Pomoč pri pristajanju velikih in manj okretnih plovil
Sašo Meden Ć foto: arhiv
Še nedolgo nazaj krmarji športnih plovil, kamor spadajo jadrnice in jahte, ki jih opisujemo v naši reviji, niso poznali bočnih potisnih motorjev, niti po funkciji niti po izrazu. Kar se slovenskega jezika tiče, je poimenovanje tehničnih naprav na splošno velikokrat zelo težavno, še posebej pomorskih. Da bomo vsi vedeli, o čem je govor, moramo najprej poenotiti terminologijo. Naprava, ki plovilo premika v bočni smeri, se v angleškem jeziku imenuje bow- ali stern-thruster, kar bi v direktnem prevodu pomenilo premčni oziroma krmni propeler. Vsi vemo, da gre pri napravi za propeler, vgrajen v tunel, ki je prečno vstavljen v trup plovila. Lahko je v premcu (pogosteje) ali v krmi (redkeje). Pri nas se še vedno nismo poenotili, kako bi napravo poimenovali, najpogosteje pa se pogovarjamo o premčnih in krmnih motorjih, pri čemer je slednje poimenovanje zelo dvoumno. Ne glede na to, kako se bomo v prihodnosti dogovorili, bomo v tem članku govorili o premčnem in krmnem bočnem motorju.
Kaj je premčni (krmni) bočni motor?
Kot sem že v uvodu omenil, gre za napravo, ki omogoča bočno premikanje plovila. Večina velikih ladij ima vgrajena celo po dva bočna motorja na premci in krmi, kar ji omogoča premik tudi v močnejših vetrovih, ki pihajo v njen bok. To je izredno pomembno pri pristajanju in izplutju, saj brez teh pripomočkov marsikdaj ne bi bilo mogoče niti izpluti niti pristati oziroma bi morali manever prevzeti vlačilci. Na plovilih, ki jih uporabljamo v športne in počitniške namene, je največkrat vgrajen le premčni bočni motor, ki plovilo praviloma le suče okoli krmne osi, ob pravilni souporabi krmila in pogonskega motorja pa dobri krmarji znajo iz njega izbvleči še dosti več. Tudi bočni premik. Naprava je v osnovi sestavljena iz kanala, v katerem je propeler, nad kanalom pa je v trupu plovila nameščen pogonski motor, ki je navadno električni, obstajajo tudi hidravlični, za največje moči pa celo pravi motorji z notranjim izgorevanjem. Seveda mora imeti krmar še možnost upravljanja z bočnim motorjem, za kar so na krmarskem mestu nameščene še komande bočnega motorja. Nekatere bolj sofisticirane izvedbe so narejene tako, da jih iz premca po vodilu spustimo pod trup, uporabimo in nato potegnemo nazaj v trup. Za to izvedbo se odločajo predvsem lastniki jadrnic.
Izbira premčnega bočnega motorja
Za športno rekreativna plovila pridejo v poštev izvedbe z električnim ali hidravličnim pogonom, odločujoča pa ni moč motorja, temveč potisk, ki ga propeler ustvari med delovanjem. Navadno se potisna sila izraža v fizikalni enoti za silo – Newton, obstaja pa še bolj poljudna enota – sila v kilogramih, ki jo v literaturi najdemo z oznako kgf (kilogram force).
Izračun potrebne sile premčnega vijaka
Potrebno silo propelerja je treba izračunati za vsako plovilo posebej, pri čemer moramo upoštevati predvideno hitrost vetra, bočno površino plovila, oddaljenost ploskovnega težišča bočne površine (prijemališče sile vetra) in oddaljenost premčnega vijaka od osi vrtenja plovila.
Primer izračuna:
Za izračun uporabimo momentno enačbo okoli osi obračanja.
Za mirovanje objekta sledi momentna enačba:
X*Fv=Y*Fp
X: oddaljenost rezultante sile vetra od osi obračanja
Y: oddaljenost bočnega motorja od osi obračanja
Fv: sila vetra v Newtonih
Fp: potrebna sila premčnega motorja
Če izrazimo potrebno silo motorja, dobimo:
Fp = X * Fv / Y
Vzemimo za primer plovilo dolžine 13 metrov, ki ima zaradi svoje prečne nadvodne in podvodne oblike ter pozicije vgradnje premčnega motorja sledeče podatke:
X = 5,80 m in Y = 10,90 m
Za izračun sile uporabimo enačbo:
Fv = A*Ku*Pv
Pri čemer so:
A: površina plovila izpostavljena vetru v m2
Ku: koeficient upora (predpostavljamo 0,75)
Pv: relativni tlak zaradi vetra, izražen v N/m2
Površina namišljenega plovila je 32 m2.
