Ναυτοσύνη: Η χρήση του trim για καλύτερη πλεύση
Εκείνο που διαπιστώνει κανείς, αµέσως µόλις πατήσει το διακόπτη ρύθµισης του trim, είναι η αργή µετατόπιση της µηχανής από και προς τον καθρέφτη. Η κίνηση αυτή, µπορεί να φαίνεται απλή, είναι όµως εξαιρετικά σηµαντική για την ταχύτητα, την ασφάλεια, τη σταθερότητα, την κατανάλωση και τον έλεγχο του σκάφους.
Και µη βιαστεί κανείς να επιλέξει κάτι από όλα αυτά σε βάρος άλλου, καθώς όλα είναι σχετικά µεταξύ τους. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του ‘50, ο µόνος τρόπος για την ρύθµιση της θέσης του κινητήρα σε σχέση µε τον καθρέφτη, ήταν κάποιες σφήνες ειδικής κατασκευής που τις τοποθετούσαν ανάµεσα στον καθρέφτη και της βάσης στήριξη της µηχανής. Η εξέλιξη σε αυτή την πρωτόγονη διάταξη, ήταν µια τροποποίηση της βάσης, όπου µπορούσε να τοποθετηθεί ένας πείρος στήριξης, µε επιλογή τριών ή τεσσάρων θέσεων. Η λύση αυτή, εφαρµόζεται ακόµη και σήµερα σε όσους κινητήρες δεν διαθέτουν ηλεκτρουδραυλικό σύστηµα.
Τέτοιοι, οι κυρίως οι µικρής ιπποδύναµης. Η διάταξη αυτή, έδινε κάποια λύση για να προσαρµοσθεί η συµπεριφορά του σκάφους, δεν ήταν όµως αρκετή. Στις αρχές της δεκαετίας του ’60, εµφανίστηκαν στην αγορά κινητήρες, εφοδιασµένοι µε δύο επαναστατικά για την εποχή συστήµατα, αυτόν της ηλεκτρονικής ανάφλεξης και µιας διάταξης που αποτελούσε ένα υδραυλικό πιστόνι µε εκκίνηση από ηλεκτρική αντλία. Έτσι, γινόταν δυνατή η ανύψωση που κινητήρα, κίνηση που σήµερα σαν διαδροµή χαρακτηρίζεται ως “power tilt”.
Η εξέλιξη αυτής της διάταξης, ήταν η δυνατότητα µιας πιο προσεκτικής ρύθµισης µέρους της διαδροµής, τις γνωστής σήµερα όρους “trim”. Η κατοχύρωση του συστήµατος αυτού, ανήκει στο εργοστάσιο της MERCURY, που το κατοχύρωσε του 1961.
Αποκαθηλωµένο σύστηµα trim σειράς κινητήρων VERADO.
Η χρησιµότητά του στην αρχή, δεν είχε εκτιµηθεί σωστά, και η κυρία χρήση του, ήταν το ανασήκωµα των µηχανών. Χρειάστηκε να περάσει περισσότερο από µία δεκαετία, για να ενσωµατωθεί στη γραµµή παραγωγής και να χρησιµοποιείται ευρύτερα από το κοινό. Το περίεργο της υπόθεσης είναι, πως αν και έχει περάσει µισός αιώνας από τη σύλληψη και εφαρµογή εκείνης της ιδέας, λίγα πράγµατα έχουν αλλάξει και αφορούν κυρίως σε επιµέρους µετατροπές και βελτιώσεις, κυρίως λόγω του επαναπροσδιορισµού των µεγεθών ισχύος των κινητήρων.
Η ευρύτερη εφαρµογή του από όλους τους κατασκευαστές, ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του ‘80, µαζί µε την απαρχή της ευρύτερης τεχνολογικής επανάστασης στο χώρο. Βασικός σκοπός της λειτουργίας του trim, είναι η προοπτική άνετης πλεύσης και µείωσης της κατανάλωσης, που θα έχει και σαν αποτέλεσµα τη βελτίωση της απόδοσης της προπέλας και από αυτό την ελάχιστη καταπόνηση µου κινητήρα. Όσο εύκολος είναι ο χειρισµός διακόπτη, τόσο πολύπλοκος είναι ο συνδυασµός των αποτελεσµάτων από τις ρυθµίσεις του.
