Σκάφος εκτοπίσματος και ταχύτητα

Το αδιάρρηκτο φράγμα της συμβατικής πλεύσης

Του Ιάσονα Θαλασσινού.

Μπορεί ο άνθρωπος να έσπασε το φράγμα του ήχου, εκείνο όμως που δεν κατόρθωσε μέχρι σήμερα, είναι να σπάσει το φράγμα της θεωρητικής ταχύτητας της γάστρας ενός σκάφους εκτοπίσματος.

Τι είναι το σκάφος εκτοπίσματος; Ας προσπαθήσουμε να το αναλύσουμε διεξοδικά. Ας πάρουμε για παράδειγμα ένα συμβατικό σκάφος, μηχανοκίνητο ή ιστιοφόρο, που ταξιδεύει σε συμβατική πλεύση (δηλαδή δεν πλανάρει λόγω σχήματος γάστρας) με τα πανιά ή τη μηχανή. Καθώς το σκάφος κινείται μέσα στο νερό, η γάστρα του δημιουργεί κύματα, που ταξιδεύουν και αυτά μαζί του, με την ίδια σχεδόν ταχύτητα. Γενικά μπορούμε να πούμε πως, όσο πιο βαρύ είναι το σκάφος, τόσο πιο βαθύ είναι το κοίλωμα μεταξύ των κορυφών των κυμάτων , που δημιουργούνται από τη διέλευσή του. Όσο πιο γρήγορα «ταξιδεύει το κύμα, τόσο πιο μακριά είναι η περίοδός του ή, πιο αναλυτικά, η απόσταση μεταξύ των κορυφών δύο συνεχόμενων κυμάτων. Έτσι, καθώς η ταχύτητα του σκάφους του παραδείγματός μας μεγαλώνει, ο αριθμός των κυμάτων που δημιουργούνται μικραίνει, αφού η περίοδός τους μεγαλώνει. Κάποια στιγμή, με την αύξηση της ταχύτητας, θα βρεθούμε να ταξιδεύουμε στο κοίλωμα ενός κύματος, του οποίου η μια κορυφή βρίσκεται στην πλώρη και η άλλη στην πρύμη. Το κύμα αυτό κρατάει το σκάφος μας «αιχμάλωτο». Μετά από πολλές έρευνες, ο άνθρωπος κατόρθωσε να προσδιορίσει την ταχύτητα του κύματος, που είναι η ρίζα της απόστασης μεταξύ δύο κορυφών σε μέτρα, πολλαπλασιασμένη επί 2,43.

Όταν το σκάφος ταξιδεύει, δημιουργεί τρία είδη κυμάτων, τα διαγώνια κύματα της πλώρης, τα διαγώνια κύματα της πρύμης και τα εγκάρσια.Σύμφωνα με τα παραπάνω, ένα κύμα μήκους 8 μέτρων «ταξιδεύει» με ταχύτητα 6,87 κόμβους, ενώ ένα μεγαλύτερο, 12 μέτρων ας πούμε, «τρέχει» με 8,41 κόμβους, σύμφωνα με τον τύπο:

Ταχύτητα κύματος = 2,43 x √ μήκους κύματος.

Ας γυρίσουμε όμως τώρα στο σκάφος του παραδείγματός

μας, ένα ιστιοφορο βαρέος εκτοπίσματος. Όπως είδαμε, το κύμα δημιουργείται από τη γάστρα και την αντίσταση, που προβάλλει στο νερό. Όταν το σκάφος μας φτάσει το μέγιστο της ταχύτητάς του, είδαμε ακόμα ότι δημιουργείται ένα και μοναδικό κύμα. ?ρα μπορούμε να πούμε ότι και το σκάφος θα φτάσει μια ταχύτητα ίση με εκείνη του κύματος, που το ίδιο δημιουργεί. Είναι μια ταχύτητα, που εξΆ ορισμού δεν μπορεί να υπερβεί. ?ρα μπορούμε να πούμε ότι η ταχύτητα αυτή είναι και η μέγιστη θεωρητική ταχύτητα του σκάφους μας.

