Comprendre le cercle de braquage d'un navire

La manœuvre est l'un des aspects critiques de tout navire. Elle est définie comme la capacité d'un navire à modifier sa route ou son cap par rapport à sa trajectoire précédente. Tout navire doit être capable de tourner ou de changer son sens directionnel au fur et à mesure des besoins. Les exigences peuvent être :

Après le lancement du navire, des essais de manœuvre ont lieu dans le cadre des essais en mer et aident à évaluer la capacité de manœuvre et les performances du navire dans différents modes de fonctionnement. Ces essais de manœuvres sont basés sur les manœuvres plausibles que le navire doit subir au cours de sa vie dans différentes situations qu'il peut rencontrer.

Conformément aux directives pour les essais de manœuvre des codes MSC 76 de l'OMI, tous les navires de mer de plus de 100 mètres de longueur doivent subir ces essais de manœuvre. Et quelle que soit leur longueur, tous les méthaniers et chimiquiers doivent les subir après mise à l'eau et avant livraison au client.

Tous les engins de planification et à grande vitesse sont exemptés des exigences des essais de manœuvre car ils ont une hydrodynamique de mouvement entièrement différente. Certains essais de manœuvre courants sont les essais de cercle de virage, de zigzag, de spirale, de spirale inversée et d'arrêt arrière complet.

Comme nous l'avions déjà mentionné dans l'un de nos précédents articles, les conditions suivantes sont requises lors de la réalisation d'essais en mer :

Contrairement à la résistance et à la propulsion, où la plupart des tests pour obtenir les caractéristiques hydrodynamiques du navire sont effectués sur de petits modèles réduits dans des réservoirs ou des tunnels, et les essais à grande échelle ne sont pas obligatoires, ce n'est pas le cas pour les essais de manœuvre.

Selon les directives de l'OMI, même si un navire appartenant aux catégories susmentionnées fait l'objet d'essais à l'échelle du modèle, il doit subir des essais à grande échelle une fois que le navire est entièrement prêt. De plus, les résultats du modèle et des essais à grande échelle devraient être cohérents avec quelques différences mineures dans des limites acceptables. En d'autres termes, pour la plupart des navires, les tests sur modèle de manœuvre sont redondants. Cependant, il existe certaines directives spécifiées par l'ITTC pour ces tests à l'échelle du modèle.

Imaginez conduire votre voiture sur un terrain vide et plat. Commencez lentement à tourner le volant et maintenez-le fixé dans une certaine position. La voiture tourne dans le sens où la roue est tournée et commence à faire un cercle de rayon.

Ou encore plus simple, commencez à courir sur un terrain de foot ou un terrain découvert. Commencez à tourner vers un côté. Si vous ne tournez pas à nouveau vers l'avant, vous avez tendance à continuer à tourner en rond autour du même point, n'est-ce pas ? C'est la simple loi de la nature : tout objet fini tendant constamment à se tourner vers un côté particulier fait une trajectoire circulaire !

Mais d'après les lois simples de la nature, le plus petit cercle tracé par un objet ou un corps est directement lié à la taille du corps. En d'autres termes, le rayon ou diamètre minimum du cercle tracé par un corps en rotation augmente avec la taille car cela dépend du lieu du centre de gravité du corps en mouvement. Du bon sens, le plus petit cercle tracé par vous en courant sur un terrain sera bien plus petit qu'un SUV tournant constamment !

Pour un navire, le cercle de virage mesure sa capacité de virage comme l'étendue du plus petit cercle réalisé en appliquant un moment de virage constant. En termes plus simples, il détermine la facilité ou la rapidité avec laquelle un navire flottant peut dévier ou virer au-delà de tout obstacle.

Il est évident qu'un petit bateau rencontrant un obstacle doit pouvoir l'éviter beaucoup plus rapidement qu'un vraquier. Dans un sens technique, le cercle de braquage d'un navire est le lieu tracé par le point de pivotement du navire tout en appliquant un moment de virage défini vers un côté particulier.

Ce moment de rotation, comme nous le savons, est causé par l'application d'une force de gouvernail ou de tout autre mécanisme de rotation dont il dispose. Ainsi, lorsqu'un certain angle tourne le gouvernail vers un côté particulier, il exerce un moment qui se manifeste en faisant tourner le navire dans cette même direction.

Quelles sont les étapes du tournage ?

Explorons maintenant les facteurs influençant le rayon de giration du navire en considérant un moment de giration fixe.

Encore une fois, comme on le sait, plus la taille est grande, plus le rayon de braquage est grand et vice-versa. Cependant, la forme de la coque a également un rôle essentiel à jouer. Plus la forme de la coque sous-marine est fine, plus le rayon de braquage est grand. Ainsi, un porte-conteneurs ou une frégate sous-tendra un cercle plus grand en tournant par rapport à un vraquier de même longueur à la même vitesse, au même moment de gouvernail et dans les mêmes conditions de mer.

La profondeur des eaux et le tirant d'eau du navire jouent également un rôle crucial dans le moment de rotation résultant d'un navire. En raison du moindre jeu entre le fond du navire et la rivière ou le fond marin pour les eaux peu profondes, les modèles d'écoulement et l'ensemble de l'hydrodynamique sont affectés. En raison du dégagement sous-marin réduit, il y a une accumulation de pression conduisant à des valeurs de résistance plus élevées. De plus, des motifs de vagues sont créés dans les régions avant et arrière. De plus, il y a une réduction spectaculaire de la vitesse.

L'aboutissement de tous ces facteurs conduit à une plus grande augmentation des paramètres de force et à un plus grand degré d'effort pour tourner l'effort. Cela se traduit par un rayon de braquage plus grand. De même, le plus grand tirant d'eau d'un navire crée également un plus grand rayon de braquage. Il a également été observé que lorsqu'il y a une assiette par la poupe, le diamètre du cercle de giration augmente également considérablement pour le navire. A l'inverse, le diamètre de braquage diminue lorsqu'il y a un trim par étrave.

Cela peut s'expliquer par la physique simple selon laquelle, comme pour la plupart des navires, le point de pivot ou centroïde géométrique est incliné vers l'arrière du milieu du navire en raison de la forme de leur coque; pour l'assiette par l'arrière, le tirant d'eau adéquat concernant ce point est supérieur par rapport à l'assiette par l'état. Et nous savons déjà que les cercles de braquage de tout navire sont directement proportionnels à la profondeur et au tirant d'eau.

Le déplacement et la vitesse jouent également un rôle important dans la détermination du rayon de braquage du navire. Cela vient des principes d'inertie newtoniens simples : plus le mouvement est élevé et plus la masse est grande. Plus la tendance d'un corps à rester dans son état antérieur est grande, plus l'effort requis pour tourner est élevé, ce qui se traduit par un diamètre de braquage accru.

Enfin, le cercle de braquage ou la tendance de braquage est également affecté par des conditions externes, comme prévu. Dans des états de mer et des conditions météorologiques plus agités, l'effort requis pour faire tourner le navire augmente considérablement en raison de l'augmentation des forces et des pressions hydrodynamiques et éoliennes. Pour les navires dotés de superstructures plus grandes, la résistance au vent est davantage due à une plus grande surface, ce qui affecte négativement l'élan nécessaire au virage. Par conséquent, le diamètre du cercle de braquage augmente à nouveau.

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Subhodeep est diplômé en architecture navale et en génie océanique. Intéressé par les subtilités des structures marines et les aspects de conception axée sur les objectifs, il se consacre au partage et à la propagation des connaissances techniques communes au sein de ce secteur qui, en ce moment même, nécessite un revirement pour retrouver son ancienne gloire.