حالة بدن السفينة

تعد مقاومة الاحتكاك أو احتكاك الجسم ثاني أهم شكل من أشكال المقاومة بعد مقاومة تكون الأمواج. وهي بعبارة بسيطة مقياس للطاقة المستهلكة أثناء مرور المياه على السطح المبلل من بدن السفينة. ويظهر أثر مقاومة الاحتكاك، مثل مقاومة تكون الأمواج، بشكل أوضح على السفن الأسرع أو السفن التي تقطع مسافات أطول بين الميناء ومناطق الصيد. ويمكن خفض مقاومة الاحتكاك عن طريق التشغيل على سرعات أبطأ.

ولكن على عكس مقاومة تكوّن الأمواج، يمكن التحكم في مقاومة الاحتكاك بصورة جزئية من جانب مشغل السفينة لأنها تتوقف على سلاسة سطح الماء تحت بدن السفينة. وكلما وجه اهتمام إلى تشطيب سطح السفينة أثناء مرحلة الصنع والصيانة، قلت الطاقة المفقودة في التغلب على احتكاك الجسم. وهذا ينطبق بالمثل على سفن الصيد من جميع الأحجام.

وليس من السهل بالضرورة بناء سفينة ذات سطح غاطس أملس للغاية، وكذلك صيانة مثل هذا السطح. فكلاهما يتطلب إنفاقا زائدا على تكاليف العمالة والمواد ووقت الرسوّ أو الإنزال (في حالة السفن الأكبر حجما).

وهناك بعض المؤشرات العامة التي يمكن أن تساعد مشغل السفينة في تحديد مقدار ما يمكن إنفاقه من الوقت والمال لتحقيق تشطيب أملس والحفاظ على هذا التشطيب. فمن الأمور الصعبة والمكلفة على السواء إدخال تحسينات على تشطيب متدهور للغاية لبدن السفينة – فإذا أطلقت السفينة في الأصل ببدن خشن جدا فسوف تتطلب قدرا من الجهد لتحسين هذا البدن في مرحلة لاحقة.

وتعتمد الفائدة الفعلية الناتجة عن الجهود المبذولة لتحسين حالة بدن السفينة على نمط التشغيل. فالسفينة ذات السرعة البطيئة، مثل سفينة الصيد التي تعمل بالقرب من الميناء لا تستفيد كثيرا من تحسين حالة بدن السفينة. وفي أحد التجارب (Billington, 1985) تبين أن النمو الفطري يقلل من سرعة الحركة الطليقة لإحدى سفن الصيد بمقدار ثلاث عقد تقريبا. وفي الوقت نفسه، لم يكن لهذا النمو الفطري أثر ملحوظ على سرعة الجر أو استهلاك الوقود أثناء الصيد. وفي هذه الحالة كانت السفينة تعمل قريبا جدا من مينائها الداخلي، وتبين أن الانفاق الكبير لجعل بدن السفينة في حالة ملساء لم يكن مجديا.

·        من الأفضل بذل جهد على ضمان حالة جيدة لبدن السفينة قبل أول إطلاق لها. فمن الصعب العودة للحصول على تشطيب جيد إذا كان التشطيب سيئا من البداية.

وأي سفينة تقطع مسافات كبيرة إلى منطقة الصيد أو تتبع طريقة صيد تتطلب قوة دافعة، مثل جذب شباك الصيد، ينبغي أن تستفيد من صيانة حالة بدن السفينة.

وينبغي أن يتناسب حجم الجهد المبذول لصيانة بدن السفينة مع:

·        سرعة السفينة (كلما كانت السفينة أسرع اصبحت حالة سطح بدنها أكثر أهمية)؛

·        معدل النمو الفطري أو تدهور سطح بدن السفينة؛

·        تكلفة الوقود؛

·        تكلفة الصيانة.

وتتوقف كل هذه العوامل علىالظروف المحلية ومكان الصيد. غير أن طبيعة تدفق الماء حول بدن السفينة تجعل حالة الجزء الأمامي من الهيكل والمروحة أكثر أهمية لخفض الاحتكاك الخارجي. وعلى سيبل التوجيه (Towsin et al., 1981):

·        إن معالجة الجزء الأمامي من بدن السفينة يحقق ثلث الفوائد الناتجة عن معالجة البدن بأكمله.

·        يتطلب تنظيف المروحة قدرا ضئيلا نسبيا من الجهد ولكنه يمكن أن يؤدي إلى وفورات كبيرة   للغاية.

وفي التجارب البحرية بالولايات المتحدة (Woods Hole Oceanographic Institute, n.d.)، تبين أن النمو الفطري الذي تراكم على مدى سبعة أشهر ونصف على المروحة، تسبب وحده في زيادة قدرها 10 في المائة في استهلاك الوقود من أجل الحفاظ على سرعة معينة.

ويمكن تقسيم أسباب زيادة الاحتكاك الخارجي إلى فئتين:

·        خشونة بدن السفينة، الناتج عن تدهور البدن بمرور الوقت أو رداءة تشطيب السطح قبل الطلاء؛

·        والنمو الفطري البحري، الناتج عن نمو الأعشاب البحرية والحيوانات البحرية القشرية وغيرها على سطح الغاطس في بدن السفينة.

جدول موجز 4

النمو الفطري

يمثل فقدان السرعة أو زيادة استهلاك الوقود بسبب نمو الأعشاب البحرية والرخويات الصغيرة على بدن السفينة مشكلة أكبر بالنسبة لمشغلي سفن الصيد من خشونة بدن السفينة. ويتوقف معدل نمو الأعشاب والرخويات على ما يلي:

·        طريقة تشغيل السفينة؛

·        فعالية أي طلاء تم استخدامه لمقاومة النمو الفطري؛

·        والظروف البيئية المحلية، لا سيما درجة حرارة الماء – فكلما ازداد دفء المياه، نمت الأعشاب بصورة أسرع.

وتشير التقديرات إلى أن النمو الفطري يمكن أن يسهم في زيادة استهلاك الوقود إلى 7 في المائة بعد شهر واحد فقط، وإلى 44 في المائة بعد ستة أشهر (هيئة التنمية الدولية السويدية/المنظمة، 1986)، ولكنه يمكن أن يقل بدرجة كبيرة عن طريق استخدام الطلاء المضاد للنمو الفطري. فقد وجد أحد أصحاب الزوارق فى غانا، على سبيل المثال، أنه استهلك نصف كمية الوقود وزاد من سرعته بنسبة 30 في المائة بعد إزالة النمو الفطري البحري المتراكم (Beare in FAO, 1989a).

وسفينة الصيد الصغيرة التي ترسو على الشاطئ أو تسحب خارج المياه بصورة متكررة (بين كل رحلة صيد) ليس من المحتمل أن تستفيد من استخدام الطلاء المضاد للنمو الفطري. ففي هذه الظروف، ينخفض معدل نمو الأعشاب والرخويات نظرا لأن سطح البدن يكون جافا لفترات طويلة. وفضلا عن هذا، فإن الطلاء المضاد للنمو الفطري هو بطبيعته أملس وليست له صفة المقاومة، ولذلك ففي حالة السفينة التي ترسو على البر، يضيع قدر كبير من الطلاء أثناء التحرك والرسوّ.