Za določitev relativnega tlaka uporabimo izkustveno tabelo:
Moč vetra v Beaufortih Opis Hitrost vetra v m/s Tlak vetra v N/ m2 4 Lahki vetrič 5,5 do 7,9 20 do 40 5 Močnejši veter 8,0 do 10,7 41 do 74 6 Močan veter 10,8 do 13,8 75 do 123 7 Nevihta 13,9 do 17,1 125 do 189 8 Viharni veter 17,2 do 20,7 191 od 276
Predvidimo veter 5 Bf in iz tabele preberemo, da je maksimalna relativna sila vetra 74 N/ m2.
Sedaj lahko izračunamo silo vetra:
Fv = A*Ku*Pv = 32 m2 * 0,75 * 74 N/ m2 = 1776 N
Tako imamo vse podatke za izračun potrebne sile premčnega vijaka.
Fp = X * Fv / Y = 5,8 m * 1776 N / 10,9 m = 945 N
Ker pa v naravi ni nič idealno, je treba pri izbiri ustreznega premčnega motorja vzeti še nekaj rezerve, tako da bomo potrebno silo povečali za 25 % in dobili končno potrebno silo 1181 N oziroma 118 kilogramov potisne sile.
Premčni motor bi naj izbrali tako, da premaga moč vetra petih Beaufortov.
Iz opravljenega izračuna sledi, da moramo za naše namišljeno plovilo izbrati premčni motor, ki zagotavlja potisno silo, večjo od 1180 Newtonov oziroma 118 kilogramov, kakor jih večinoma (nepravilno) označujejo proizvajalci.
Na končni izbor vpliva še nekaj drugih faktorjev. Med najpomembnejšimi so:
– razpoložljiv prostor za montažo v premcu,
– električni ali hidravlični pogon,
– razpoložljiva napetost v vodnikih (12 ali 24 V),
– tip pogona z enim ali dvema vijakoma,
– dolžina tunela,
– globina vgradnje (večja kot je globina, boljši je izkoristek),
– želena sila vetra, ki jo mora premagati bočni motor,
– cena.
Če vzamemo za primer premčne motorje proizvajalca Side Power in iz njihovega napora izberemo električno gnan motor, bi naš izračun ustrezal motorju z oznako SE 120/215T. V karakteristikah tega motorja vidimo, da ima nazivno napetost 24 Voltov, torej moramo imeti takšno napetost tudi na našem plovilu. V kolikor je naša napetost 12 Voltov, se bomo morali zadovoljiti z modelom SE 100/185T, ki pa zagotavlja le 100 kilogramov potiska, torej bo premagal nekoliko manjšo moč vetra. Seveda moramo preveriti še vgradne mere naprave in se na podlagi vseh teh parametrov odločiti za pravi model.
Sestavni deli bočnih motorjev
V kompletu, ki ga ponujajo dobavitelji v Evropi, so sledeči deli, ki jih je treba vgraditi:
1. Enosmerni elektromotor na 12 ali 24 Voltov, običajno so opremljeni s kontaktorji za spremembo smeri vrtenja, termično zaščito za preobremenitev in hitre spremembe smeri vrtenja.
2. Nosilna konzola elektromotorja, ki se pritrdi na tunel.
3. Noga ali peta, na sliki za dva vijaka, izdelana iz visoko kvalitetne fosforne bronze, odporne na morsko vodo, notranjost je podobno kot pri petah izvenkrmnih motorjev opremljena z Zn- anodami.
4. Plastični vijaki zrcalnih dimenzij, običajno narejeni iz polikarbonata ali iz bolj vzdržljivega kompozitnega materiala.
5. Gumijasta spojka, ki prevzame nase tudi del preobremenitve, v kolikor pride v tunel tujek.
6., 7. Posodica za olje s cevko za mazanje celotnega sistema.
Montaža premčnega bočnega motorja
V kolikor nimate izkušenj z vgradnjami teh naprav, je najbolje, da delo prepustite podjetju z ustreznimi referencami. Kljub temu je dobro, če tudi sami vsaj teoretično poznate zahteve po vgradnji, da kljub vsemu ne bi prišlo do neljubih zapletov, ki jih po končani vgradnji praktično ni mogoče več popravljati. Toplo priporočamo, da se ustrezno izobrazite in sami nadzirate potek vgradnje.
