Antiroll tankar

Antiroll-tankar är tankar som monteras på fartyg för att förbättra tankens reaktion på rullningsrörelser . Försedda med bafflar avsedda att bromsa hastigheten för vattenöverföringen från tankens babords sida till styrbords sida och omvänd, är tankarna utformade så att en större mängd vatten fångas upp på den högre sidan av fartyget. Detta är avsett att minska skrovets rullningsperiod genom att motverka den fria yteffekten . De kan brett klassificeras i aktiva och passiva antirullningstankar.

Passiva antirullningstankar

Fria yttankar

En enda delvis fylld tank som sträcker sig över hela kärlets bredd. Dess form, storlek och inre bafflar gör att vätskan inuti skvalpar från sida till sida som svar på fartygets rullande rörelse. Fasningen av rullmomenten som verkar på fartyget och den resulterande vätskerörelsen kommer att vara sådan att den minskar rullningsrörelsen. Denna typ av stridsvagn undersöktes först av William Froude , men fick inte mycket uppmärksamhet förrän på 1950-talet då den återupplivades och användes i många örlogsfartyg. De har den extra fördelen att det är möjligt att variera tankens naturliga frekvens genom förändringar i vattennivån och därmed anpassas till förändringar i ett fartygs metacentriska höjd . Tankar med fri yta kallas vanligen för "flum"-tankar.

U-rör tankar

Användningen av dessa stridsvagnar var pionjärer av Herr H. Frahm i Tyskland i början av 1900-talet och de kallas ofta för Frahm stridsvagnar. Dessa delvis fyllda tankar består av två vingtankar sammankopplade i botten med en rejäl korsad kanal. Luftpelarna ovanför vätskan i de två tankarna är också förbundna med en kanal. Liksom i tankarna med fria ytor, när fartyget börjar rulla strömmar vätskan från vingtank till vingtank, vilket orsakar ett tidsvarierande rullmoment till fartyget och med noggrann design är detta rullmoment av korrekt fas för att minska fartygets rullningsrörelse . De begränsar inte fram- och akterpassagen eftersom utrymme över och under vattenövergångskanalen finns tillgängligt för andra ändamål.

Externa stabilisatortankar

Detta var ett annat koncept som introducerades av Frahm och användes i flera fartyg i början av 1900-talet. I detta koncept är de två vingtankarna endast förbundna med en luftkanal i toppen. Vatten rinner in och ut ur varje tank via en öppning i skrovet till havet. Detta eliminerar behovet av en crossover-kanal som i de andra designerna, men har sina egna nackdelar. Denna design främjade korrosion av tankarna på grund av den explicita interaktionen med havsvatten. Hålen på skrovet orsakar motstånd mot framåtrörelse. Kraften som krävs för att accelerera havsvattnet utanför fartyget (som initialt är i vila) till fartygets hastighet när det går in i fartyget är en betydande motståndskomponent (momentum drag) eftersom dess storlek ökar med kvadraten på fartygets hastighet. På senare tid har en variant av dessa tankar använts i oljeborrningsriggar där framåtrörelse är av liten relevans.

Kontrollerade passiva krängningshämmande tankar

Aktiva u-tube tankar

Detta liknar en U-rörstank men vattenkorsningskanalen är mycket större och luftövergången innehåller ett servostyrt ventilsystem. Eftersom denna ventil styr luftflödet krävs mycket liten effekt. När ventilen är stängd förhindras luftpassage från den ena tanken till den andra och den resulterande komprimeringen av luft i tanken förhindrar också vattenflöde. När ventilen öppnar är fri rörlighet för vatten och luft möjlig.

Aktiva antirullningstankar

Gränsen mellan kontrollerad-passiv och aktiv stabilisering är inte så tydlig. Aktiv stabilisering innebär i allmänhet att systemet kräver användning av maskiner med betydande effekt och systemet måste vara mycket effektivare för att minska rullningen för att motivera denna höga kostnad.

Aktiv tankstabilisator

Detta koncept använder en axiell flödespump för att tvinga vattnet från ena sidan av fartyget till en annan snarare än att låta det skvalpa som i passiva system. Webster (1967) studerade utformningen av en sådan tank i detalj. Den största nackdelen med detta är att när pumpen körs finns det en tidsfördröjning för en betydande mängd vätska att anlända till en tank, vilket begränsar omedelbar rullstabilisering. Jämfört med fenstabilisatorsystem är detta därför mycket ineffektivt.

Aktiv tankstabilisator med energiåtervinning

Istället för att förbruka energi för att kontrollera flödet inuti tanken, använder detta koncept en vattenturbin för att producera elektricitet med hjälp av vattnet som rinner in i tanken som i passiva system. De främsta fördelarna med detta är sänkta driftskostnader genom att ersätta en del av bränsleförbrukningen och kontroll av vattenflödet utan någon mekanisk mobil enhet.

Se även

Slosh dynamics

Principles of Naval Architecture Vol.III, SNAME, 1989, sid: 127

externa länkar