Navio de alta velocidade

As embarcações de alta velocidade ( GNV ou inglês  : embarcações de alta velocidade , HSC ) são embarcações que navegam em alta velocidade e geralmente destinadas ao transporte de passageiros e veículos. Essas embarcações estão (ou estiveram) em serviço, em particular, em rotas de poucas horas, como a Córsega- Ligação ao continente, a travessia do Estreito de Gibraltar , o Canal , o Pas de Calais , etc.

Velocidade

O grau de velocidade de um navio é medido por uma relação entre sua velocidade e seu comprimento do casco ou seu deslocamento sob carga.

com V em m / s, g = 9,81  m s −2 e L = comprimento do casco em m

Falamos de um navio rápido quando Fn> aproximadamente 0,5 - 0,6

P sendo aqui o deslocamento ou “delta” em operação normal, expresso em toneladas.

As velocidades do GNV estão geralmente entre 29 e 45 nós (55 e 83  km / h ). Velocidades mais altas são possíveis em mares planos ou ligeiramente agitados, por máquinas com baixo arrasto em relação ao peso (máquinas com levantamento dinâmico).

Se o preço dos combustíveis for alto, isso pode limitar a velocidade de operação das embarcações convencionais de alta velocidade a menos de 35 nós, ou até menos de 25 nós, para consumir menos combustível e, portanto, gastar menos dinheiro na compra de combustíveis.

Embarcações existentes

Existem diferentes projetos de GNV caracterizados pela transferência de sustentação (de estático para dinâmico) que pode ser zero, parcial ou total:

hidrofólios ou hidro foilers, navios foils (asas subaquáticas), elevador hidrodinâmico, hovercraft ou hovercrafts , navios com almofada de ar ou ACV ( Veículo com almofada de ar ) com elevação aerostática, Embarcações de içamento, como certos aviões de efeito solo do tipo hidroavião , com elevação aerodinâmica, também chamada de WIG (efeito Wing In Ground) ou ekranoplane .

Classificação das embarcações por configuração (número de cascos):

Cascos finos de "deslocamento", monocascos e multicascos

As altas velocidades implicam longos comprimentos de casco e baixas relações deslocamento / comprimento para manter um sistema de ondas reduzido número de Froude <0,8 e com D = deslocamento em litros e L = comprimento do casco em metros. De momento, trata-se essencialmente de catamarãs de casco fino, do tipo “ wave-piercer” . Existem alguns projetos e realizações de grandes trimarãs , que têm cascos muito estreitos e pequenos flutuadores laterais submersos, possivelmente estabilizados em pitch and roll by ( foils ). Um conceito de navio do tipo quadrimarã rápido, com 4 cascos muito finos, foi explorado na década de 1990; um protótipo experimental de 17,50 m, Alexander foi construído, seguido por um navio de passageiros de 26  m .


Efeito de comprimento

O efeito de escala (que segue a lei dos quadrados e cubos) é favorável para tamanhos grandes porque a superfície molhada aumenta menos rapidamente do que o deslocamento. Por outro lado, a escolha de um comprimento maior permite reduzir o número de Froude (em velocidade igual) e, portanto, o arrasto da onda, o que é favorável ao equilíbrio de arrasto relativo R / Delta.

Monocascos de semi-aplainamento

Nesta configuração, o casco tem uma grande superfície plana de flutuação e as chamadas formas de “planagem” para gerar a elevação dinâmica necessária. Por causa da elevação dinâmica do casco pairando sobre a superfície do mar, os movimentos e restrições estruturais são muito importantes em mares agitados. A estabilização ativa (superfícies de estabilização pilotadas) é útil, se não essencial, para melhorar o conforto (redução no rolamento da carroceria, essencialmente. Seu motor é diesel ou diesel + turbina (s) para os mais potentes (motores muito leves, mas mais intensivos em combustível); a propulsão é por hidrojatos. Exemplos:

Devido aos custos operacionais excessivamente elevados e ao alto consumo de combustível, todos esses grandes GNVs foram (em 2011) desativados e retirados de serviço ou revendidos, ou mesmo enviados para demolição (os 5 GNVs Tirrenia). Foram substituídos por navios mais longos, mais pesados, mais versáteis mas menos rápidos (26 a 30 nós para navio do tipo Mega Express de Corsica Ferries ).

