Vad är en bulbous bow?

Det starkaste motstånd som ett fartyg möter vid standardoperationer kommer från förskjutning när skrovet rör sig genom vattnet. Vågor som klättrar på bågen skjuts vatten åt sidan snabbare än det kan röra sig bort. Det kräver mycket kraft för att övervinna viskositeten och massan av vatten och det betyder brinnande bränsle, vilket bidrar till kostnader.

En lökbåge är en förlängning av skrovet strax under vattenlinjen. Den har många subtila formvariationer men det är i princip en rundad främre del som blossar ut något när den smälter in i den traditionella förskjutningsskrovkonstruktionen. Dessa framåtriktade utsprång är ungefär dubbelt så långa som basens bredd och de skulle vanligtvis inte sträcka sig fram förbi toppen av bågen. Grundprincipen är att skapa en lågtryckszon för att eliminera bågvågen och minska dragkraften.

Först uppträdde på USS Delaware 1910 och var den kontroversiella designen av den amerikanska marinfartygsarkitekten David W. Taylor.

Mycket av kontroversen försvann tio år senare när passagerarfartyg började utnyttja designen för att öka hastigheten.

Hulls byggda med bulbous bow-sektioner är vanliga idag. Under vissa förhållanden är denna typ av konstruktion mycket effektiv för att omdirigera krafter för hydrodynamisk motstånd och dra. Det finns en rörelse mot bulbous bågar som möjliggör större flexibilitet för fartyg i en tid då "långsam ångning" är ett sätt att spara bränsle.

Bra villkor för bulbous bågar

Utformningen av ett fartyg med en lökbåge diskuteras i många läroböcker och tekniska artiklar. Det kallas ofta en teori eller en konst, vilket är ett kort sätt att säga att ingen är 100 procent säker på vad de skriver. Det finns detaljer som ska utarbetas men moderna byggare har egna sätt att analysera och integrera alla hydrodynamiska aspekter av sina skrov och dessa metoder är strikta hemligheter.

En lökbåge fungerar bäst under vissa förhållanden och god design ger effektivitetsvinster i hela dessa faktorer.

Hastighet - Vid låga hastigheter kommer en lökbåge att fånga vatten ovanför lampan utan att bilda en lågtryckszon för att avbryta bågen. Detta leder till ökad dragkraft och förlust av effektivitet. Varje design har så kallade mest effektiva skrovhastighet, eller ofta bara skrovhastighet. Denna term hänvisar till hastigheten där formen på skrovet verkar på vattnet är ett sådant sätt att åstadkomma minst möjliga drag.

Denna perfekta skrovhastighet är kanske inte fartygets topphastighet, eftersom den lägre tryckzon som skapas av bågens funktioner vid någon tidpunkt blir större än nödvändigt. En zon med vatten med lägre tryck som är större än skrovet är ineffektiv och leder till reducerat rodrespons.

Helst kommer konen med vatten med lägre tryck att kollapsa precis före rekvisita. Detta ger stödbladen något att pressa mot och begränsar kavitation vid rekvisita och roder. Kavitation kommer att leda till minskad effektivitet av rekvisita, trög styrning och överdriven slitage av skrovet och drivkomponenterna.

Storlek - Fartyg under 15 m har inte tillräckligt med fuktat område för att dra nytta av en bulbous båge. Mängden drag på ett skrov är relaterat till dess fuktade område. Lampans struktur ökar också dragkraften och vid en viss punkt krymper fördelarna till noll. Omvänt använder större fartyg med en hög andel vattenlinje till frontalområdet den bulbösa bågen mest effektivt.

Dåliga förhållanden för bulbous bows

Tuffa hav - Medan ett traditionellt skrov stiger med vågen kan ett skrov med en bulbös båge gräva in även om det är utformat för att lyfta bågen under normala förhållanden. Frågan om trim är en av de djupt delande aspekterna av bågsdesign bland marinarkitekter. Det finns också en enorm psykologisk aspekt bland besättningar som uppfattar denna bågsdesign som farlig i stormar. Det finns viss sanning att dessa bågar gräver i vågytor men det finns litet bevis på att det är farligare än traditionella mönster.

Is - Vissa isbrytande fartyg har en speciell form av en lökbåge som är kraftigt förstärkt. De flesta glödlösa bågar är benägna att skada eftersom de är den första kontaktpunkten med ett hinder.

Förutom is kan stora skräp och fasta föremål som dockytor skada dessa utsträckta undervattensbågar.