Πώς Θα την προσδιορίσουμε; Μα, αντικαθιστώντας στην παραπάνω εξίσωση την ταχύτητα κύματος με την ταχύτητα σκάφους και το μήκος κύματος με το μήκος της ισάλου του σκάφους μας, δηλαδή:

Ταχύτητα σκάφους = 2,43 x √ μήκους ισάλου ή καλύτερα

Vr = 2,43 x √LWL

Στο 1/3 περίπου της θεωρητικής ταχύτητας θα υπάρχουν τρία κύματα από σοφράνο.O παραπάνω τρόπος είναι ενδεικτικός των δυνατοτήτων ενός ιστιοφόρου εκτοπίσματος και χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θεωρητικής ή σχετικής ταχύτητας, όταν συγκρίνουμε δύο σκάφη του ίδιου τύπου. Σίγουρα θα έχετε ακούσει να λέγεται ότι ένα σκάφος είναι πιο γρήγορο από ένα άλλο, επειδή έχει μεγαλύτερη ίσαλο. Ο παραπάνω τύπος μας εξηγεί το γιατί. Όλα όσα αναφέραμε αφορούν, βέβαια, τη συμβατική πλεύση και όχι το πλανάρισμα. Πολλές φορές ακόμα και σκάφη εκτοπίσματος πλανάρουν για λίγο, όταν για παράδειγμα βρίσκονται στην κορυφή ενός κύματος και αρχίζουν να κατεβαίνουν προς το κοίλωμα.

Καθώς το σκάφος επιταχύνεται και φτάνει στο 1/2 περίπου της θεωρητικής ταχύτητας, τα κύματα επιταχύνονται αντίστοιχα, το μήκος μεγαλώνει και ο αριθμός τους μειώνεται σε δύο.Επίσης, τα σύγχρονα ελαφρά ιστιοφόρα με μεγάλη ιστιοφορία μπορούν να υπερβούν αρκετά τη θεωρητική ταχύτητα της γάστρας στα πρύμα με μπαλόνι. Αυτές όμως δεν θεωρούνται συμβατικές πλεύσεις σκάφους βαρέος εκτοπίσματος, όπως είναι ο ναυπηγικός όρος. Το ό,τι τα σκάφη αυτά «εκτοπίζουν» συνεχώς ένα βαρύ «τμήμα νερού» είναι και ο λόγος, που τους δόθηκε ο συγκεκριμένος όρος, σε αντίθεση με εκείνα μεσαίου και ελαφρού εκτοπίσματος, τα οποία επίσης λέγονται σκάφη ημιπλαναρίσματος και πλαναρίσματος αντίστοιχα.

Πριν ολοκληρώσουμε το Θέμα μας, ας πούμε και τα πρακτικά οφέλη από τη γνώση της θεωρητικής ή σχετικής ταχύτητας ενός σκάφους. Αν και πολλές φορές ο ιδιοκτήτης ή κυβερνήτης ενός ιστιοφόρου μπορεί να προσδιορίσει με μεγάλη ακρίβεια την ταχύτητα, με την οποία ταξιδεύει το σκάφος του ανά πάσα στιγμή, χωρίς να κοιτάξει καν το δρομόμετρο, είναι πολύ εύκολο και εμείς να κάνουμε το ίδιο με μια απλή παρατήρηση. ?ν δούμε δύο κύματα να σχηματίζονται από πλώρη μέχρι πρύμη, το σκάφος ταξιδεύει στο ήμισυ (1/2) της θεωρητικής ταχύτητάς του. Αν πάλι δούμε τρία κύματα, τότε η ταχύτητά του είναι το ένα τρίτο (1/3) της θεωρητικής. Και βέβαια, όταν ένα και μοναδικό κύμα ταξιδεύει μαζί μας, από πλώρη μέχρι πρύμη, έχουμε φτάσει τη μέγιστη ταχύτητά μας, δηλαδή τη θεωρητική ταχύτητα της γάστρας του σκάφους μας.