Ας δούµε συνοπτικά, τι ρυθµίζει και τι ρυθµίζεται από το trim.
Όταν οι ναυπηγοί σχεδιάζουν ένα σκάφος πλαναρίσµατος, υπολογίζουν τη γωνία πλεύσης, τη γωνία δηλαδή που σχηµατίζεται από τη δίεδρο της γάστρας µε την επιφάνεια του νερού, στις 3-6 µοίρες. Τουλάχιστον, για όσες προορίζονται για καθηµερινή χρήση αλλά και µε χαρακτηριστικά performance. Όπως είναι εύκολα αντιληπτό, το πρωραίο τµήµα της γάστρας, ακουµπά στο νερό από λίγο έως καθόλου.
Για την εκµηδένιση των τριβών, το ιδανικό θα ήταν, να έπλεε απολύτως παράλληλα µε το νερό, αλλά αυτό είναι πρακτικά αδύνατο. Μένει λοιπόν, η οριοθέτηση αυτής της γωνίας πλεύσης σε τέτοια επίπεδα, ώστε το νερό που εκτοπίζεται από τα πίσω τµήµατα της γάστρας να είναι λιγότερο.
Η πλώρη βρίσκεται ελαφρά ανασηκωµένη και το σκάφος πλέει µε τα πίσω τµήµατα, σε ικανή ταχύτητα, τέτοια, που η γωνία πλεύσης να προσδιορίζει αυτή την ισορροπία. Με δεδοµένη λοιπόν τη µικρή αντίσταση πρόωσης, εδώ παίζει σηµαντικό ρόλο µία άλλη παράµετρος, αυτή της απόδοσης της προπέλας.
Ο δείκτης ‘βήµα’ της προπέλας, είναι ο αριθµός των ιντσών, που καλύπτει σαν απόσταση µέσα στο νερό, σε µία πλήρη περιστροφή.
Σύστηµα trim µονού εµβόλου, για κινητήρες παλαιότερων τύπων.
Στην πραγµατικότητα όµως, σηµειώνεται η πρώτη σοβαρή απώλεια έργου, καθώς λόγω των συνθηκών που αναφέραµε αλλά και άλλων, η πραγµατικά µετατόπιση είναι πάντοτε µικρότερη. Η διαφορά αυτή, της θεωρητικής από την πραγµατική µετατόπιση, λέγεται ολίσθηση-slip. Ένα καλοστηµένο φουσκωτό, πρέπει να έχει δείκτη ολίσθησης 5%.
Η απόδοση δηλαδή της προπέλας είναι 95%. Γι ανά γίνει εφικτό αυτό το ιδανικό ποσοστό, θα πρέπει, εκτός των άλλων, η προπέλα να περιστρέφεται γύρω από άξονα παράλληλο προς την επιφάνεια του νερού. Αν δεν συµβαίνει αυτό, τότε η προπέλα ωθεί ποσότητα νερού προς την επιφάνεια, ή προς το βυθό.
Ας δούµε τις δύο περιπτώσεις πιο αναλυτικά. Το έσχατο σηµείο στήριξης για το σύστηµα, είναι το cavitation plate της µηχανής, το µεγάλο φτερό πάνω από την προπέλα. Αυτό, σύµφωνα µε τον υδροδυναµικό σχεδιασµό των ποδιών, τείνει να κινείται πάνω στην επιφάνεια της θάλασσας και µε τα βάρη που υπάρχουν, λίγο κάτω από αυτήν.
Ο καθρέφτης του σκάφους, ανάλογα µε τον τύπο, το µέγεθος και την µελέτη που έχει γίνει, έχει κλίση προς το εγκάρσιο 10 – 15 µοίρες. Από αυτή τη συνθήκη προκύπτει, ότι ο άξονας της προπέλας, όταν η µηχανή είναι κολληµένη στον καθρέφτη, γυρίζει µε αντίστοιχη γωνία, δηλαδή σπρώχνει νερά προς το βυθό. Η πρύµνη τότε πιέζεται προς τα επάνω, βυθίζοντας αντίστοιχα την πλώρη. Η διάταξη αυτή, είναι η επιθυµητή κατά την εκκίνηση για το πλανάρισµα, εντελώς άχρηστη όµως µετά τις πρώτες στροφές, σε πλεύση. Το σκάφος πλέει µε βυθισµένη πλώρη, εκτοπίζει αχρείαστα νερά από εµπρός, η ταχύτητα µειώνεται και ως εκ τούτου η κατανάλωση ανεβαίνει. Μια τέτοια ρύθµιση, είναι εξαιρετικά επικίνδυνη µε τον καιρό πρύµα. Είναι θέµα – λίγου – χρόνου για να ‘καρφωθεί’. Αν η µηχανή είναι ρυθµισµένη µακριά από τον καθρέφτη, σπρώχνει νερά προς την επιφάνεια της θάλασσας.
Η πρύµνη βυθίζεται και η πλώρη ανασηκώνεται. Το ‘έρεισµα’ της γάστρας εµπρός χάνεται και το σκάφος πλέει µε τα πίσω τµήµατα, εκτοπίζοντας µεγαλύτερες ποσότητες νερού, που δεν χρειάζονται. Η πορεία δεν είναι ακριβής και οι µανούβρες δεν εκτελούνται µε ακρίβεια. Όπως πριν, έτσι και εδώ, η απόδοση γάστρας – προπέλας δεν βρίσκουν σωστές συνθήκες πλεύσης και το αποτέλεσµα είναι κατώτερο του προβλεπόµενου. Το ζητούµενο, είναι η διαµόρφωση ενός συνδυασµού ρύθµισης γωνίας πλεύσης µε λειτουργία της προπέλας σε µηδενική γωνία ως προς την επιφάνεια.
Με τη σωστή ρύθµιση της γωνίας από το trim, το σκάφος πλέει αρκετά έξω από το νερό, η προπέλα ωθεί απερίσπαστα και το αποτέλεσµα είναι καλή τελική ταχύτητα και σχέση κατανάλωσης. Αυτή, θα είναι η ανταµοιβή στον χειριστή για την επιλογή του, που σε κάθε περίπτωση, θα πρέπει να είναι έτοιµος να διορθώσει τις ρυθµίσεις του, αν µεταβάλλονται κάποιοι παράγοντες, π.χ. κυµατισµός, άνεµοι, φορτία κλπ. Αν έχουµε πετύχει την ιδανική επιλογή ρύθµισης σε ταχύτητα ταξιδιού-cruising speed, δεν σηµαίνει πως τα ίδια ισχύουν όταν ο-οι κινητήρες δουλεύουν πάση δυνάµει. Εκεί οι ισορροπίες είναι πιο λεπτές και οι ρυθµίσεις διαδοχικές.
Το υπερβολικό τριµάρισµα, δεν σηµαίνει πως εξασφαλίζει µέσω της µείωσης τριβών την ιδανική συνθήκη πλεύσης. Αν. π.χ. το σκάφος «δελφινίζει», παρατηρείται δηλαδή διαδοχικό ανεβοκατέβασµα της πλώρης, σηµαίνει πως το σκάφος αναζητά σηµεία στήριξης και δεν τα βρίσκει, είτε γιατί η γωνία της προπέλας είναι υπερβολικά υψηλή και ανασηκώνεται η πλώρη υπερβολικά, µε αποτέλεσµα να πέφτει χαµηλότερα, ή γιατί η ροή του αέρα εµποδίζει το ρύγχος να ισορροπήσει τη γάστρα πάνω στο νερό. Σε κάθε περίπτωση, σηµειώνεται απώλεια έργου, µείωση δηλαδή της ταχύτητας.
Τα ασυµπίεστα υγρά, κατά τους νόµους της φυσικής, απαιτούν έργο για την µετατόπιση τους. Κάθε φορά λοιπόν που πέφτει η πλώρη που προσπαθεί να ισορροπήσει στο νερό, η διαδικασία εκτοπισµού αυτής της ποσότητας του νερού απορροφά ισχύ από τη µηχανή, κάτι που φαίνεται στην τελική ταχύτητα.
Αναπροσαρµόζοντας τη ρύθµιση του trim και εξαλείφοντας το δελφίνισµα, βελτιώνεται και η ποιότητα πλεύσης. Αν και τα τελευταία χρόνια τείνει να εξαλειθφεί, στις µεγάλες ταχύτητες µε οριακό trim, πρέπει να δίδεται σηµασία στο φτεράκι που υπάρχει στο ανόδιο πάνω από την προπέλα και που σε πολλές περιπτώσεις λειτουργεί σαν κατευθυντήριο στοιχείο.
Η συµπεριφορά του σκάφους, σε τέτοιες οριακές καταστάσεις, µπορεί να γίνει απρόβλεπτη, γιατί ο χειριστής δεν µπορεί να ασκήσει κανενός είδους έλεγχο. Επίσης, επικίνδυνες καταστάσεις µπορεί να δηµιουργηθούν, σε αντίστοιχες περιπτώσεις, όπου η χρησιµοποιούµενη ιπποδύναµη είναι µεγαλύτερη από το όριο που προσδιορίζει ο κατασκευαστής.
Στην περίπτωση αυτή, το σκάφος χάνει την πρόσφυση του στο νερό, καθόσον η προπέλα γυρίζει µε µεγάλα αποθέµατα ροπής, χωρίς η γάστρα να µπορεί να ανταποκριθεί στη συγκεκριµένη ολίσθηση. Εδώ, τα µπαλόνια κοιτούν από ψηλά το νερό και απουσιάζει οποιαδήποτε λύση πλευρικής στήριξης. Το σκάφος χάνει την ισορροπία του και αρχίζει να διατοιχίζει. Είναι µία κατάσταση εξαιρετικά επικίνδυνη και δύσκολα διαχειρίσιµη. Αυτό, µπορεί να δηµιουργηθεί και από ελαφρύ κυµατισµό που θα αναταράξει την πλώρη.
Και ακόµη, η οριακή ρύθµιση του trim και η πλεύση µε οριακές ταχύτητες επί µακρόν, είναι δυνατό να προξενήσουν βλάβη στον κινητήρα, καθόσον οι αυλοί εισαγωγής του νερού που απαιτείται για την ψύξη, δεν τροφοδοτούν το σύστηµα µε τις απαραίτητες ποσότητες, οπότε παρατηρείται υπερθέρµανση. ∆εν υπάρχει λοιπόν πάγια ρύθµιση γα το trim. Ο κυβερνήτης, θα πρέπει αµέσως µετά το πλανάρισµα, να αναζητήσει την ιδανική γωνία, ρυθµίζοντας µε ορθολογιστικό τρόπο τα φορτία στο σκάφος του, και να αναζητήσει την καλύτερη ρύθµιση, µε αντίστοιχη αναζήτηση στην περιοχή στροφών του κινητήρα.
∆εν ρυθµίζουµε µόνο το trim, αλλά και τις στροφές του κινητήρα, προσδοκώντας στην καλύτερη σχέση ταχύτητας κατανάλωσης, αναλόγως συνθηκών. Μη διστάσετε να ανεβάσετε στροφές, συχνά θα εκπλαγείτε από το αποτέλεσµα. Τα πατήµατα στον διακόπτη, πρέπει να είναι ακαριαία, όταν χαµηλώνει η µηχανή προς τον καθρέφτη και κάπως πιο επίµονα, όταν τη σπρώχνουµε µακριά από αυτόν-όταν είµαστε σε πλεύση βέβαια. Και κάτι ακόµη. Ο πιο σίγουρος τρόπος, για να έχετε σίγουρα στοιχεία από προηγούµενες ρυθµίσεις, είναι να φτιάξετε ένα πινακάκι και να καταχωρείτε τα πάντα εκεί.
Απλοποιηµένο σκίτσο, µε την ανταπόκριση σκάφους στις τρείς βασικές ρυθµίσεις trim.