Catamarãs

Catamarãs clássicos, catamarãs com cascos finos ou perfuradores de ondas, catamarãs com folhas. Estes últimos são mais comuns em tamanhos pequenos, com comprimento de 20 a 30 metros. A (s) lâmina (s) instalada (s) entre os cascos carregam cerca de um terço do deslocamento. Esta porcentagem varia com a velocidade porque é um levantamento dinâmico. O fenômeno da cavitação que afeta a elevação das folhas limita a velocidade em cerca de 35 nós.

Trimarans

Como alternativa aos monocascos de semi-planagem e catamarãs de casco fino, vários projetos de trimarã estão disponíveis:

Em projetos Operativo

O conceito de trimarã com casco delgado e pequenos flutuadores, estudado em particular por Nigel Irens (Ilan Voyager, 1988), foi adotado e adaptado para o transporte de passageiros. Modelos de mais de 100 metros têm navegado desde 2005 (127  m Austal); outro estará em operação no Pas de Calais em 2015 (Condor Liberation, Comprimento 102  m ).

Vasos de efeito de superfície

Uma embarcação de efeito de superfície (NES) é uma embarcação híbrida, geralmente um catamarã com cascos ultrafinos, a maior parte da elevação é fornecida por uma almofada de ar que requer motorização específica. Esses navios podem ultrapassar 60 nós em mares planos. A presença dos cascos permite a propulsão marítima convencional (jatos d'água), o que representa uma grande vantagem sobre os hovercraft (movidos a ar) que não podem frequentar os portos convencionais.

Hovercraft (ACV Air Cushion Vehicle )

Entre as técnicas menos tradicionais estão os hovercraft , que foram particularmente afetados na travessia do Canal da Mancha . A sustentação (aerostática) é fornecida por uma almofada de ar que requer uma motorização específica além da propulsão. A máquina estando completamente fora d'água em dinâmica, a propulsão é aérea (hélices).

Hydrofoils

Um hidrofólio tem um casco equipado com folhas (asas submersas). O casco fornece sustentação em baixa velocidade, como em um barco de “deslocamento” normal. Conforme você ganha velocidade, a sustentação é gradualmente transferida do casco para as folhas. Em alta velocidade, o casco fica fora da água, o barco é totalmente carregado por suas películas. Existem duas gerações de hidrofólios  :

Problema de GNV

Em 2009, a LD Lines encomendou o Norman Arrow  ( IMO número 9501590): um catamarã incat wave-piercer com 112 metros de comprimento, arqueação bruta 10503, capaz de atingir altas velocidades (40 nós), graças ao seu grande comprimento; este navio pode transportar 1.200 passageiros e 417 carros, ou 195 carros e 30 veículos pesados ​​de mercadorias. Em 2011, o navio operou em um link rápido entre Le Havre e Portsmouth , além do serviço de balsa clássico da empresa. A LD Lines , entretanto, desistiu de continuar esta experiência. A queda dos preços no mercado cross-Channel, aliada a custos operacionais significativos com o aumento dos preços dos combustíveis, deixou de garantir a viabilidade deste serviço de alta velocidade.

Notas e referências

  1. [PDF] -62kb - Artigo 221-X / 0.1
  2. MINISTÉRIO DA ECOLOGIA, ENERGIA, DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E DO MAR, Embarcação de recreio, Divisão 240, para designar uma "Embarcação de levitação: hovercraft , navion ou qualquer outra embarcação projetada para operar perto do mar. Superfície da água, sem contato com último, e a uma altitude inferior ao comprimento do casco da embarcação ".
  3. cf. Site oficial do Bureau Vaton Design
  4. (MNT ou GNV / Patente n o  0.708.493) [1] .
  5. Isabelle Brette , "  A onda às 16h não está mais no horário  ", Nice-Matin ,30 de junho de 2010( leia online )
  6. Isabelle Brette , "Para  onde foi o aceno das quatro horas?"  », Nice-Matin ,18 de agosto de 2011( leia online )

Fotos

Veja também

Artigos relacionados

links externos