Największy opór, jaki napotyka statek podczas standardowych operacji, wynika z przemieszczenia kadłuba w wodzie. Fale, które wspinają się na dziób, to woda jest odpychana na bok szybciej, niż może się oddalić. Pokonanie tego wymaga dużej mocy lepkość i masa wody, a to oznacza spalanie paliwa, co zwiększa koszty.
Bulwiasty łuk jest przedłużeniem kadłuba tuż poniżej linii wodnej. Ma wiele subtelnych odmian kształtu, ale jest to zasadniczo zaokrąglona przednia część, która lekko się rozchodzi, gdy wtapia się w tradycyjną konstrukcję kadłuba wyporowego. Te występy do przodu są około dwa razy dłuższe niż szerokość podstawy i zwykle nie sięgałyby do przodu za szczyt dziobu. Podstawową zasadą jest utworzenie strefy niskiego ciśnienia, aby wyeliminować falę dziobową i zmniejszyć opór.
Po raz pierwszy pojawił się na USS Delaware w 1910 roku, bulwiasty łuk był kontrowersyjnym projektem amerykańskiego okrętu wojennego architekta Davida W. Taylor.
Wiele kontrowersji zniknęło dziesięć lat później, kiedy statki pasażerskie zaczęły wykorzystywać projekt, aby zwiększyć prędkość.
Kadłuby zbudowane z bulwiastych sekcji dziobowych są dziś powszechne. W pewnych warunkach ten typ konstrukcji jest bardzo skuteczny w przekierowywaniu sił oporu hydrodynamicznego i oporu. Występuje ruch przeciw bulwiastym łukom, który pozwala na większą elastyczność statków w czasie, gdy „powolne gotowanie na parze” jest sposobem na oszczędzanie paliwa.
Dobre warunki dla bulwiastych łuków
Projekt statku z bulwiastym dziobem jest omawiany w wielu podręcznikach i artykułach technicznych. Jest często nazywany teorią lub sztuką, co w skrócie oznacza, że nikt nie jest w 100 procentach pewien, co piszą. Są szczegóły do wypracowania, ale współcześni budowniczowie mają własne sposoby analizowania i integracji wszystkich aspektów hydrodynamicznych kadłuba, a metody te są ściśle tajne.
Bulwiasty łuk działa najlepiej w określonych warunkach, a dobry projekt daje wzrost wydajności w całym zakresie tych czynników.
Prędkość - Przy niskich prędkościach bulwiasty łuk uwięzi wodę nad bańką bez tworzenia strefy niskiego ciśnienia, aby anulować falę dziobową. Prowadzi to do zwiększonego oporu i utraty wydajności. Każdy projekt ma tak zwaną najbardziej efektywną prędkość kadłuba, a często tylko prędkość kadłuba. Termin ten odnosi się do prędkości, z jaką kształt kadłuba oddziałuje na wodę, w taki sposób, aby wytworzyć możliwie minimalny opór.
Ta idealna prędkość kadłuba może nie być maksymalną prędkością statku, ponieważ w pewnym momencie strefa niższego ciśnienia utworzona przez cechy dziobu staje się większa niż to konieczne. Strefa wody o niższym ciśnieniu, która jest większa niż kadłub, jest nieefektywna i prowadzi do zmniejszenia odpowiedzi steru kierunku.
Idealnie stożek wody o niższym ciśnieniu zapadnie się tuż przed rekwizytami. Daje to łopatom śmigła coś, na co można naciskać i ogranicza kawitacja na rekwizytach i steru kierunku. Kawitacja doprowadzi do zmniejszenia wydajności podpór, spowolnionego sterowania i nadmiernego zużycia kadłuba i elementów napędu.
Rozmiar – Naczynia poniżej 15 metrów (49 stóp) nie ma wystarczającej zwilżonej powierzchni, aby skorzystać z bulwiastego łuku. Stopień oporu kadłuba jest związany z jego zwilżonym obszarem. Struktura żarówki również zwiększa opór, aw pewnym momencie korzyści kurczą się do zera. I odwrotnie, większe statki z dużym udziałem linii wodnej do obszaru czołowego najskuteczniej wykorzystują bulwiasty łuk.
Złe warunki dla bulwiastych łuków
Szorstkie morza - Podczas gdy tradycyjny kadłub unosi się wraz z falą, kadłub z bulwiastym dziobem może wkopać się, nawet jeśli jest przeznaczony do podnoszenia dziobu w normalnych warunkach. Kwestia wykończenia jest jednym z najbardziej dzielących aspektów projektowania dziobu wśród architektów marynarki wojennej. Istnieje również ogromny aspekt psychologiczny wśród załóg, które postrzegają ten łuk jako niebezpieczny podczas burz. Jest trochę prawdy, że te łuki wbijają się w twarze fal, ale niewiele jest dowodów na to, że jest bardziej niebezpieczny niż tradycyjne projekty.
lód - Niektóre statki łamiące lód mają specjalny kształt bulwiastego łuku, który jest mocno wzmocniony. Większość bulwiastych łuków jest podatna na uszkodzenia, ponieważ są one pierwszym punktem kontaktu z przeszkodą.
Oprócz lodu duże gruz i nieruchome obiekty, takie jak twarze doków, mogą uszkodzić te wydłużone podwodne łuki.