Rolar

O rolo é um movimento de rotação de um móvel em torno de seu eixo longitudinal (eixo do rolo). A velocidade angular dessa rotação também é chamada de taxa de rotação .

Aeronáutica

Na aviação, esse movimento é controlado por uma ação lateral na alça . O manche, por sua vez, controla a deflexão das superfícies móveis localizadas na asa: os ailerons.

As deflexões opostas dessas superfícies geram forças aerodinâmicas e momento de rotação. Se o avião tiver um diedro suficiente, o roll pode ser obtido operando o leme.

Certos aviões não equipados com ailerons (os chamados planadores de “dois eixos”, aviões do tipo “  Pou-du-ciel  ”) realizam a curva desta forma.

Marinho

Definição

O roll se refere ao movimento rotacional de um navio em torno de um eixo longitudinal, ele cria uma oscilação lateral alternadamente a estibordo e bombordo . Quando a inclinação é contínua, falamos de adernamento .

Está relacionado principalmente à ação das ondas e do vento , é um dos três movimentos possíveis de um navio com inclinação e guinada .

Causas

O estado do mar está na origem deste fenômeno. O navio rola quando as ondas ou ondas o levam para o lado. Acontece também que alguns navios balançam fortemente no mar próximo à proa devido a um acoplamento entre o pitch e o roll.

Quando os períodos de onda se aproximam do período de rolamento natural, a amplitude dos movimentos é acentuada por uma ressonância . Quando a rigidez do sistema (a estabilidade do navio) é suficientemente baixa, qualquer aumento na mesma leva a uma amplificação do rolamento.

Período limpo

Como em qualquer sistema estável, um período natural de oscilações livres é anexado ao rolo, que aumenta com a inércia e diminui com a rigidez. A inércia é então a soma do momento clássico de inércia I e de uma inércia adicionada I a correspondente à aceleração das partículas do fluido.

A rigidez rotacional é igual ao produto do deslocamento P pela altura metacêntrica, distância entre o centro de gravidade G e o metacentro M. O período está escrito:

T=2πeu+eunoPGM¯{\ displaystyle T = 2 \ pi {\ sqrt {{I + I_ {a}} \ over {P \, {\ overline {GM}}}}}}

Consequências

O movimento de rolamento, seja abrupto ou lento, pode causar problemas a bordo: deslocamento de cargas , desengate de veículos, desarmamento de bombas, quebra de equipamentos, acidentes humanos. Esse movimento perturba o equilíbrio e causa enjôo em pessoas não acostumadas.

Controle de rotação

Vários sistemas estão disponíveis atualmente:

• Em geral, em um casco que se presta pelo formato ao rolo,  são adicionadas pequenas quilhas laterais chamadas “  quilhas de rolo ”. Estes são estabilizadores passivos , que apenas retardam os movimentos de rolagem. Em veleiros parados ou fundeados, é possível acoplar à lança uma caçamba flexível submersa logo abaixo da superfície, ou um sistema mecânico desempenhando da mesma forma o papel de um freio de rolagem.
• Alguns navios, balsas , forros , navios porta-contentores , navios de investigação , militares ( porta-aviões , Abastecedores , anti-aeronaves, anti-submarinos, navios de cabo ) têm estabilizadoras ativas sistemas (aletas estabilizadoras pilotados por uma estabilização usina) para combater este movimento. Para o conforto dos passageiros, um transatlântico como o Queen Mary 2 possui 4 estabilizadores dobráveis: cada um pesa cerca de 70 toneladas, mede 2,50 metros de corda e 6,25 metros de envergadura, tem uma superfície de 15,63  m 2 , fornece ou elevação negativa de 1.070  kN (109 toneladas) em velocidade de cruzeiro, desdobra-se ou retrai-se em aproximadamente 30 segundos. Este sistema pode reduzir a rolagem em 90%, mas requer uma velocidade mínima de cerca de dez nós e consome energia.
• Existem navios com linha d'água muito baixa, menos sensíveis às excitações de rolamento: o tipo SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull). Este tipo de vaso com baixa estabilidade passiva (estabilidade de forma) requer estabilizadores ativos.
• Existem sistemas giroscópicos, como o marinheiro, que neutralizam o giro alterando a posição de um giroscópio.
• Existem também estabilizadores de navio que reduzem o movimento da carroceria enquanto recuperam energia e reduzem o consumo de combustível. Este é um estabilizador passivo por movimento fluido.

Tabela de resumo

Os movimentos e movimentos de uma nave no espaço

Eixo de rotação ou deslocamento	Mudança	Movimento rotacional		Ângulo	Diagrama
x: longitudinal	Passeio (3): Movimento horizontal para frente e para trás	Roll (6): Oscilação lateral de bombordo para estibordo (ondas, vento, etc.)	Eixo de rotação no comprimento mais longo do barco.	Ângulo de salto / rotação
y: Cross	Guinada (2): deslocamento horizontal lateral	Passo (5): Oscilação para frente e para trás, a proa sobe e desce (ondas ...)	Eixo de rotação na largura do barco	Placa (não faz sentido na marinha)
z: Vertical	Elevação (1): Deslocamento vertical da altitude do barco	Yaw (4): Oscilação no plano horizontal, modificando o curso (movimento do leme, deriva ligada à corrente, vento, ondas ...)	Eixo de rotação coaxial com o mastro	Boné

Estrada de ferro

Roll é o movimento do trem complexo em torno de seu eixo de progressão, desagradável para os passageiros e a consequência de falhas nos trilhos. É caracterizada por movimentos que podem ser modelados nos três eixos de um referencial ortonormal em que o plano horizontal girando no eixo “x” é denominado inclinação , o plano vertical no eixo “x” . Z ”a guinada e o plano horizontal no eixo do “y” o pitch . Esses dados são coletados por trens de teste e controle de odometria de pista regularmente. É uma variação das coordenadas esféricas dos ângulos de Euler .

Automotivo

Roll é o movimento do veículo em torno de seu eixo longitudinal, resultante de deformações da via ou efeito da força centrífuga nas curvas. A barra estabilizadora ajuda a mitigar esse fenômeno.

Notas e referências

1. Aviron club d'aiguebelette, "  Física e remo 1  " ,29 de julho de 2016(acessado em 7 de janeiro de 2020 )
2. "  Os 6 desequilíbrios do nadador  " (acessado em 7 de janeiro de 2020 )
3. Frédéric Le Pivert, “  Estudo e Desenvolvimento de Métodos Analíticos para o Cálculo de Probabilidades de Emborcamento  ” , em https://www.researchgate.net ,abril de 2016(acessado em 7 de janeiro de 2020 )
4. Em unidades com mais de 24 m, frequentemente encontram-se apêndices em forma de asa sob o casco, cujo objetivo é reduzir os movimentos de balanço em mar agitado. Esses são os estabilizadores. , no site Mécanique-Bateau
5. Apresentação do "Estabilizador de Barco Rock 'n Roll
6. Vídeo apresentação do marinheiro
7. GSIRE
8. Apresentação em vídeo dos estabilizadores anti-roll passivos Hoppe Marine Flume (Wenex)

Veja também

Artigos relacionados

• As três rotações de um móbile no espaço: roll, pitch , yaw .
• Os três movimentos de um móbile no espaço: correr , desviar , arfar .
•  Ângulos de Euler : o roll é uma variação do ângulo θ
• Eixos de rotação da aeronave
• Casco líquido
• Equilíbrio da embarcação
• Orientação (geografia)
• Pilotando um avião
• Ressonância
• Rolo induzido
• Warping

links externos

• Apresentação dos movimentos e movimentos de um barco (aqui um remo)