Blockdit Logo (Mobile)
Mariner's Guide
•
11 มี.ค. 2020 เวลา 00:03 • การศึกษา
แรงตามแนวขวาง - Transverse Thrust
แรงขับเคลื่อนที่เกิดขึ้นจากมวลน้ำนั้น ไม่ใช่จะมีเฉพาะแรงตามแนวยาว (longitudinal direction) เท่านั้น แต่จะมีแรงตามแนวขวางของลำเรือด้วย เราเรียกแรงนี้ว่า transverse thrust
ทิศกระแสน้ำที่ออกด้านข้าง
เดินหน้า - Going Ahead
One right-handed propeller หมายถึง ใบจักหนึ่งชุด หมุนขวาเมื่อขับเคลื่อนไปข้างหน้า เมื่อมองจากด้านท้ายของเรือ
ดังนั้นเมื่อถอยหลัง ก็จะหมุนในทิศทางตรงกันข้ามกับเดินหน้า คือ หมุนทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากด้านท้ายของเรือ
ในช่วงเวลาแรกที่เรือแล่นออกไป เรือจะมีความเร็วต่ำ แต่รอบเครื่องเดินหน้า/รอบใบจักร มีความเร็วสูง (RPM ahead)
ระหว่างนี้จะเกิด Transvert thrust (แรงตามแนวขวาง) ที่ท้ายเรือไปทางขวามือ ทำให้หัวเรือหมุน/เลี้ยวไปทางซ้าย
ให้สังเกตุว่า เมื่อระดับความลึกของน้ำมากขึ้นความดันน้ำก็จะมากขึ้นไปด้วย ดังนั้นมันก็จะเกิดความดันของน้ำแตกต่างกันขึ้นระหว่างใบของใบจักรด้านบนกับใบของใบจักรด้านล่าง ดังนั้นใบจักรส่วนที่ลึกก็มีความดันน้ำกระทำกับมันมากกว่าใบจักรที่อยู่ด้านบนหรือที่จมน้ำน้อยกว่า
น้ำที่อยู่อยู่ด้านบนจะถูกใบจักรทำให้ปั่นป่วน (turbulence) และอากาศจะถูกดูดเข้ามาทำให้ความดันของใบจักส่วนบนลดลง เมื่อเรือค่อยๆ เพิ่มความเร็วขึ้น ความปั่นป่วนของน้ำก็จะลดลง ความดันน้ำส่วนบนของใบจักก็จะเพิ่มขึ้น
ใบจักรส่วนบนไม่เพียงแต่จะผลักมวลน้ำไปด้านหลัง มันก็มีมวลน้ำส่วนหนึ่งถูกผลักออกไปด้านขวามือ และใบจักรส่วนล่างก็จะพัดน้ำไปทางขวา
อย่างที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เนื่องจากเเรงดันน้ำส่วนบนและส่วนล่างมันต่างกัน ใบจักรด้านล่างพัดน้ำไปทางซ้ายได้แรงมากกว่าใบจักรส่วนที่อยู่ด้านบน ทำให้ผลลัพธ์ของแรงผลักท้ายเรือไปด้านขวา และทำให้ด้านหน้า/หัวเรือเลี้ยวไปทางซ้ายมือ
เมื่อเดินหน้า - Ahead Movement of the Propeller
ถอยหลัง - Going Astern
One right-handed propeller เมื่อใช้เครื่องจักรถอยหลัง ใบจักรก็จะหมุนในทิศทางหมุนทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากด้านท้ายของเรือ
ในช่วงเวลาแรกที่เรือแล่นออกไป เรือจะมีความเร็วต่ำ แต่รอบเครื่องถอยหลัง/รอบใบจักร มีความเร็วสูง (RPM astern) ทำให้เกิด แรงด้านข้าง (Transverse thrust) มีแรงลัพธ์ไปทางด้านซ้าย และเรือเลี้ยวไปด้านขวา