Mesto vgradnje
Premčni vijak naj bo vgrajen čim bolj proti premcu, le tako bo imel potisk vijaka največji možni moment za obračanje plovila. Globina naj bo čim večja, da bo izkoristek boljši in da preprečite sesanje zraka, kar je še posebej pomembno, ko so prisotni valovi. Po izkušnjah sodeč bi naj bil zgornji rob tunela vsaj za celoten njegov premer pod vodno gladino, minimalno pa za polmer, vendar se tej najnižji priporočeni meri, če je le možno, izognite. Pazite, da je v notranjosti trupa dovolj prostora za nemoteno montažo tunela (laminiranje), elektromotorja oziroma hidravlike in dovodnih oziroma kablov. Posebno pravilo velja za glisirajoča plovila. Tunel mora biti med glisiranjem v celoti nad vodno gladino. Paziti je treba tudi, da ni tunel montiran na mestu, kjer poteka ojačitveno rebro!
Izbira tunela
Tuneli so narejeni iz ojačanega poliestra, nerjaveče pločevine ali iz aluminijske pločevine. V plastična plovila vgrajujemo navadno plastične tunele. Pri izbiri moramo paziti na debelino stene tunela, saj nudijo proizvajalci pri istem premeru tunela različne debeline, odvisno od moči pogona vijaka. Zato če je le mogoče, naročite točno dolžino, da vam ne bi prodali celega kosa, ki navadno meri kar 2,5 metra. Tunel se v plastični trup laminira z obeh strani, saj le tako zagotovimo potrebno trdnost trupa, ki je ob pravilni laminacji po montaži še večja kot pred namestitvijo tunela. Večina proizvajalcev priporoča zunanjo dodelavo deflektorjev, za kar je treba imeti tudi malo umetniške žilice. Funkcija deflektorja je usmerjanje vodnega toka mimo kanala, s čimer se zmanjša upor tunela pri plovbi, prepreči neprijetno glogotanje, če je tunel dolg in zmanjša možnost poškodbe vijakov, ko plovilo udari v val. Na obeh koncih tunela je priporočljivo vgraditi zaščitno mrežico, izdelano iz 4-5 mm debele nerjavne žice. Ta preprečuje, da bi pri uporabi bočnega propelerja povleklo v tunel kakšen tujek, kot je na primer odpadna vrečka, kos lesa ali kaj podobnega.
Vgradnja elektromotorja
Razlike je, če imamo model z dvema ali enim vijakom. Pri modelu z enim je montaža preprostejša in zahteva nekoliko manjšo natančnost, medtem ko moramo pri montaži modela z dvema vijakoma paziti, da so luknje za namestitev nosilca pogona točno v centru. V kolikor pogrešimo, se bo zgodilo, da bo eden od vijakov drsal po steni tunela.
Električna napeljava
Poznamo dva principa dovoda električne energije do elektromotorja. Najpreprosteje je, da položimo električne vodnike od akumulatorjev do elektromotorja. Izvedba je preprosta, ima pa eno slabost. Navadno so akumulatorji v krmnem delu plovila in s tem precej oddaljeni od elektromotorja premčnega vijaka. Tako grozi velik padec električne napetosti, s tem pa tudi moči in posledično potisne sile. Da bi se temu izognili, moramo vgraditi vodnike zelo velikih premerov. Ti so seveda dragi, popolnoma pa se padcu napetosti ne bomo mogli izogniti. Drug način je namestitev dodatnih akumulatorjev v bližino premčnega bočnega motorja. Presek kablov do elektromotorja bo lahko manjši, seveda pa potrebujemo za njih dodatni prostor. Težava se pojavi tudi pri polnjenju akumulatorjev, saj moramo do njih speljati polnilne kable (navadno iz alternatorja). Tudi ti morajo imeti dovolj velik presek, da preprečimo padec napajalne napetosti.
Praktični nasveti uporabe premčnega bočnega motorja
Premčni bočni motor ni namenjen dolgotrajnim obremenitvam in brezglavi uporabi. To je naprava, ki vam bo pomagala pri pristajanju in izplutju, od nje pa ne morete pričakovati čudežev, temveč le potisno silo, ki jo je sposobna proizvesti. Zato svetujem pazljivo in nežno uporabo. Podal bom nekaj koristnih nasvetov pri uporabi naprave.
– Pred uporabo se prepričajte, da nimate v vodi kakšne vrvi, ki bi jo lahko vijak posesal v kanal.
– Motor uporabljajte v intervalih po 10-15 sekund, saj na takšen način mnogo manj obremenjujete akumulatorje.
– Med kopanjem priporočam občasni pregled kanala. Na vijaku je lahko navita ribiška vrvica, manjša vrv, kos polivinila ali kaj podobnega.
– Vijak pobarvajte z antivegetativno barvo, ki ne topi plastičnih vijakov.
– Strogo upoštevajte navodila proizvajalca.
