Dicționarul enciclopedic de marină, coordonat de Comandorul (r) Anton Bejan și publicat în 2006 de Editura Societății Scriitorilor Militari ne definește la pagina 139 corpul navei, sau coca, cum i se mai spune, drept partea principală a unei nave constând din osatură, bordaj interior și exterior, punți cu suprastructuri (teuga, castelul central, duneta). Prin construcția și forma sa, corpul navei trebuie să asigure flotabilitatea și insubmersibilitatea (n.a. nescufundabilitatea) navei, rezistența la solicitări, rezistența minimă la înaintare, instalarea mecanismelor și armamentului, cazarea echipajului etc. Corpul cuprinde două părți esențiale: partea imersă numită carenă sau „operă vie” și partea emersă numită „operă moartă”.

Dar despre corpul navei am mai vorbit cu ocazia unui articol mai vechi ce poate fi recitit aici. Pe scurt, corpul unei nave mai este denumit în păsăreasca marinărească și cocă. Nu voi relua aici toate elementele constructive care alcătuiesc corpul navei. Astăzi îmi voi îndrepta atenția către diversele tipuri de cocă ce pot fi întâlnite pe mările și oceanele lumii.

Acestea pot fi clasificate în funcție de mai multe criterii, cum ar fi forma, modul de sustentație sau scopul navei. Forțele de sustentație sunt definite ca proprietatea unui corp de a se menține la un anumit nivel în masa unui fluid, prin mijloace adecvate[1]. Natura forțelor de sustentație determină regimul de navigație caracteristic (în special) navelor mici (lungimi de până la 60 m, maxim 90 m).

Clasificare după numărul de corpuri

• Monococă / Monocorp (Monohull) – Cel mai comun tip, cu un singur corp. Folosit pentru majoritatea navelor comerciale, militare și de agrement.
• Catamaran (Twin-Hull) – Navă cu două corpuri paralele, conectate printr-o punte. Utilizată pentru feriboturi rapide, ambarcațiuni de agrement sau nave de cercetare.
• Trimaran – Navă cu o cocă centrală și două flotoare laterale. Utilizată pentru nave rapide, de agrement sau nave militare.

Clasificare după regimul de navigație

• Cocă în regim de deplasament (Displacement Hull) – Nave care se deplasează prin împingerea apei, fiind cele mai eficiente la viteze mici.
• Cocă în regim de glisare (Planning Hull) – Nave rapide care se ridică parțial pe suprafața apei la viteze mari, precum șalupele sau ambarcațiunile de patrulare.
• Cocă în regim tranzitoriu (Semi-Displacement Hull) – Combină avantajele deplasamentului și glisării, utilizată pentru nave rapide de patrulare sau iahturi.

Clasificare după principiul de sustentație

• Nave pe aripi portante (Hydrofoils) – Nave care folosesc aripi subacvatice pentru a se ridica din apă la viteze mari, reducând rezistența la înaintare.
• Nave pe pernă de aer (Hovercraft) – Nave care folosesc un flux de aer pentru a se ridica deasupra apei sau solului.
• Nave cu efect de suprafață (SES – Surface Effect Ships) – Nave care combină catamaranele cu navele pe pernă de aer, oferind viteză ridicată și stabilitate.
• SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) – O formă de catamaran, atât doar că cele două corpuri sunt imersate (scufundate), fapt care le conferă o foarte bună stabilitate.

Clasificare după forma cocii

• Cocă în formă de U – Utilizată pentru nave de transport și nave comerciale, oferind stabilitate și capacitate mare de încărcare.
• Cocă în formă de V – Utilizată pentru nave rapide, oferind performanțe bune în ape agitate.
• Cocă rotundă (Round Bilge) – Utilizată pentru nave de pescuit sau nave de cercetare oceanografică.
• Cocă cu chilă ascuțită (Sharp Bilge) – Folosită pentru nave militare și ambarcațiuni rapide.

Clasificare după utilizarea specială

• Ecranoplane – Vehicule hibride care folosesc efectul de sol pentru a naviga la altitudine mică deasupra apei.
• Nave hibride – Combină mai multe tipuri de cocă pentru a obține performanțe superioare (ex: catamaran cu efect de suprafață).

Nava de tip monococă / monocorp

Cel mai răspândit tip de cocă este monococa sau monocorpul. Cred că putem considera monoxila ca fiind prima ambarcațiune de tip monococă / monocorp utilizată de umanitate din cele mai vechi timpuri. Utilizarea monoxilelor pentru navigație este atestată și confirmată de descoperirile arheologice din Nigeria, China sau Olanda încă din Neolitic, cu circa 8000 de ani înainte de Hristos. Numeroase monoxile au fost atestate arheologic în spațiul european, acest tip de ambarcațiune fiind o prezență constantă pe întreg continentul iar noi, românii, nu facem excepție cu atât mai mult cu cât le-am folosit până prin secolul al XX-lea. Despre monoxile puteți afla mai multe informații aici.

Construcțiile navale au evoluat pe parcursul a mii de ani. Astăzi umanitatea construiește nave de tip monococă / monocorp la o scară care l-ar șoca pe omul preistoric. Petroliere de 380 m lungime, 68 m lățime și un deplasament de 441.585 TDW (tone deadweight), nave portcontainer de 400 m lungime, 61 m lățime și un deplasament de aproximativ 230.000 tone capabile să transporte peste 20.000 de containere de 20 de picioare sau vrachiere de 360 m lungime și o capacitate de până la 400.000 TDW (tone deadweight). Celebrul Titanic pălește în fața navelor de croazieră din ziua de astăzi, adevărate orașe plutitoare de peste 300 m lungime și cu un deplasament de până la 250.000 tone.

Cele mai mari nave militare rămân portavioanele, nave cu propulsie nucleară de peste 300 m lungime și cu un deplasament de aproximativ 100.000 tone capabile să opereze peste 70 de aeronave de luptă, o forță aeriană mai puternică decât multe din aviațiile militare ale altor state.

Până și yacht-urile celor mai bogați oameni ai planetei au intrat în această cursă, REV Ocean[2] (construit de șantierul naval Vard din România, finalizat în Norvegia și Olanda, urmează a fi lansat în 2026) fiind cel mai mare motor-yacht din lume la cei aproape 200 m lungime în timp ce velierele au dimensiuni ceva mai mici: Koru[3], un velier cu greement de goeletă (mai multe detalii despre goelete aici) construit pentru fondatorul Amazon, Jeff Bezos, are aproximativ 125 m lungime și un deplasament de aproape 3.500 tone.

Dar și ambarcațiunile / navele de tip monococă / monocorp sunt de mai multe feluri în funcție de planul de forme și de calitățile nautice și manevriere urmărite de constructorul sau armatorul său. De pildă, mult hulitele (și mediatizatele) Littoral Combat Ships de clasă Freedom ale marinei militare americane sunt proiectate pentru atingerea unor viteze foarte mari astfel încât planul lor de forme favorizează planarea / glisarea. Mai jos un scurt videoclip elocvent care ne arată diferențele dintre corpul LCS Freedom (clasificată drept navă în regim tranzitoriu) și corpul unei nave comerciale în regim de deplasament.

După cum evidențiam mai sus, în principiu, navele de tip monococă / monocorp pot avea unul din următoarele regimuri de navigație:

• Nave în regim de deplasament (eng. displacement hull);
• Nave în regim tranzitoriu (eng. semi-displacement hull); și
• Nave în regim de glisare (eng. planning hull).

Marea majoritate a navelor mari și nu numai navighează în regim de deplasament. Corpul acestora are de obicei forme rotunde, în formă de „U” iar viteza lor este limitată de lungimea navei la linia de plutire. La cealaltă extremă se află navele monocorp ce navighează în regim de glisare. Corpul acestora are de obicei forme ascuțite, în formă de „V”, și constituie un compromis între calitățile nautice și manevriere și reducerea rezistenței la înaintare.

Principala diferență între navele în regim de deplasament și cele în regim de glisare este viteza. În cazul navelor în regim de glisare, pe măsură ce viteza crește, corpul navei se ridică din apă începând să planeze scăzând astfel rezistența la înaintare și crescând substanțial viteza.

Cele trei tipuri de cocă enumerate mai sus sunt probabil și cele mai răspândite, fie că vorbim de nave mari sau de nave mici, ambarcațiuni comerciale, militare sau de agrement.

Mai jos, teste în bazin cu o navă în regim de glisare și comportamentul acesteia pe o mare montată.

Variațiuni pe aceeași temă

Nevoia obținerii unor viteze din ce în ce mai mari a determinat apariția unor noi tipuri de nave monococă / monocorp. Dintre acestea se disting următoarele:

• Nave pe aripi portante (eng. hydrofoils);
• Nave pe pernă de aer – pernoptere (eng. hovercraft / air-cushion vehicle).

Ambele tipuri au fost utilizate și în apele noastre și au fost subiectul unor articole mai vechi ce pot fi recitite aici și aici. Prin urmare nu o să mai reiau subiectul în acest articol.

Catamaranul, ambarcațiunea cu două corpuri

S-ar părea că primele catamarane au fost construite de populațiile indigene din sudul Asiei, în special de tamilii din sudul Indiei și Sri Lanka. Cuvântul catamaran provine chiar din limba tamilă, din termenul kattumaram, care înseamnă „lemne legate împreună” (kattu = legat, maram = lemn/copac).

Aceste ambarcațiuni simple erau formate din două trunchiuri de copac legate între ele, folosite inițial pentru pescuit sau transport pe distanțe scurte. Mai târziu, conceptul a fost adoptat și perfecționat de polinezieni, care au construit catamarane mai complexe pentru a naviga pe distanțe lungi în Oceanul Pacific. Deși primele catamarane au fost create de tamili, polinezienii au dus acest tip de ambarcațiune la un nivel superior în ceea ce privește navigația maritimă.

Aceștia au plecat de la o canoe. Însă călătoriile lungi necesitau stabilitate și spațiu de depozitare, astfel au apărut canoele cu două corpuri, cele două corpuri fiind unite prin brațe și o punte. Unele canoe aveau coca construită din scânduri, în timp ce altele aveau coca de tip „monoxilă” realizată din trunchiuri de copac scobite. Cele mai vechi canoe polineziene erau „canoe cu borduri”. La fel ca iahturile moderne, acestea aveau o prova (partea din față) și o pupa (partea din spate) specifice. Dar mai târziu, probabil influențați de constructorii de ambarcațiuni din Micronezia, unii polinezieni au construit canoe în care fiecare capăt putea fi prova[4].

Catamaranele nu au ajuns niciodată la dimensiunile navelor de tip monococă și, în general, au păstrat dimensiuni specifice mai degrabă navelor mici. În serviciul comercial, catamaranele sunt utilizate cel mai adesea ca feriboturi rapide, cele mai mari nave de acest tip având aproximativ 125 m lungime și un deplasament de aproximativ 19.000 tone. Cei mai proeminenți producători de catamarane sunt australienii și neo-zeelandezii, un lucru firesc când ne gândim cât de răspândit este acest tip de navă în zona Pacificului din cele mai vechi timpuri.

Marinele militare nu utilizează pe scară largă navele de tip catamaran. Marina americană a adoptat relativ recent catamaranele de clasă Spearhead pe care le folosește pentru transportul rapid al trupelor și armamentului, navele fiind parte din Military Sealift Command (MSC). De asemenea, trei unități vor fi configurate ca nave spital iar o unitate a fost echipată astfel încât să poată naviga autonom (USNS Apalachicola). În acest moment sunt construite / în construcție / contractate 19 unități. Aceste nave construite din aluminiu au o lungime de 103 m, o lățime de 28,5 m și un deplasament de 1.515 tone. Viteza maximă ce poate fi atinsă în condiții ideale de stare a mării este de 43 Nd (aprox. 80 km/h) dar scade pe măsură ce marea devine din ce în ce mai agitată / se montează.

Variațiuni pe aceeași temă

Nave cu efect de suprafață (eng. surface effect ships / SES)

Acest tip de navă combină caracteristicile catamaranului cu cele ale navei pe pernă de aer. În repaos, aceasta plutește pe cele două corpuri ale sale, iar în mișcare creează o pernă de aer între corpuri, reducând astfel rezistența la înaintare. Nave cu efect de suprafață sunt utilizate pentru transportul rapid și în operațiuni militare.

Conceptul de navă cu efect de suprafață a fost dezvoltat în anii 1960, când tehnologiile de perne de aer au început să fie aplicate în industria navală. Primele prototipuri au fost dezvoltate în Uniunea Sovietică și în Statele Unite, urmărind să combine viteza navelor pe pernă de aer cu stabilitatea catamaranelor.

În Uniunea Sovietică, una dintre primele nave cu efect de suprafață a fost clasa Bora, utilizată ca navă purtătoare de rachete. În Statele Unite, prototipul SES-100B a fost dezvoltat în anii 1970 pentru a demonstra potențialul acestui tip de navă.

O mențiune specială merge către nava majestății sale suedeze, Smyge[5]. Aceasta a fost o navă experimentală de tip SES lansată în 1991 pentru a fi folosită la testarea tehnologiei stealth. Avea o lungime de 27 m și un deplasament de 140 tone. Pescajul era variabil, între 0,7 m și 1,8 m. Această soluție permitea navei suedeze atingerea unei viteze de peste 55 Nd (102 km/h). Experiența dobândită cu Smyge a fost folosită la proiectarea corvetelor din clasa Visby, ambele împărtășind designul angular al suprastructurii. O soluție similară este folosită și de marina regală norvegiană.

Exemple de nave cu efect de suprafață

• Clasa Bora (Rusia) – Nave purtătoare de rachete cu efect de suprafață, proiectate în anii 1980 pentru Marina Rusă, capabile să atingă viteze de până la 100 km/h și echipate cu rachete antinavă P-270 Moskit.
• SES-100A (SUA) – Navă de patrulare rapidă, utilizată pentru testarea tehnologiei SES în cadrul unor misiuni de coastă.
• SES-100B (SUA) – Prototip experimental destinat transportului rapid.
• SES-200 (SUA) – Navă experimentală construită în anii 1970 pentru demonstrarea tehnologiei SES în misiuni de patrulare și atac.
• Westamaran (Norvegia) – Feribot de pasageri utilizat pe rute rapide între insule.
• Clasa Skjold – un proiect al marinei regale norvegiene. Cele cinci unități construite sunt capabile de viteze de peste 40 Nd (aproximativ 74 km/h) și sunt dotate cu rachete navă-navă Naval Strike Missile destinate distrugerii navelor de suprafață ale inamicului.

Concluzie

Navele de acest tip sunt un hibrid reușit între un catamaran și o navă pe pernă de aer și permit atingerea unor viteze foarte mari, concomitent cu scăderea pescajului, un atu în zona litoralului sau a apelor interioare (fluviu, lacuri). Par ideale pentru rolul de nave purtătoare de rachete navă-navă / vedete purtătoare de rachete navă-navă iar proliferarea sistemelor de navigație autonomă vor înlesni tranziția lor către ambarcațiunile fără echipaj la bord, Smyge constituind un excelent punct de pornire în acest scop.

Nave de tip „SWATH ”

SWATH este acronimul pentru Small Waterplane Area Twin Hull, tradus în limba română drept Navă cu dublu corp și suprafață redusă la linia de plutire. Acest tip de navă utilizează două corpuri submerse, conectate la puntea principală prin picioare subțiri, având o suprafață minimă la linia de plutire, ceea ce reduce considerabil efectul valurilor asupra navei. De asemenea, o astfel de navă are un siaj redus prin comparație cu navă de tip mococă, catamaran sau trimaran.

Conceptul SWATH a fost dezvoltat în anii 1930 de inginerul canadian Frederick George Creed, însă tehnologia a fost perfecționată și aplicată pe scară largă abia în anii 1960-1970. Primele nave SWATH au fost construite în scopuri de cercetare și supraveghere, datorită stabilității lor excepționale.

Prima navă operațională SWATH a fost HS Deneb construită în Germania în 1969 pentru cercetare oceanografică. Ulterior, această tehnologie a fost adoptată pentru nave de pasageri, militare și de supraveghere.

Exemple de nave SWATH

• RV Triton (Marea Britanie) – Navă de cercetare și supraveghere, utilizată de Ministerul Apărării din Regatul Unit pentru testarea tehnologiei SWATH.
• FSH-1 (SUA) – Navă de patrulare rapidă utilizată de Garda de Coastă a SUA.
• Planet (Germania) – Navă de cercetare oceanografică utilizată de marina germană, construită în 2004.
• Navă SWATH de Pasageri Geco-Prakla – Utilizată în industria offshore pentru transportul de personal către platformele petroliere.
• USNS Impeccable (T-AGOS-23, SUA) – Navă de supraveghere acustică utilizată pentru detectarea submarinelor, parte din programul SURTASS (Surveillance Towed Array Sensor System).
• Sea Shadow (SUA) – Navă experimentală de tip SWATH, utilizată pentru testarea tehnologiilor stealth și a stabilității în ape agitate.

Avantaje

• Stabilitate excepțională chiar și în condiții de mare montată
• Capacitate ridicată de transport pe distanțe lungi
• Rezistență hidrodinamică redusă, ceea ce duce la un consum mai mic de combustibil
• Confort sporit pentru pasageri în comparație cu navele convenționale
• Ideală pentru misiuni de cercetare, supraveghere sau transport de pasageri

Dezavantaje

• Costuri ridicate de construcție și întreținere
• Viteză mai redusă comparativ cu alte tipuri de nave
• Design complex, ceea ce necesită tehnologii avansate pentru construcție și reparații
• Necesitatea unor motoare mai puternice pentru manevră

Concluzie

Navele de tip SWATH sunt o soluție inovatoare pentru aplicațiile care necesită stabilitate ridicată și confort în condiții de mare montată. Deși costurile ridicate limitează utilizarea lor pe scară largă, aceste nave sunt ideale pentru cercetare, supraveghere și transport oceanic.

Va urma

---

Surse bibliografice:

[1] „Particularitățile hidrodinamice ale proiectării navelor mici”, Dan Obreja, Editura Fundaţiei Universitare. “Dunărea de Jos“, Galaţi, 2004, pag. 3

[2] https://www.boatinternational.com/yachts/the-register/largest-yachts-in-the-world

[3] https://www.boatinternational.com/yachts/the-register/top-largest-sailing-yachts–25057

[4] https://collections.tepapa.govt.nz/topic/2356

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/HSwMS_Smyge

[6] https://www.boatinternational.com/yachts/editorial-features/worlds-largest-trimaran-white-rabbit

[7] https://en.wikipedia.org/wiki/Transatlantic_sailing_record