ويطلق الطلاء المضاد للنمو الفطري كمية ضئيلة من التوكسينات في المياه مما يقلل من نمو الأعشاب والرخويات. وهناك عدة أنواع مختلفة من المنتجات المضادة للنمو الفطري تتراوح ما بين طلاءات أرخص ثمنا وأكثر صلابة وطلاءات أكثر فعالية وأكثر تكلفة وهي طلاءات سائلة أو ذاتية اللمعان. وجميع أنواع الطلاءات المضادة للنمو الفطري لها عمر فعال محدود (عادة حوالي سنة واحدة)، يلزم تجديدها بعدها لأنه لم تعد لها الخاصية السمّية ولذلك تبدأ الأعشاب في النمو بسرعة. والطلاءات ذاتية اللمعان المضادة للنمو الفطري تصبح أكثر نعومة بمرور الوقت ويمكن أن توفر حماية معقولة من النمو الفطري لفترة تصل إلى عامين، ولكن نظام الطلاء مكلّف، ويتطلب إزالة الطلاء السابق تحت خط الماء. ويمكن أن تؤدي الطلاءات ذاتية اللمعان المضادة للنمو الفطري إلى وفورات في الوقود تصل إلى 10 في المائة (Hollin and Windh, 1984)، ولكن يحتمل ألا تصلح إلا للسفن التي تقطع مسافات طويلة إلى مناطق الصيد والتي يتم سحبها أو وضعها في حوض جاف مرة واحدة كل عام.

وفي مصايد الأسماك الصغيرة الحجم، ليس من الشائع استخدام الطلاء المضاد للنمو الفطري، على الرغم من أن استخدامه يمكن أن يؤدي إلى وفورات كبيرة، أو إلى تدنية الفواقد على الأقل. وهناك بضعة بدائل تستخدم في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم وتقدم حلا رخيصا وفعالا في أغلب الأحوال لهذه المشكلة:

طلاء مخلوط بمبيد للأعشاب. يمكن تغطية سطح الغاطس لسفينة صغيرة بطلاء تم خلطه بكمية صغيرة من مبيدات الأعشاب الزراعية. ولا يحتاج الأمر إلى طلاء خاص كما أن مبيد الأعشاب رخيص ومتوفر دائما في أغلب الأحوال. والعيب الرئيسي لهذه التقنية هو أنه لا يمكن التحكم في انطلاق التوكسينات. فخلال الأيام الأولى للغمر، يكون الانطلاق سريعا ولكن فاعلية المنتج المضاد للنمو الفطري تنخفض بسرعة بعد ذلك. ويجب استخدام أي طلاء مضاد للنمو الفطري بعناية – فهو مادة سميّة يمكن أن تكون لها آثار سلبية على نمو بحري آخر، ولا سيما الرخويات والأعشاب البحرية الصالحة للأكل في المنطقة التي ترسو فيها سفن الصيد.

زيت كبد سمك القرش والجير. في بعض مجتمعات الصيد حيث يكون الطلاء المضاد للنمو الفطري غير متاح أو باهظ التكلفة، تم تطوير حل داخلي لمشكلة النمو الفطري باستخدام طلاء سميك من زيت كبد القرش والجير. ويستخلص الزيت من كبد سمك القرش ويعالج بواسطة عملية الطهي والتحلل الجزئي. وبعد ذلك يستخدم هذا السائل ذو الرائحة النفاذة إما بصورة مباشرة في طلاء الأسطح الخشبية الداخلية في السفينة (لوقايتها من الحشرات التي تأكل الأخشاب أو لحمايتها من التشقق) أو يخلط مع الجير ثم يستخدم في طلاء سطح الغاطس الخارجي للسفينة. وهذا الخليط فعال بصورة معقولة في الحد في نمو الفطر البحري، كما تنفر منه ديدان السفن. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها رخيصة جدا، وغالبا لا تتطلب شراء أي منتجات. غير أنه عندما تستخدم في طلاء أسطح غاطس السفينة تظل ليّنة ولا تدوم طويلا، ولهذا فإنها تتطلب إعادة الطلاء مرة كل شهر تقريبا للمحافظة على فعاليتها. وينبغي ملاحظة أنه في كثير من المجتمعات الساحلية المدارية، يستخرج الجير من الحرق المحكم للرؤوس المرجانية التي تجمع من شعب مجاورة. وهذا النشاط ليس مدمرا فقط للموئل المحلي ولمصايد الأسماك، ولكنه غير مشروع أيضا في بلدان كثيرة.

·        إذا تركت سفينة ما في المياه، بدلا من سحبها أو رسوّها على الشاطئ بين رحلات الصيد، فإنه ينبغي طلاء سطح الغاطس من بدن السفينة بطلاءات أو مركبات مضادة للنمو الفطري.

الخشونة

إن مفهوم تدهور حالة بدن السفينة مع تقدم العمر ينطبق بصورة أكبر على السفن المصنوعة من الصلب. ومع أن السفن الخشبية، وحتى السفن المصنوعة من الألياف الزجاجية إلى حد ما، تواجه زيادة في خشونة بدن السفينة مع تقدم العمر (وهذا يرجع أساسا إلى التلف المادي وتراكم الطلاءات المتدهورة)، فإن الأثر يكون أكثر وضوحا في السفن المصنوعة من الصلب والتي تتعرض أيضا للتآكل.

وفيما يلي الأسباب الرئيسية لخشونة بدن السفينة:

*        تآكل الأسطح المصنوعة من الصلب، ينتج غالبا عن:

          -        فشل نظم وقاية الكاثود؛

          -        أو عدم كفاية الطلاءات المضادة للتآكل أو استنفادها؛

-                    *        رداءة عملية الطلاء. بسبب:

          -        عدم كفاية تنظيف بدن السفينة قبل الطلاء؛

-                    رداءة الطلاء؛

-                    ظروف الطقس المعاكسة أثناء الطلاء مثل الأمطار أو الحرارة الزائدة؛

*        تقشر الطلاء وانفصاله بسبب:

-                    رداءة إعداد السطح قبل الطلاء؛

-                    تراكم الطلاءات القديمة المضادة للنمو الفطري؛

-                    رداءة نوعية الطلاءات؛

*        الضرر الميكانيكي الذي يلحق بسطح بدن السفينة بسبب الإرساء، واحتكاك الكابلات، والجنوح، والسحب على الشاطئ، والتشغيل في الثلوج.

وبالنسبة للسفن الأكبر حجما المصنوعة من الصلب يمكن وضع حساب تقريبي لقوة الدفع المطلوبة للمحافظة على السرعة على أساس 1 في المائة تقريبا في السنة، مع أن معدل الزيادة في خشونة بدن السفينة يقل عادة مع تقدم عمر السفينة. ولهذا، تحتاج السفينة المصنوعة من الصلب بعد عشر سنوات إلى زيادة في قوة الدفع بنسبة 10 في المائة (و10 في المائة زيادة في الوقود) للمحافظة على نفس سرعة الخدمة كما كانت عند بدء إطلاقها.

وهذا الفاقد لا مفر منه إلى حد ما، ولكن يمكن تدنيته عن طريق العناية بصيانة بدن السفينة، وفي حالة السفن المصنوعة من الصلب، عن طريق الإحلال المنتظم للأنواء الدوابة والطلاء المضاد للتآكل.

عمليات الصيد

الاستقلال الذاتي

يؤثر نمط تشغيل سفينة الصيد بصورة مباشرة على كفاءة الوقود. فسفن الصيد الأكبر حجما، والتي تتمتع باستقلال ذاتي لعدة أيام أو أكثر في البحر، تميل إلى الحد من طول رحلات الصيد إلى الوقت الضروري لملء مساحة الحفظ المتاحة. وفي مصايد الأسماك الصغيرة الحجم فإن الاتجاه يميل إلى تقييد طول رحلة الصيد لتصبح يوما واحدا، وهذا يعزى في أغلب الأحوال إلى نقص مرافق التخزين على ظهر السفينة أو إلى الأنماط المستقرة لفترة طويلة. وفي كثير من هذه الحالات، يمكن تحقيق وفورات فعالة في العقود عن طريق البقاء فترة أطول في منطقة الصيد، خاصة عندما يضيع جزء كبير من اليوم في التحرك من وإلى مصايد الأسماك. وعلى سبيل المثال، إذا أمكن إتمام الرحلات في يومين بدلا من يوم واحد، فإن حصيلة الصيد خلال هذين اليومين سوف تكون على حساب الوقود في رحلة عودة واحدة بدلا من رحلتين. وهذا من شأنه أن يخفض بدرجة فعالة من تكلفة الوفود الذي يستهلك في السفر من وإلى مناطق الصيد بالنسبة لكل كيلوجرام من السمك المصيد، بنسبة تصل إلى 50 في المائة.

غير أنه غالبا ما تكون هناك عقبات خطيرة تجعل زيادة الاستقلال الذاتي للسفينة بالغ الصعوبة، وخاصة الخطوة الأولى لتمديد رحلات الصيد إلى مدة تصل إلى أكثر من يوم واحد:

•        فالسفينة تحتاج دائما إلى مكان حفظ معزول وإلى حمل الثلج – ويجب أن يكون سعر بيع السمك قادرا على تبرير الاستثمار الاضافي في مكان الحفظ المعزول والتكلفة اليومية للثلج، الذي يجب أن يكون متاحا أيضا في ميناء المغادرة؛

•       يجب أن يكون طاقم السفينة على استعداد لقضاء ليالٍ في البحر، وهو أمر ربما لم يعتادوا عليه؛

•       يجب أن تكون السفينة قادرة على تحمل ظروف البحر – وقضاء وقت أطول في البحر يعني حتما زيادة التعرض للطقس السيء؛

•       قد يلزم أن يكون للسفينة مرافق للإقامة والطهي وهو ما لا يكون ضروريا عندما تقوم برحلات ليوم واحد.

تكنولوجيا الصيد

في مرفق معين لصيد الأسماك غالبا ما يكون اختيار نوع معدات الصيد المستخدمة قد تم تحديده بصورة مسبقة، وفرضته أنواع الأسماك المستهدفة، وظروف مادية (نوع القاع، والتيارات)، وأحوال الطقس ونوع السفينة. وغالبا ما يعني ارتباط هذه العوامل أن نوعا واحدا فقط من معدات الصيد هو الذي يمكن استخدامه في هذا المرفق بالذات.

غير أنه في عملية الصيد بالشباك، خاصة في مرفق صيد ساحلي صغير الحجم، من الممكن أحيانا استخدام سفن صيد ذات شباك مزدوجة بدلا من سفينة الصيد الوحيدة التقليدية ذات الشبكة الواحدة. فالصيد بالشباك المزدوجـة يمكـن أن يؤدي إلى خفض في تكلفة وقود الأسطول بنسبة تتراوح من 25 في المائة إلى 35 في المائـة لكل طن من الأسماك (Aegisson and Endal, 1992)، مقارنة بالصيد باستخدام شبكة واحدة.

الملاحـة

أصبح استخدام أجهزة الملاحة المزودة بوسائل الساتلايت ومسابير الصدى أكثر انتشارا في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم بعد أن أصبحت هذه التكنولوجيا ليست رخيصة فحسب بل أسهل على الحمل أيضا (خاصة أجهزة الملاحة الساتلايتيه). ويمكن للأدوات المساعدة الملاحية من هذا النوع أن تسهم في تحقيق وفورات في الوقود تصل إلى 10 في المائة (Hollin and Windh, 1984) وهذا يتوقف على نوع مرفق الصيد وصعوبة تحديد المناطق الصغيرة الساخنة. فهذه المعدات لا يمكنها فقط مساعدة ربان السفينة على تحديد مناطق الصيد بسهولة (وبذلك تقلل من فاقد الوقـود)، بل يمكنهـا أيضا تحديد مناطق جديدة والاسهام في زيادة السلامة الملاحية.

وتتطلب كل من أجهزة الملاحة الساتلايتيه ومسابير الصدى قدرة ملاحية معقولة وهي تستخدم بصورة أكثر فعالية مع الخرائط الملاحية.

الدفع بمساعدة الشراع

إن استخدام الشراع كوسيلة دفع إضافية يمكن أن يؤدي إلى وفورات كبيرة جدا في الوقود (تصل إلى 80 في المائة في السفن الصغيرة التي تقوم برحلات أطول) ولكن استخدام الشراع ليس شائعا بأي حال. فتلزم ظروف محددة للغاية لكي يصبح الجمع بين الشراع والمحرك تكنولوجيا عملية، من حيث ظروف الطقس، وتصميم سفينة الصيد، وكذلك موقف طاقم البحارة ومعرفتهم باستخدام الشراع.

واستخـدام الشراع يفرض متطلبات إضافية على السفينة من حيث ثبات ظهر السفينة، وعادة لا تكون الأشرعـة تكنولوجيـا صالحة للاستخدام إلا في السفن التي صممت خصيصا لاستخدام الشراع. وقد تحتاج سفن الصيـد الصغيرة إلى ثقل إضافي أو إلى رافدة ثقل خارجية لتحسين ثبات السفينة وأداء الشراع في مواجهة الرياح أو في اتجاههـا. وتعـد الأشرعـة على أي سفينة صيد عائقا للقدرة التشغيلية للسفينة، كما أن الصاري والحبال يحتلان مكانا على ظهر السفينـة يمكن أن يكـون في أحوال أخرى مكانا مفتوحا.

والإبحار بالشراع يعد في حد ذاته من المهارات، ولكي يكون فعالا، يجب أن يكون البحارة متمكنين ومستعدين – فهناك في أغلب الأحيان قدر كبير من العمل الشاق الذي يتطلبه تركيب الأشرعة خاصة فوق السفن الكبيرة. ومن حقائق الحياة البسيطة أنه من الأمور الأسهل دائما بالنسبة للبحارة أن ينسوا كل شيء عن الأشرعة ويكتفوا بالمحرك.

غير أن الأشرعة يمكن أن تؤدي إلى وفورات كبيرة في الوقود، وهذا يتوقف على قوة الرياح، واتجاه الرياح بالنسبة لخط السير من وإلى مناطق الصيد وطول الرحلة. وعادة تكون القيم الارشادية في حدود 5 في المائة (للظروف المتغيرة) إلى 80 في المائة (بالنسبة لسفينة صغيرة تقوم برحلة طويلة، مع رياح ثابتة عند 90 درجة أثناء الرحلة) غير أن هذه الأرقام تعتمد كثيرا على قدرة البحارة على استخدام الشراع، وشكل بدن السفينة وظروف وتصميم الشراع. وهناك عدة تصميمات مختلفة تماما لحبال الأشرعة التي تطورت في مصايد الأسمـاك في جميع أنحاء العالم. ومن المهم أن يكون تصميم حبل الشراع لسفينة صيد بسيطا ومأمونا وعمليا.

•       ينبغي أن يكون تصميم حبل الشراع في سفينة صيد بسيطا قدر المستطاع وبقدر أدنى من العوارض وتجهيزات الحبال الثابتة والمتحركة.

وفي السفن الأصغر حجما، يفضل استخدام حبل واحد للشراع يمكن اختزاله بسهولة وبكفاءة من حيث المساحة. والأشرعة بوصفها شكلا ثانويا للدفع تسهم في تحقيق زيادة كبيرة في أمان السفينة، خاصة إذا كانت السفينة قادرة على الإبحار باستخدام الشراع وحده في حالة تعطل المحرك.

الشكل 7: الزيادة في متطلبات قوة الدفع بسبب خشونة بدن السفينة

الاجراءات التقنية

          يتناول هذا القسم إجراءات كفاءة الوقود التي تتطلب استثمارا لمعدات جديدة أو تعديل المعدات الموجودة. وكثير من الأفكار التقنية المطروحة في هذا القسم يفضل وضعها في الاعتبار عندما يفكر مالك إحدى السفن إما في بناء سفينة جديدة أو تجديد سفينة موجودة. وتقدم بعض الاشارات، كلما أمكن، عن تكلفة البدائل التقنية إلى جانب وفورات الوقود التي يمكن توقعها من خلال تطبيقها. وبذلك محاولة ضئيلة للغاية للدخول في التفاصيل بشأن الجوانب المالية للتكاليف والوفورات. وهذا يرجع أساسا إلى الفوارق الكبيرة في التكاليف في المناطق الجغرافية التي يطبق فيها هذا الدليل.

المروحة/الرفاص

تعد المروحة أهم عنصر تقني منفرد في سفينة صيد. فتصميمها ومواصفاتها يؤثران تأثيرا مباشرا على كفاءة الوقود. والتصميم السيء للمروحة كثيرا ما يكون المتسبب الوحيد في عدم كفاءة الوقود. ويرد في هذا القسم بعض المفاهيم الأساسية لتصميم المروحة وتركيبها كما تناقش في المرفق 4 طريقة سريعة للغاية وبسيطة للتحقق بصورة تقريبية من ملاءمة مروحة تم تركيبها. ومن المهم أن يكون مفهوما خلال هذا القسم أن تصميم المروحة ليس عملا بسيطا، خاصة في حالة سفن الصيد، حيث ينبغي إسناد المواصفات التقنية إلى فني مؤهل ذي خبرة. وقد تتوفر مثل هذه المساعدة عن طريق الممثلين المحليين لصانعي المراوح والمحركات، أو في بعض الحالات عن طريق الخدمات التقنية لبرامج الارشاد الخاصة بمصايد الأسماك الحكومية.

ما الذي تفعله المروحة؟ قد يبدو هذا سؤالا معروفا نوعا ما – فالمروحة تحوّل القوة المحركة المرسلة من المحرك إلى قوة دفع لتحريك السفينة وسط المياه. وعند تصميم المروحة، من المهم ضمان أن تقوم بتحريك السفينة بكفاءة.

العوامل التي تؤثر على كفاءة المروحة

قطر المروحة. قطر المروحة هو أهم عامل مفرد في تحديد كفاءة المروحة. وتعمل المروحة عن طريق دفع المياه نحو مؤخرة السفينة، وتكون نتيجة ذلك تحرك السفينة إلى الأمام. ومن حيث الكفاءة، من الأفضل دفع كمية كبيرة من المياه نحو مؤخرة السفينة بسرعة بطيئة نسبيا، بدلا من دفع كمية صغيرة من المياه بسرعة عالية لتحقيق نفس قوة الدفع إلى الأمام. ولهذا ينبغي أن يكون قطر المروحة كبيرا دائما بقدر ما يناسب السفينة (وبما يسمح بوجود مسافة ملائمة بين ريش المروحة وبدن السفينة) حتى يمكن أن يمر أكبر قدر ممكن من المياه عبر المروحة.

الصورة 1: بداية التآكل الناتج عن وجود تجويف قرب الحافة المتقدمة للوجه الأمامي لريشة المروحة

- ج. ولسون

·        ينبغي أن يكون قطر المروحة كبيرا بقدر ما يسمح تصميم بدن السفينة وتركيب المحرك.

وأظهرت دراسة حالة موثقة توثيقا جيدا (Berg, 1982) عن التركيب اللاحق لمروحة ذات قطر أكبر في سفينة صيد موجودة حدوث خفض بنسبة 30 في المائة في استهلاك الوقود أثناء سرعة الإبحار وزيادة بنسبة 27 في المائة في جذب العمود (قوة القَطر القصوى). وفي هذه الحالة، تم استبدال المروحة وعلبة تروس السرعة وتركيب مروحة ذات قطر أكبر بنسبة 50 في المائة.- ولم تكن هذه العملية ممكنة إلا لأن السفينة بنيت أصلا وبها مكان يسمح بتركيب المروحة.

سرعة عمود الإدارة (دورة في الدقيقة). كلما زاد قطر المروحة، قلت سرعة عمود الإدارة (عدد الدورات في الدقيقة) المطلوبة لاستقبال نفس القوة المحركة. ولهذا فإنه لضمان كفاءة المروحة، لا ينبغي فقط أن يكون القطر كبيرا قدر الإمكان وإنما يلزم أيضا، نتيجة لذلك، أن تكون سرعة عمود الإدارة بطيئة. وهذا يتطلب عادة استخدام علبة تروس لتخفيض السرعة بين المحرك وعمود المروحة. غير أنه يجب أن نتذكر أن المروحة الكبيرة وصندوق تروس تخفيض السرعة أكثر تكلفة من المروحة الأصغر وصندوق تروس السرعة الأكثر بساطة.

·        ينبغي إختيار علبة تروس السرعة لتعطي أقصى عدد من الدورات للمروحة، وهو 1000 دورة في الدقيقة.

تكون التجاويف.التجاويف مشكلة تنتج عن مروحة مصممة تصميما سيئا، ومع أنها لا تؤثر بصورة مباشرة على كفاءة الوقود، إلا أنها تشير إلى أن اختيار المروحة التي تم تركيبها لم يكن سليما، وسوف تؤدي آثار التجاويف على المدى الطويل إلى زيادة استهلاك الوقود.

وتتكون التجاويف عندما يقل الضغط على الوجه الأمامي لريشة المروحة لدرجة تؤدي إلى تكون فقاعات البخار وغليان الماء. وأثناء مرور فقاعات البخار على وجه ريشة المروحة بعيدا عن مناطق الضغط الأقل، فإنها تتمزق وتتكثف لكي تتحول إلى ماء. وعادة تتكون الفقاعات قريبا من الحافة المتقدمة للوجه الأمامي لريشة المروحة، وتتمزق قريبا من الحافة الخلفية وغالبا ما يكون أثر ذلك بالغ الحدة بالقرب من أطراف ريشة المروحة. وقد يبدو تمزق فقاعات البخار أمرا تافها، ولكنه في واقع الأمر حدث بالغ العنف، إذ يؤدي إلى تآكل ونقر سطح ريشة المروحة، بل وإحداث شرخ في مادة الريشة. والشيء الغريب أن التجاويف غالبا ما تقترن باستهلاك الوقود المنخفض، نظرا لأن المروحة تعجز عن استقبال القوة المحركة التي يولدها المحرك، ويعمل المحرك تحت حمل أقل.

والحل الوحيد للتجاويف هو تغيير المروحة. وينبغي التفكير في مروحة مزودة بريش أكثر، أو ريش أعلى أو قطر أكبر.

عدد ريش المروحة.عموما عند سرعة معينة لعمود الإدارة، كلما قل عدد ريش المروحة، كان ذلك أفضل. غير أن عملية الموازنة تقول إنه مع وجود عدد أقل من الريش، فإن كل واحدة منها تحمل مزيدا من الحمل. ويمكن أن يؤدي هذا إلى قدر كبير من الاهتزاز (خاصة في حالة المروحة ذات الريشتين) ويسهم في حدوث التجاويف. وعندما يكون قطر المروحة محددا بحجم الفتحة، فقد يكون من الأفضل غالبا أن تظل سرعة عمود الادارة منخفضة وأن تمتص القوة المحركة عن طريق استخدام المزيد من الريش.

مساحة الريشة.المروحة ذات الريش الضيقة (معدل مساحة الريشة منخفض، انظر الشكل 8) يكون أكفأ من المروحة ذات الريش العريضة. غير أن المراوح ذات الريش الضيقة تكون أكثر عرضة للتجاويف نظرا لأن قوة الدفع التي تنقلها المروحة توزع على مساحة أصغر لسطح الريشة. وتتطلب اعتبارات حدوث التجاويف دائما أن يكون معدل مساحة الريشة المختارة أعلى من القيمة الأكثر كفاءة.

قطاع الريشة.سمك ريشة المروحة له تأثير ضئيل على الكفاءة، في حدود المعايير المطلوبة للمحافظة على قوة كافية للريشة. غير أن سمك القطاع، مثل معدل مساحة الريشة، يمكن أن يؤثر على حدوث التجاويف – فالمراوح الأكثر سمكا تساعد على شفط أكبر وتكون أكثر عرضة لحدوث التجاويف.

الشكل 8 : معدلات مساحة الريشة

السرة.يؤثر حجم سرة المروحة تأثيرا مباشرا على كفاءة المروحة. وهذا ينطوي على أهمية خاصة عند التفكير في تركيب مروحة ذات ميل زاي قابل للتحكم، ولها سرة أكبر بكثير من نظيرتها ذات الميل الزاوي الثابت. وانخفاض كفاءة المروحة بسبب الحجم الأكبر لسرة المروحة ذات الميل الزاوي القابل للتحكم يكون عادة في حدود 2 في المائة.

ويرتبط فقدان الكفاءة بنفس القدر تقريبا بالسرة الكبيرة لكثير من مراوح المحركات الخارجية، والتي يتم من خلالها تصريف غازات العادم.

الشكل 9: زاوية ميل ريشة المروحة

زاوية الميل. زاوية ميل ريشة المروحة ليس لها أثر مباشر على كفاءة المروحة، ولكن الآثار التفاعلية بين المروحة وبدن السفينة لها أهميتها. وغالبا ما يكون شكل الفتحة في بدن السفينة بالقدر الذي يسمح لريش المروحة بأن تكون أكثر ميلا في اتجاه مؤخرة السفينة وعند ذلك تكون المروحة التي يمكن تركيبها ذات قطر أكبر، ولهذا تصبح زاوية الميل مفيدة للغاية. غير أن زاوية الميل الزائدة بشكل أكبر تتطلب مروحة أقوى وأثقل، وهذه تكون أكثر تكلفة عند الصنع.

حيز الخلوص وفتحة المروحة.تؤثر المسافة بين المروحة وبدن السفينة على كفاءة عمل المروحة أثناء تدفق المياه حول بدن السفينة، ومقدار الاهتزاز الذي تسببه المروحة. ويبين الجدول 3 حيز الخلوص الموصى به.

الجدول 3

(1)             ترتبط هذه الأنواع من حيز الخلوص ارتباطا وثيقا بعدد الريش التي يمكن تقديرها على أساس 0.23 – (0.02 X ع)، = 0.33 – (0.02 X ع) حيث ع = عدد الريش في المروحة.

وعموما كلما زاد حيز الخلوص كان ذلك أفضل. غير أنه إذا كان حجم الفتحة محدودا، فإن حيز الخلوص الأكبر يعني أيضا قطرا أصغر للمروحة، وهذا يؤثر كثيرا على الكفاءة. وخلال مرحلة التصميم، فإن وجود حيز خلوص كبير يؤدي إلى رفع مستوى المؤخرة وقد يتسبب ذلك في المزيد من خطوط الماء المنفرجة أمام المحرك. وهذا يزيد من مقاومة بدن السفينة في الماء. وتتطلب الفتحة الصغيرة تركيب مروحة ذات قطر صغير قد لا تتمكن من استيعاب كل القوة المحركة بكفاءة، مما يؤدي إلى عدم كفاءة الأداء، أو إلحاق ضرر بالمحرك، أو تضاؤل قدرة القَطر. ويمكن إيجاد حل فوري للفتحة الصغيرة، على سبيل المثال، عن طريق ما يلي:

·        إيجاد زاوية جديدة لعمود الإدارة (وهذا يتطلب إعادة تركيب المحرك)؛

·        أو استخدام توصيلة لعمود الإدارة (وهذا غالبا ما يتطلب تحريك الدفة)؛

·        أو تركيب مروحة بمعدل مساحة أعلى للريش.

وبصفة عامة:

·        ينبغي أن يكون حيز الخلوص عند الطرف صغيرا قدر الامكان في حدود المبادئ التوجيهية، من أجل استيعاب أكبر مروحة ممكنة.

·        ينبغي أن تظل المسافة من المروحة إلى الدفة صغيرة للحفاظ على التحكم في القيادة.

·        ينبغي أن تكون المسافة من الخشة الصماء إلى المروحة كبيرة.

وعند تصميم وتركيب مراوح سفينة الصيد، يمكن أن يكون حيز الخلوص من الطرف إلى بدن السفينة قليلا بحيث يتراوح ما بين 8 إلى 10 في المائة من قطر المروحة. غير أن عيب الاهتزاز المتزايد يتم تعويضه عن طريق القوة الدافعة الأعلى وكفاءة المروحة ذات القطر الأكبر.

وينبغي ألا يقل الحد الأدنى المطلق لحيز الخلوص من الطرف إلى بدن السفينة بأي حال عن 50 ملليمترا في أي سفينة.

الصورة 2: ملء فتحة المروحة بأشكال هندسية، خاصة أمام المروحة، يقلل من الكفاءة ويزيد من الاهتزاز

-        ج. ولسون

حالة الريشة.إن سوء حالة ريش المروحة بسبب التلف أو النمو الفطري أو التآكل أو الصدأ يقلل من كفاءة المروحة. وتأثير حالة سطح الريشة على الكفاءة إنما يتوقف على سرعة وحمل المروحة - فالمراوح ذات الحمل العالي تكون أكثر حساسية لحالة السطح.

الخشونة والتلف.تتأثر كفاءة المروحة بدرجة أكبر بخشونة السطح والتلف الذي يصيب المناطق الخارجية من الريشة، وخاصة على الطرف المتقدم من الوجه الأمامي (ذي الضغط المنخفض)، حيث تؤدي الخشونة إلى سرعة تكوّن التجاويف. وبعد ذلك تؤدي التجاويف إلى تآكل مادة الريشة وإلى مزيد من الخشونة للريشة. وفي المراوح الأكبر، يمكن أن تتسبب الخشونة في زيادة استهلاك الوقود بما يصل إلى 4 في المائة بعد 12 شهرا من الخدمة.

ويؤثر التلف الذي يصيب الحافة الخلفية للريشة، وخاصة الثني، على خصائص الرفع لمقطع الريشة ويؤدي إما إلى حمل أقل أو حمل زائد عند السرعة التصميمية لعمود الإدارة. وسوف يكون لذلك أثر خطير على كفاءة الوقود، وفي حالة محركات الديزل، على حالة المحرك. والسفن ذات المحركات الخارجية التي تعمل في المياه الضحلة أو ترسو على الشاطئ تكون معرضة بشكل خاص لعدم كفاءة الوقود بسبب المراوح التالفة.

النمو الفطري.تعد آثار نمو الأعشاب والرخويات على كفاءة المروحة أهم بكثير من الخشونة. ويتوقف مداها على ما إذا كانت الأعشاب تظل ملتصقة بالمروحة أثناء تشغيلها – وإذا كانت هناك تجاويف، فإن النمو الفطري يزول عادة من المناطق الخارجية الحرجة. واكتشفت التجارب البحرية في الولايات المتحدة أن نمو الأعشاب على المروحة يمثل وحده زيادة في استهلاك الوقود بنسبة 10 في المائة بعد سبعة أشهر ونصف.

الصورة 3: حيز خلوص ضئيل للغاية بين الخشبة السماء والمروحة

ج. ولسون

ويمكن أن تحقق صيانة وتنظيف ريش المروحة فوائد كبيرة بقدر صغير نسبيا من الجهد. فمساحة سطح المروحة تكون صغيرة جدا بالنسبة لبدن السفينة، ويمكن تحقيق وفورات أكبر بصورة متناسبة (أو بالأحرى يمكن تفادي الفواقد) لكل شخص – ساعة من الجهد عن طريق الصيانة السليمة لريش المروحة.

وتتطلب المراوح الأكبر حجما إعادة تكيف وتلميع بصفة دورية للسطح، خاصة إذا كانت التجاويف أو التآكل أو الضرر ملحوظا. ويجب أن يتم ذلك بعناية بواسطة موظفين مهرة لتجنب إحداث مزيد من الأضرار.

التركيبات.قد يكون للتركيبات الخارجية مثل الزعانف والأنابيب والفوّهات آثار مفيدة بالنسبة لكفاءة المروحة، ولكن قيمتها تتوقف بدرجة كبيرة على عدم كفاءة المروحة الحالية وعدم ملاءمتها لوظيفتها. وينبغي ملاحظة أن الزعانف والأنابيب والفوّهات تتطلب تصميما خاصا، وأن تركيبها يمكن أن يكون مكلفا ويمكن أن تعرض للتلف. فاستخدام هذه التركيبات محدد (وتناقش حالة الفوّهة فيما بعد).

تصميم المروحة – هل حصلت على المروحة الصحيحة؟

الخطوة الأولى في تقييم ما إذا كانت المروحة المركبة ملائمة للسفينة والمحرك هي الملاحظة. هل تعمل السفينة بنفس جودة السفن الأخرى ذات القوة والتصميم المماثلين؟ فإذا كانت الإجابة بالنفي، فمن المهم ألا تقفز إلى الاستنتاج بأن المروحة ذات مواصفات غير دقيقة. إذ يجب بحث عوامل أخرى، مثل حالة سطح بدن السفينة الغاطس. ما هي آخر مرة تم فيها تنظيف وطلاء السفينة؟ ما هي حالة المروحة – هل هي نظيفة وغير تالفة وملساء؟ ما هي قوة المحرك وما هي حالته – هل ينبغي أن يعطي نفس القدر من القوة المحركة؟

وقد تكون المروحة ذات مواصفات غير صحيحة في الحالات التالية:

·        إذا فشل المحرك في تحقيق عدد الدورات في الدقيقة كمـا صممت له وإذا كان التحميل زائدا؛

·        إذا اجتاز المحرك عدد الدورات في الدقيقة كما صممت له عند التحكم الكامل في الصمام الخانق، وإذا زاد من عدد دوراته وإذا كان التحميل ناقصا؛

·        إذا كان تحميل المروحة زائدا وظهرت عليها بوادر التجاويف وتآكل السطح.

ولهذا ينصح بإجراء معاينة أولية قبل استشارة مصمم المروحة أو المهندس البحري للحصول على المزيد من المساعدة. والطريقة البسيطة لإجراء تقدير أولي لما ينبغي أن تكون عليه البارامترات الأساسية للمروحة مبينة في المرفق 4. وينبغي ملاحظة أن هذه الطريقة هي صيغة مختصرة لطريقة أكثر تفصيلا، وليس الغرض منها أن تكون أداة للتصميم.

التحميل الزائد للمحرك.تعد زيادة تحميل المحرك عن طريق تركيب مروحة ذات ميل زاوي أكثر من اللازم من الأسباب الأكثر شيوعا لعدم كفاءة الوقود. ويمكن أن تنتج زيادة التحميل عن استخدام مروحة ذات قطر كبير للغاية، ولكن هذا أقل شيوعا. وفي محركات الديزل الداخلي، تكون العلامة المعتادة على زيادة تحميل المحرك عبارة عن كمية كبيرة من الدخان الأسود الخارج من العادم قبل الوصول إلى عدد الدورات في الدقيقة حسب التصميم. ويمكن أن يؤدي التحميل الزائد إلى إحراق الصمامات، وحدوث شرخ رأس الاسطوانة، وكسر حلقات المكبس، ونقص في عمر المحرك. ومن المهم أن نتذكر أن التحميل، وليس الدورات، في حالة محرك الديزل، هو الذي يحدد استهلاك الوقود. ولهذا فإن استمرار التشغيل مع التحميل الزائد يؤدي إلى زيادة بغير داع في استهلاك الوقود وإلى تكاليف زائدة للصيانة.

التحميل الناقص للمحرك.التحميل الناقص للمحرك عن طريق تركيب مروحة ذات قطر صغير للغاية أو ذات ميل زاوي غير مناسب يؤثر على أداء السفينة. ويمكن أن يؤدي أيضا إلى إلحاق ضرر بالمحرك إذا سمح له بأن يدور زيادة عن العدد الأقصى للدورات في الدقيقة حسب المواصفات. ومن المحتمل أن يقترن التحميل الناقص للمحرك بانخفاض في استهلاك الوقود وغالبا بحدوث تجاويف.

وإذا أظهرت المعاينة الأولية أنه ينبغي إجراء تغيير في المروحة، فمن الجدير بالملاحظة أنه يمكن إجراء تغييرات طفيفة على الميل الزاوي دون تحمل تكاليف شراء مروحة جديدة. غير أن إعادة تحديد الميل الزاوي للمروحة تعد عملية متخصصة، وسوف يلزم إرسال المروحة إلى المصنع لإعادة ضبطها.

المحركات الخارجية.إن اختيار مراوح المحركات الخارجية يكون عادة أكثر تقييدا، وبذلك يتضاءل مجال الأخطاء! ففي حالات كثيرة قد يعرض محرك خارجي للبيع بمروحة معينة، خاصة في مناطق مثل مجتمعات الصيد في البلدان النامية حيث لا يكون للمحركات إلا استخدام واحد. غير أنه قد يلزم في بعض الأحوال طلب شراء مروحة جديدة إذا ما أتلفت المروحة الأصلية، وهنا تجدر المعاينة لمعرفة ما إذا كانت تناسب السفينة. والسؤال الهام مماثل للسؤال المتعلق بالمحركات الداخلية – هل يصل المحرك إلى عدد الدورات في الدقيقة حسب التصميم وفي ظروف التحميل الكامل؟ فإذا لم يكن يفعل، فإنه ينبغي البحث عن مروحة ذات ميل زاوي أقل، وإذا كان المحرك يميل إلى العمل بعدد دورات زائدة فإنه ينبغي البحث عن مروحة ذات ميل زاوي أعلى.

ويمكن تقدير الميل الزاوي المطلوب من الشكل 18 في المرفق 4 باتباع نفس المبادئ التي تنطبق على المحرك الداخلي. فإذا أظهر التقدير أن الميل الزاوي للمروحة المركبة صحيح، فإنه ينبغي تجربة مروحة ذات قطر مختلف (ولكن لها نفس الميل الزاوي).

سفن الصيد بالشباك.يتطلب تصميم مراوح سفن الصيد ذات الشباك عناية خاصة، نظرا لأنه يتعين أن تعمل المروحة تحت نوعين مختلفين تماما من الظروف – القطر و"الحركة الطليقة".

وفي وجود مروحة ذات ميل زاوي ثابت، يستحيل على المروحة أن تعمل وفقا لظروف التصميم المثلى في حالة الحركة الطليقة والقطر في آن واحد. فيجب على مصمم المروحة أن يقيم توازنا يستند إلى الوقت الذي تستغرقه السفينة وهي تعمل في الحالتين. وبالنسبة للسفن التي تقطع مسافات كبيرة بعيدا عن مينائها، فإن الفوائد المتحققة من تصميم مروحة ذات قدرة زائدة على القطر (وبالتالي قدرة على الصيد في حالة سفينة الصيد بالشباك) قد تتجاوزها التكلفة الزائدة للوقود في رحلة العبور، وسوف يخطئ التصميم عند اختيار مروحة ذات ميل زاوي كبير. أما الزورق النهاري الذي يعمل على مسافة قريبة نسبيا من مينائه فسوف يتعين تزويده بمروحة مثالية للقطر.

الصورة 4: حيز خلوص ضئيل جدا بين هيكل السفينة وطرف الريشة

ج. ولسون.

وتركيب مروحة ذات ميل زاوي قابل للتحكم قد يساعد المروحة على أن تعمل بكفاءة أثناء الجر والحركة الطليقة في آن واحد، ولكن تشغيلها يتطلب مهارة ومعرفة. وعموما فإنه لا يوصى باستخدام المرواح ذات الميل الزاوي القابل للتحكم في مصايد الأسماك التي لا يمكن فيها تأمين الميل الزاوي الصحيح، نظرا لأن تحديد ميل زاوي غير صحيح يمكن أن يؤدي بسهولة إلى زيادة كبيرة في استهلاك الوقود.

أما إذا كانت المروحة ذات الميل الزاوي القابل للتحكم  مصممة تصميما جيدا وتعمل بطريقة صحيحة، فإنها يمكن أن تؤدي إلى وفورات في الوقود تصل إلى 15 في المائة مقارنة بالمروحة ذات الميل الزاوي الثابت والتي تعمل داخل اسطوانة.

الصورتان 5 و6 – تركيب رديء – لاحظ التلف الذي أصاب أطراف الريش، سطح بدن مليء بالنمو الفطري واستخدام رديء للفراغ الخاص بفتحة المروحة

ج. ولسون.

الفوّهة.الفوّهة هي أنبوب قصير يحوي المروحة. وفي ظروف معينة، يمكن أن يحسن بدرجة كبيرة من كفاءة نظام الدفع. والأنبوب ملائم للمروحة، وهو مستدق الطرف قليلا وذو مقطع انسيابي لتسهيل حركة الهواء.

وتعمل الفوّهة لتحسين كفاءة نظام الدفع بطريقتين منفصلتين:

·        أولا، تساعد الفوّهة على تحسين كفاءة المروحة ذاتها. فعندما تدور ريش المروحة في الماء، فإنها تولّد مناطق ضغط مرتفع خلف كل ريشة ومناطق ضغط منخفض أمامها، وهذا الفارق في الضغط هو الذي يولّد القوة لتحريك السفينة وسط المياه. غير أنه تحدث فواقد عند طرف كل ريشة نظرا لأن المياه تفلت من جانب الضغط العالي للريشة إلى جانب الضغط المنخفض، مما يؤدي إلى فائدة ضئيلة فيما يتعلق بدفع السفينة إلى الأمام. ووجود أنبوب محكم حول المروحة يقلل من هذه الفواقد عن طريق تقييد تدفق الماء عند أطراف المروحة.

الصورة 7: فوهة المروحةKORT PROPýULSION CO.LTDý - ý

·        وبالاضافة إلى تحسين كفاءة المروحة، فإن الفوّهة ذاتها تولّد قوة دافعة بطريقة مماثلة لعملية الرفع التي يحدثها جناح الطائرة. فالمياه المتجمعة التي تتدفق حول المروحة تتفاعل مع المقطع الانسيابي للحلقة وتحدث منطقة ضغط منخفض في داخل الفوهة ومنطقة ضغط مرتفع في الخارج. أما الشكل المستدق للفوهة فإنه يساعد على توازن هذه القوى وتحويلها إلى قوة دفع أمامي، والتي يمكن أن تشكل ما يصل إلى 40 في المائة من إجمالي قوة الدفع التي تولدها المروحة والفوهة معا. وهذا التأثير يصبح أكثر أهمية عندما تتحرك السفينة ببطء وسط المياه – فعند السرعات الأعلى (أكثر من 9 عقد)، تميل الفوهة إلى توليد قوة دفع خلفي أكثر من قوة الدفع الأمامي ويكون لها أثر سلبي على أداء السفينة.

الشكل 10: حيز الخلوص

ج. ولسون.

متى تستخدم الفوّهة. يمكن أن يؤدي تركيب فوّهة للمروحة إلى وفورات كبيرة في الوقود أو زيادة قوة القطر، ولكن ليس في جميع الحالات.

الشكل 11: مروحة في الفوّهة

وكما ذكر أعلاه، يكون للفوهة  أكبر تأثير عند السرعات البطيئة للسفينة ولذلك فإنه أصلح للاستخدام في سفن الصيد بالشباك والمجارف منه في الأنواع الأخرى من سفن الصيد. وحتى في سفن الصيد بالشباك والمجارف، لا تظهر الآثار المفيدة لتركيب الفوهة إلا أثناء الصيد الفعلي – إذ من المحتمل أن سرعة الحركة الطليقة سوف تنخفض.

والحساب المبين في الشكل 12 يمكن أن يساعد في إجراء أول تقدير تقني لتقرير ما إذا كان تركيب الفوهة يفيد أو لا يفيد. والغرض من هذا الحساب هو أن يكون مجرد دليل مبسط، وإذا اتضح أنه من المفيد تركيب الفوهة، فإنه ينبغي إلتماس خدمات مهندس بحري أو صانع المراوح لبحث الحالة بمزيد من التفصيل.

وفي هذا الشكل، سوف تؤخذ سرعة السفينة على أنها حالة العمل الغالبة (وفي حالة سفينة الصيد بالشباك، تؤخذ سرعة القطر وليس سرعة الحركة الطليقة). ويحسب عدد دورات المروحة في الدقيقة من عدد الدورات الكاملة للمحرك، وتقسم على معدل علبة تروس السرعة:

الشكل 12: تقدير فوائد الفوهة (السفن ذات المروحة الواحدة)

وتؤخذ القوة الحصانية لعمود الإدارة من القوة التقديرية المستمرة القصوى الناتجة عن المحرك، مقاسة بالقوة الحصانية.

وبالنسبة لسفينة صيد بالشباك مزودة بمحرك قوته 440 حصانا (وبسرعة 900 1 دورة في الدقيقة) وعلبة تروس لتخفيض السرعة بنسبة 1:5، وسرعة القَطر المعتادة هي 3 عقد، تستخدم المعادلة التالية لحساب الوضع الأفقي على امتداد الرسم البياني للشكل 12:

عدد دورات المروحة في الدقيقة x √  القوة الحصانية لعمود الإدارة = 900 1x  √ 440 = 971 7

                                                                                                  5

ويتحدد الوضع الرأسي عن طريق سرعة القطر، وهي 3 عقد. ومن الواضح أن نقطة التقاطع تأتي في جانب الفوائد وقد يكون من المجدي التفكير في تركيب فوّهة لأسباب تقنية. وسوف تكون مع الخطوة التالية هي التماس مشورة مهندس بحري أو صانع المراوح.

جدول موجز 5

المصدر: .Smith, Lapp and Sedat, 1985

ما الفرق الذي يمكن أن تحدثه الفوهة؟ الفوهة التي يتم اختيارها وتركيبها بطريقة صحيحة يمكن أن تؤدي إلى زيادة في قوة القطر بحوالي 25 إلى 30 في المائة (وفقا لحساب Smith, Lapp and Sedat, 1985)، وهذا يتوقف على عدم كفاءة التركيب الأصلي. وفي سفينة صيد بالشباك، يمكن استخدام هذا الكسب بواحدة من ثلاث طرق:

·        يمكن القيام بالصيد بنفس شبكة الجر وبنفس السرعة، ولكن بعدد دورات أقل في الدقيقة، وهذا يسمح بتوفير الوقود. ولا بد أن تكون وفورات الوقود أقل بدرجة طفيفة من الكسب في قوة الدفع، أي حوالي 20 في المائة (Anon, 1970).

·        يمكن القيام بالصيد بنفس شبكة الجر وبسرعة أعلى. وهذا لا يؤدي إلى وفورات في الوقود ولكن لا بد أن يزيد من مقدار الصيد.

·        يمكن القيام بالصيد بشبكة جر أكبر وبنفس سرعة القطر الأصلية.

غير أنه يجب أن نتذكر أن الفوهات لا تلائم جميع أنواع سفن الصيد. وعموما فإن سفن الصيد بالشباك هي وحدها التي تجد فائدة حقيقية من تركيب الفوهة. وتشمل التكاليف المرتبطة بتركيب الفوهة:

·        فقدان القدرة على المناورة (بافتراض وجود فوهة ثابتة)؛

·        انخفاض في القوة المحركة أثناء السير إلى الوراء؛

·        انخفاض سرعة الحركة الطليقة؛

·        ارتفاع تكاليف التركيب؛

·        إمكانية حدوث تجاويف خطيرة داخل الفوهة.

وقد يكون للفوهة استخدام محدود كوسيلة للتجهيز اللاحق. وإذا كانت السفينة مصممة لكي تكون بها مروحة مفتوحة، وغالبا لا تكون هناك مساحة كافية داخل الفتحة الموجودة لتركيب فوهة تحوي مروحة قادرة على امتصاص القوة المحركة التي يولدها المحرك.