เหตุผลของที่นำมาอธิบาย แรงด้านข้าง (transverse thrust) ก็เหมือนกับกรณีการใช้เครื่องเดินหน้า ความดันสูงของน้ำจะกระทำกับใบจักรที่อยู่ส่วนล่าง ดังนั้นแรงลัพธ์จะทำให้ท้ายเรือไปด้านซ้ายและหัวเรือเลี้ยวไปทางขวามือ
ยิ่งไปกว่านั้น ความดันน้ำที่ด้านขวาจะสูงกว่าความดันน้ำที่ท้ายเรือซ้าย เนื่องจากใบจักรได้พัดเอาน้ำจากท้ายเรือมาด้านหน้าเป็นหน้ามุมแทยงกับข้างเรือด้านขวา แล้วน้ำจากข้างเรือด้านซ้ายถูกผลักมาเป็นมุมแทยงมาด้านท้ายเรือซ้าย
ถ้าเรือลดความเร็วลงจาก 5-6 knots จนเหลือ 0 knot เมื่อเราใช้เครื่องถอยหลัง ท้ายเรือจะเริ่มไปทางซ้าย (หัวเรือจะเลี้ยวไปทางขวา) เว้นเสียแต่เรือได้รับอิทธิพลของลม หรือกระแสน้ำที่มากกว่าที่ทำให้เกิดแรงต้าน อาจจะทำให้หัวเรือเลี้ยวไปทางซ้าย ขึ้นอยู่ว่าอันไหนมากกว่ากัน เมื่อเราถอยหลังด้วยความเร็วสูง เราจะสังเกตเห็นได้เลยว่าหัวเรือจะไม่เลี้ยวไปทางขวา
ขนาดกำลังของแรงตามแนวขวาง (transverse thrust) เมื่อถอยหลังจะมีค่าประมาณ 10-14% ของแรงใบจักร (thrust on the propeller) ดังนั้นเมือเรือที่มีกำลังถอยที่ 7400 kw จะเกิดแรงออกด้านข้างเท่าๆ กันกับขนาดกำลังของ bow thruster.
Going astern
ค่าของแรง - Force in Tonnes
หน้าที่หลักๆคือการไหลของน้ำ เราสามารถที่จะเพิ่มหรือลดแรงออกด้านข้าง (transverse thrust) ก็ด้วยการเพิ่มหรือลดความเร็วของรอบใบจักร (propeller rpm)
การเลี้ยวจึงแปรผันตาม ขนาดกำลังของแรงที่มีหน่วยเป็นตันที่มากระทำที่ด้านท้ายเรือ เป็นแรงชนิดหนึ่งที่นักเดินเรือ หรือคนควบคุมเรือนำมาใช้พอๆ กับแรงเนื่องจากหางสือ, เรือทัก หรือแรงของ bow thruster forces.
อย่างไรก็ตามเราสามารถคำนวณแรงด้านข้าง (Transverse thrust) จากการคำนวณแบบหยาบๆ ถ้าเรามีข้อมูลของเรือจาก ship’s particular ship
ตัวอย่างเช่น เรือขนาด 80,000 dwt มีกำลังเดินหน้าเต็มตัว 20,000 shp ถ้าถอยหลังเต็มตัวมีกำลังเท่ากับ 50% กำลังเดินหน้าเต็มตัว หรือมีกำลังถอยหลังเต็มตัว 10,000 shp
ในทางปฎิบัติแล้วเราจะคิดค่าของแรงออกด้านข้าง (transverse thrust) แบบหยาบๆ มีค่าประมาณ 5 - 10% ของกำลังถอยหลังเต็มตัว ในกรณีนี้แรงออกด้านข้าง (transverse trust) สูงสุดมีค่าประมาณ 1,000 shp หรือ 10 tonnes. (100 shp มีค่าเท่ากับ 1 tonne)
ในขณะที่กำลังของเครื่องจักร (shaft horsepower) เป็นปัจจัยที่สำคัญที่ใช้ในการระบุถึงขนาดของแรงตามแนวขวาง (transverse thrust) ว่าเรือจะถูกผลักไปมากเท่าไหร่เมื่อใช้เครื่องถอยหลัง ปัจจัยที่เราจะพิจารณาถึงคือตำแหน่งของจุดหมุน (the pivot point)
Pivot point of static vessel

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา