MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM MATERIAÅY 1 ... - posejdon

Szkoła Morska – 81-340 Gdynia, Hryniewickiego 10 *szkoła@morska.edu.pl 

MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM 

Kpt.Ż.W. Tomasz Sobieszczański *kptlobo@wp.pl 

MATERIAŁY 1/13 

KADŁUB 

KADŁUB i UKŁAD NAPĘDOWY 

Dla nawigacji, manewrowania i żeglugi oczywistym jest, że 

najważniejszym elementem statku jest sam kadłub jako istota 

pojęcia statku, urządzenia przeznaczonego do transportu towarów 

i ludzi. W zależności od przeznaczenia statku i jego wielkości 

kadłub ma zróżnicowane kształty a zatem i właściwości. 

Najpierw podzielmy jednostki pływające pod względem 

wielkości gdzie możemy wyróżnić statki: 

- małe - nośność do 2000 ton. 

o – zwrotne 

o – niezbyt szybkie 

o – w większości wypadków manewrują 

samodzielnie w portach i kanałach 

o – łatwe w wyczuciu ich właściwości 

manewrowych 

o – łatwe do określenia ich krytycznego momentu 

sztormowania 

- średnie – nośność do 20000 ton 

o – dobre właściwości morskie 

o – zdolne do samodzielnego manewrowania w 

portach i kanałach o szerokich akwenach 

wewnętrznych, ale w większości wypadków 

używają jednego lub więcej holowników. 

- duże – nośność do 50000 ton 

o – z reguły, podczas manewrowania w portach, 

korzystają z pomocy, co najmniej dwóch 

holowników. 

o – w sprzyjających warunkach mogą 

manewrować samodzielnie przy użyciu maszyn 

i kotwic. 

- bardzo duże – nośność powyżej 50000 ton 

o – statki z uwagi na swą olbrzymią energię 

kinetyczną niezmiernie trudne do 

manewrowania. 

o – konieczność użycia wielu holowników 

LOBO Strona 1 2005-11-09 

MSM 011 - KADŁUB I UKŁAD NAPĘDOWY





o – użycie kotwic raczej nie wskazane z uwagi na 

możliwość zerwania łańcuchów przy tak dużej 

energii kinetycznej 

o – olbrzymia masa statku zmusza do 

minimalizacji szybkości ruchu co utrudnia 

wzrokową ocenę parametrów ruchu statku – 

pozbawia manewrującego t.zw. elementu 

„czucia statku” 

o – trudny do określenia, z uwagi na pozorną 

niewrażliwość statku na warunki zewnętrzne, 

właściwy moment do rozpoczęcia sztormowania. 

Oczywistym jest, że powyższy podział jest bardzo 

umowny i płynny. Przeciętna wielkość statków w ostatnich 

czasach znacznie wzrosła i na skutek rozwoju technicznego i 

technologicznego poprawiły się znacznie zdolności 

manewrowe statków większych tak, więc współczesny statek 

o nośności 30000 ton może mięć zbliżone wartości 

manewrowe do statku o nośności 20000 ton sprzed 

kilkunastu lat. 

Jednym z podstawowych czynników decydujących o 

manewrowności statku jest kształt jego podwodnej części 

kadłuba – jego współczynnik pełnotliwości = δ – stosunek 

objętości podwodnej części kadłuba do 

prostopadłościanu o wymiarach statku na lini 

zanurzenia (δ = V/LxBxT). Jak z powyższego wynika, że 

mamy doczynienia z „dowolną” ilością współczynników 

pełnotliwości „δ” dla różnych wodnic pływania – statku w 

różnych stanach załadowania. Oczywiście podstawowym 

parametrem, jakim się w tym wypadku posługujemy, jest 

współczynnik pełnotliwości kadłuba „δ” określony dla 

wodnicy konstrukcyjnej. Pomocniczymi parametrami w 

określeniu kształtu podwodnej części kadłuba są: 

- współczynnik pełnotliwości wodnicy = = Fwd/LxB 

- współczynnik pełnotliwości owręża = β = F¤/BxT 

Parametry te mówią nam o smukłości kadłuba, kształcie 

jego obła i nawisach dziobowym i rufowym. Jak wiemy już z 

poprzednich rozdziałów statki smukłe są stateczne kursowo ale 

ich zwrotność, a więc manewrowość jest zazwyczaj mniejsza. 







Podsumowując powyższe możemy zestawić pewne parametry 

statków mające wpływ na manewrowanie w następujące tabelki: 

Stosunki wymiarów głównych w zależności od wielkości i 

typu statku: 

L/B B/T 

1 – małe statki handlowe 6 do 7 2,5 do 3,4 

2 – średnie statki handlowe 6,5 do 7,5 2,2 do 2,8 

3 – duże statki handlowe 7,8 do 8 2 do 2,5 

Współczynniki pełnotliwości: 

„δ” kadłuba „β” owręża „” wodnicy 

1 – statki pasażerskie 0,50 – 0,65 ; 0,90 – 0,96 ; 0,73 – 0,81 

inne szybkie 

2 – statki handlowe 0,65 – 0,78 ; 0,96 – 0,98 ; 0,82 – 0,87 

średnie 

3 – statki handlowe 0,75 – 0,78 ; 0,96 – 0,99 ; 0,80 – 0,86 

duże 

Oprócz statków dużych mamy jeszcze statki bardzo duże o 

nośności powyżej 100000 ton, nawet do 1000000 ton, których 

współczynniki zbliżone są do statków dużych. 

Przy okazji rozważań nad współdziałaniem podczas 

manewrowania kadłuba ze sterem i napędem przypomnijmy 

czynniki jakie wpływają na zmiany parametrów manewrowych 

statku: 

1 – zmiany na wodnicy 

- zanurzenie 

- przegłębienie wzdłużne 

- przechył poprzeczny 

2 – prędkość wychylenia steru 

- szybkość kątowa 

- czas wychylenia 

3 – zmiana warunków żeglugi 

- kierunek wiatru względem statku 

- siła wiatru 

- kierunek fali 

- wysokość fali 







- długość fali 

- kierunek prądu względem kursu statku 

- siła prądu 

- zawirowania wody w rejonie żeglugi 

- zmiana głębokości 

- zmiana ukształtowania dna 

- ograniczenie brzegami 

- ograniczenie przeszkodami nawigacyjnymi 

Podstawową siłą jaką musimy pokonać podczas żeglugi i 

manewrowania jest opór całkowity statku, tak w ruchu naprzód 

jak i we wszystkich innych przypadkach kiedy próbujemy nadać 

statkowi inny bieg – szybkość i kierunek. 

Na całkowity opór statku – R - składają się: 

- opór falowy – Rw – wynik wzrostu ciśnienia przed 

dziobem statku i na jego rufie a spadkiem ciśnienia 

wzdłuż jego burt i powstaniem fal odchodzących od 

statku 

- opór tarcia – Rf – wynik lepkości wody i oporu 

stwarzanego przez cząsteczki wody przylegające do 

kadłuba , ciągnące się ze statkiem. 

- opór ciśnienia (opór wirowy) – Rp – wynik 

powstawania podciśnienia za rufa statku 

skierowanego przeciwnie do jego ruchu. 

- opory dodatkowe – Rd – wśród oporów dodatkowych 

najistotniejszy jest opór powietrza będący wynikiem 

oddziaływania mas powietrza na nadwodną część 

statku. 

- 

a więc OPÓR STATKU to suma powyższych oporów: 

MASZYNA 

R = Rw+Rf+Rp+Rd 

Dla poruszania się współczesnego statku handlowego 

niezbędny jest stosowny silnik zdolny pokonać wszystkie opory 

stawiane przez statek w środowisku wodnym i atmosferze. 

Moc maszyny winna być taka, aby zapewnić statkowi 

stosowną , ale i ekonomiczną szybkość. I tu mamy też znaczne 







zróżnicowanie co do stosunku mocy do tonażu statku w 

zależności od typu i przeznaczenia statku. Inne kryteria w tej 

dziedzinie będą decydowały przy projektowaniu okrętu wojennego, 

gdzie szybkość ma walor bojowy, inne zaś przy budowie 

tankowca, masowca, ekspresowca, czy statku pasażerskiego. Inne 

też założenia projektowe będą zastosowane przy budowie 

holownika, lub statku rybackiego (trawlera) gdzie ważnym 

kryterium jest uciąg. 

Na morskich jednostkach handlowych do pewnej, niewielkiej 

wielkości statków, z reguły na 1 tonę poruszanej masy przypada 

1 koń mechaniczny (lub kilowat), ale wraz ze znacznym wzrostem 

tonażu statku reguła ta przestaje obowiązywać i moc maszyn na 

wielkich statkach jest tylko znikomym ułamkiem tonażu. 

Moc maszyn ma zasadnicze znaczenia dla walorów 

manewrowych statku, a w szczególności dla jego zdolności 

przyspieszania i hamowania. Charakterystyczną wartością dla 

określenia tych zdolności jest m.in. stosunek mocy wytworzonej 

do wyporności statku, który gwałtownie maleje wraz z wielkością 

statku. Moc maszyn statku do 300O ton zbliżona jest do jego 

wyporności (tu 3000 KM), ale już moc maszyn statku ok. 20000 

ton będzie znacznie mniejsza – ok. 8000 KM. Moce statków ok. 

100000 ton rzadko przekraczają 20000 KM. 







ŚRUBY 

Drugim niezbędnym elementem napędu statku jest jego 

śruba, która odgrywa decydującą rolę w przełożeniu mocy 

wytworzonej na efektywną prędkość statku. 

Dopiero silnik wraz se śrubą stanowi tak zw. UKŁAD 

NAPĘDOWY STATKU, którego oba elementy – silnik i ster, są 

wzajemnie starannie dobierane do określonych przez 

zleceniodawcę zadań. 

Na przestrzeni lat dokonywano wielu prób i testów dla 

różnego rodzaju wielkości, kształtów i ilości płatów śrub 

napędowych. W praktyce spotykamy więc śruby dwu, trzy, cztero 

i więcej płatowe o ściśle określonych profilach i kątach natarcia w 

zależności od przeznaczenia statku na jakim są montowane. 







Od czasu wynalezienia śruby o zmiennym kącie natarcia 

(t.zw. śruby nastawne) stały się one najbardziej popularnymi 

pędnikami dla statków o różnych wielkościach. Niewątpliwie 

śruby tego typu są kosztowne, ale efekty ich stosowania są na tyle 

korzystne, że armatorzy decydują się na ich stosowanie, ich 

wyższy koszt jest kompensowany obniżeniem kosztów silników 

okrętowych, budowanych na stałe, ściśle określone obroty bez 

konieczności konstruowania kosztownych i skomplikowanych 

mechanizmów nawrotnych. 

Można podsumować zalety śrub nastawnych następująco: 

- oszczędność inwestycyjna poprzez zastosowanie 

silników nienawrotnych 

- zmniejszenie konieczności instalacji 

wysokowydajnych sprężarek i dużych zbiorników 

powietrza 

- zwiększenie żywotności silników, obniżenie kosztów 

remontu 

- rezygnacja z turbin biegu wstecznego i wszystkich z 

tym związanych urządzeń 

- możliwość naprawy śruby poprzez wymianę tylko 

jednego, uszkodzonego płata, a nie całej śruby 

- zmniejszenie ilości załogi maszynowej w wyniku 

przeniesienia całkowitego sterowania na mostek 

- eliminacja ograniczeń wywołanych krytycznymi 

obrotami silników spalinowych 

- zwiększenie precyzyjności manewrowania, małe 

szybkości manewrowe, sterowe 

- eliminacja ryzyka niewykonania manewru „wstecz” 

co zdarza się na statkach ze śrubą klasyczną. 

- liczba manewrów nie jest ograniczona zawartością 

butli sprężonego powietrza 

- eliminacja podczas manewrów pośredniego czynnika 

ludzkiego (manewru maszyną – śrubą – dokonuje 

kapitan bezpośrednio na mostku 

- wydatnie skraca się czas przyspieszenia i hamowania 

statku 

- znaczne zwiększenie „uciągu” (holowniki, statki 

rybackie) 







Dla uszanowania przyzwyczajeń manewrowych ze statków o 

śrubach klasycznych konstruuje się silniki lewoskrętne tak, aby 

przy manewrze wstecz statek zachowywał się podobnie do statku 

z napędem klasycznym – dziób powinien iść w prawo. 

Do dnia dzisiejszego trwa wciąż walka o jak najlepsze 

wykorzystanie mocy wytworzonej przez układ napędowy. Miedzy 

innymi wynikiem takich poszukiwań jest powszechnie stosowana 

dysza Korta. Dyszę Korta obecnie stosuje się nie tylko na małych 

i średnich statkach, ale stwierdzono bardzo wyraźne polepszenie 

sprawności układu napędowego na dużych i bardzo dużych 

statkach. Na podstawie badań i doświadczeń ustalono pewne 

zależności: 

- dysza Korta zwiększa prędkość o 0,35 węzła statku 

pod balastem 

- dysza Korta zwiększa prędkość o 0,40 węzła statku w 

stanie pełnego załadowania 

- przy zastosowaniu dyszy Korta poprawia się znacznie 

stateczność kursowa 

- przy zastosowaniu dyszy Korta poprawia się 

zwrotność statku 

- zmniejsza się dwukrotnie wibracja kadłuba statku w 

stanie załadowanym 

- osiągnięcia zysku mocy 5-6% 

- oszczędności paliwa 5-9% 







Oczywiście jak w każdym urządzaniu, tak i tutaj, można 

doszukać się i ujemnych stron, ale są one w porównaniu do 

zysków praktycznie bez znaczenia: 

- wzrost kosztu inwestycyjnego statku 

- wzrost kosztu remontu podwodnej części kadłuba 

- zwiększenie koniecznego zabezpieczenia katodowego 

w rejonie rufy. 

NAPĘD DWUŚRUBOWY 

Napęd dwuśrubowy (wielośrubowy) dla pewnych typów 

statków jest nie tylko korzystny, ale konieczny z uwagi na 

niemożność techniczną zastosowania jednej wielkiej śruby. Wśród 

przyczyn, dla których wyposaża się statki w więcej niż jedna 

śrubę wyróżnić należy takie jak: 

- zwiększenie manewrowności 

- zwiększenie zwrotności 

- średnica jednej śruby o pożądanej sile naporu byłaby 

zbyt duża 

- w przeszłości moce pojedyńczych silników nie były 

wystarczające do obrócenia zbyt dużych śrub. 

- Statki budowane na płytkowodzia o małych 

zanurzeniach i niewielkich średnicach śrub. 







Na statkach dwuśrubowych teoretycznie można 

zainstalować następujące warianty: 

- Obie śruby lewoskrętne 

- obie śruby prawoskrętne 

- lewa śruba prawoskrętna a prawa lewoskrętna (do 

wewnątrz skrętne). 

- lewa śruba lewoskrętna a prawa prawoskrętna (na 

zewnątrz skrętne). 

W praktyce dwa pierwsze układy nie znalazły zastosowania 

ze względu na znaczne pogorszenie stateczności kursowej. Układ 

„do wewnątrz skrętny” rzadko stosowany z uwagi na gorsze 

wyniki manewrowe i większą możliwość uszkodzenia śrub na 

zanieczyszczonych akwenach. 

Przy dwóch śrubach możliwe są układy jedno lub dwu 

sterowe. Pojedynczy ster po środku rufy nie zapewnia dobrej 

stateczności kursowej i korzyści z dwóch śrub przy 

manewrowaniu. Znacznie lepsze wyniki w manewrowaniu 

uzyskuje się na statkach dwuśrubowych z dwoma sterami 

umieszczonymi za śrubami. 

Zalety układu dwuśrubowego to: 

- możliwość wykonywania zwrotów na bardzo małym 

obszarze 

- możliwość utrzymania kursu tak płynąc naprzód jak 

i wstecz 

- możliwość utrzymania zdolności żeglugowej nawet 

przy awarii jednego z silników (jeżeli śruby były 

napędzane niezależnymi silnikami). 

Do wad układu dwuśrubowego możemy zaliczyć: 

- obniżenie stateczności kursowej, szczególnie na 

małych szybkościach, na jednostkach wyposażonych 

w jeden ster – konieczne manewrowanie silnikami 

poprzez zmianę obrotów. 

- Zwiększone ryzyko uszkodzenia śrub podczas 

manewrów w porcie czy żeglugi w lodach – śruby są 

bliżej ewentualnych zagrożeń. 

LOBO Strona 10 2005-11-09 






UKŁAD NAPĘDOWY 

Dla statku, w stosunku do jego zdolności manewrowych, jak 

już wspomniano, nie można rozpatrywać ani maszyny ani śruby 

osobno, to jest jakby jedno urządzenie dla określonych celów. 

W całym układzie napędowym następują pewne zjawiska, 

których efektem jest moc naporu skrzydeł śruby na ośrodek w 

jakim się ona obraca. 

Dla uporządkowania zagadnień związanych z układem 

napędowym musimy zdefiniować kilka pojęć, którymi będziemy 

się w tym aspekcie posługiwać. 

- jednostka mocy – Koń Mechaniczny [KM] = 75 kG/s 

- 1KM = 1,0139 HP (horse power) 

- 1HP = 0,9863 KM 

- Moc naporu [KM][kGm/s] – moc, jaką wytwarza 

śruba napędowa – THP (thrust horse power) 

Nt = TVp/75 

T – napór śruby [kG] 

Vp – prędkość postępowa śruby [m/s] 

- Moc holowania [KM][kGm/s] – wielkość potrzebna 

do pokonania oporu holowania powstającego przy 

danej prędkości statku - EHP (efective horse power) 

No= RV/75 

R – opór holowania [kG] 

V – prędkość statku [m/s] 

- Sprawność kadłuba – stosunek mocy holowania do 

mocy naporu, zależna od współczynników ssania i 

strumienia nadążającego, czyli od kształtu kadłuba, 

rodzaju i liczby śrub napędowych, dla statków 

jednośrubowych jest zwykle większa od jedności, a 

dla dwuśrubowych mniejsza. 

ηk= No/NT 

- Moc doprowadzona – śruba mająca swoją własną 

sprawność musi wytworzyć siłę większą od oporu 

LOBO Strona 11 2005-11-09 






holowania, a więc moc doprowadzona do śruby musi 

być większa od mocy holowania, ta większa moc nosi 

właśnie nazwę mocy doprowadzonej – DHP (delivered 

horse power). 

- Sprawność napędowa – stosunek mocy holowania 

do mocy doprowadzonej 

η = No/Nd 

No – moc holowania [KM] 

Nd – moc doprowadzona [KM] 

- Moc wytwarzana – moc uzyskiwana bezpośrednio z 

silnika bez uwzględnienia strat na lini wału. 

- Sprawność przeniesienia – stosunek mocy 

dostarczonej do mocy wytworzonej przez silnik. 

ηw= Nd/Nw 

Nd=moc doprowadzona [KM] 

Nw=moc wytworzona [KM] 

Zależność pomiędzy mocą naporu, mocą holowania, mocą doprowadzoną a mocą wytworzoną i 

sprawnościami: napędową, kadłuba i przeniesienia. 

LOBO Strona 12 2005-11-09 






LOBO Strona 13 2005-11-09

MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM MATERIAÅY 1 ... - posejdon

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM MATERIAÅY 1 ... - posejdon