafický reťazec

Dĺžka reťaze s miernym pohupovaním: Loď sa takmer nehýbe a reťaz musí absorbovať málo energie. Účinky dynamického kotvenia preto pôsobia iba v plytkých vodných hĺbkach, ktoré aj tak nie je možné dosiahnuť v dôsledku ponoru

Pri rýchlosti 0,1 uzla musí reťaz absorbovať ďalšiu energiu iba 8 joulov. Výsledkom je, že zaťaženie kotvy do značnej miery zodpovedá zaťaženiu statickej kotvy. Dynamickú zložku je možné vidieť v plytkej vode. Sila pôsobiaca na kotvu sa prudko zvyšuje.

Dôsledky na dĺžku reťaze možno vyčítať z nasledujúcich schém. Pokiaľ musí byť absorbované málo energie, dynamické účinky sa prejavia až vo vodných hĺbkach, ktoré vďaka hĺbke nie je možné dosiahnuť bez toho, aby sa kyl kopal do bahna.

Kritickým sa stáva, keď musí reťaz absorbovať viac energie, napríklad preto, že sa čln potí uzlom. Ako je zrejmé z diagramu vľavo, dynamické kotvenie sa stáva relevantným vo veľkých hĺbkach. Ťažko je možné zakotviť v menej ako siedmich metroch vody bez toho, aby ste kotvu nepreťažili.

schwoiengrafik
schwoiengrafik

Čo sa stane, keď dôjde k silným vibráciám: Čím dlhšie je to a tým viac sa zdvíha, tým viac energie môže reťaz absorbovať. Ak je plytký, beží pod plytkým uhlom, takže pre rovnaké množstvo energie je potrebné presunúť viac reťaze. Bezpečné ukotvenie je možné iba z hĺbky asi sedem metrov

Čierne krivky označujú maximálne zaťaženie kotvy. Ak napríklad nechcete, aby prekročil 500 dekanwtonov, sú povolené iba dĺžky reťazí pod touto krivkou. Vo výsledku môže byť potrebné znížiť zaťaženie do väčších hĺbok kotvy. Únik do plytkej vody s veľkým vetrom a opuchom nie je vždy správna cesta!

Dlhé a tenké alebo krátke a silné?

Je zaujímavé porovnávať rôzne reťazce. 80 metrov osemmilimetrovej reťaze váži pri dvanásťpalcovej verzii až 35 metrov. Diagramy zobrazujú maximálnu možnú hĺbku dĺžky reťaze a silu vetra.

hmotnosť reťaze
hmotnosť reťaze

Čo prináša hmotnosť reťaze: Ak porovnáte krivky s diagramom pre reťaz ôsmich (vľavo), je zrejmé, že ťažšia reťaz z dvanástich môže byť podstatne kratšia. Na oplátku je možné použiť ľahšiu a dlhšiu reťaz na bezpečné ukotvenie vo väčších hĺbkach

Napríklad s 80-metrovou reťazou ôsmich pri vetre 45 uzlov môžete zakotviť v hĺbke jedenástich metrov - s 35-metrovou reťazou dvanástich naopak môžete zakotviť iba v hĺbke až do piatich metrov. Pretože vzdialenosť od príďového valca musí byť stále vypočítaná pre hĺbku vody, takmer nie je priestor pre prílivové výkyvy hladiny vody.

V oblastiach s veľkou hĺbkou vody alebo silným prílivom a odlivom vám bude lepšie slúžiť tenká a dlhá reťaz. Ak sa má Schwoikreis udržiavať malý, pretože zátoky sú preplnené, ale prílivy a odlivy a hĺbky vody nehrajú hlavnú úlohu, potom je lepšou voľbou ťažšia a kratšia reťaz.

To, či je potrebné zohľadniť dynamické účinky, závisí od podmienok a hĺbky kotvy. Čím je voda plytšia, tým skôr sa kotevná reťaz dostane na svoje hranice. To opäť ukazuje, aké užitočné je použiť lanový záves s tlmičom na odľahčenie reťaze. Oveľa väčšie natiahnutie praku môže absorbovať veľkú časť energie.

Odporúča: