KOLEJNOŚĆ DZIAŁAŃ PRZY PROJEKTOWANIU STATKU
(różnego typu: masowce i zbiornikowce)
Otrzymanie danych wejściowych tzw. zadania technicznego, które w stoczni jest sformułowane przez armatora i projektantów, tj.:
przeznaczenie statku i ogólne wymagania,
DWT, V, zasięg pływania,
przepisy klasyfikacyjne, którym będzie podlegał np. LR, GL,
Konwencje i przepisy międzynarodowe itd.
Opracowanie listy statków podobnych zgodnie z założeniami projektowymi.
Wszystkie znalezione statki muszą mieć podobne rozwiązania projektowo-konstrukcyjne, w przeciwnym razie nie będą one porównywalne.
Listę statków można przygotować w arkuszu kalkulacyjnym typu Excel lub w programie Statistica. Kompletna lista powinna zawierać następujące informacje:
- nazwa statku,
- rok budowy,
- długość całkowita,
- długość między pionami,
- szerokość,
- zanurzenie projektowe (nie scantling),
- wysokość boczną,
nośność DWT (projektową nie scantling),
wyporność D (displacement),
moduł objętościowy LBH,
masa statku pustego (lightship weight),
prędkość projektową V,
współczynnik pełnotliwości podwodzia CB
moc silnika głównego i moc zespołów prądotwórczych,
średnica śruby, ilość skrzydeł, prędkość obrotową,
- stosunki wymiarów głównych: L/B, B/T, H/T,
wielkość poszczególnych zapasów: paliwa, wody, balastu itd.
W celu wyznaczenia wymiarów głównych należy opracować zależności statystyczne (programem Statistica), przy użyciu estymacji nieliniowej m. in.:
Lpp = f(DWT)
B = f(Lpp), B= f(DWT)
H = f(LppBH)
T = f(H)
LC = f(Lpp),
LppBH = f(DWT) oraz
δ = f(Fn), δ = f(v),
gdzie liczba Freude`a Fn =
, v [m/s2],
a współczynnik pełnotliwości kadłuba δ można wyznaczyć z zależności geometrycznej:
δ =
Zaczynamy od wyznaczenia zależności Lpp = f(DWT), a następnie wyznaczamy B, H, T. Sprawdzamy czy wyznaczone Lpp, B i H spełnia zależność dla iloczynu LppBH = f(DWT).
Do wyznaczania wymiarów należy stosować zależności o najwyższym współczynniku korelacji r. W przypadku rozbieżności należy zmienić wymiary główne.
Po wstępnym wyznaczeniu wymiarów należy sprawdzić czy stosunki wymiarów głównych L/B, B/T i H/T mieszczą się w średnich przedziałach dla statków podobnych.
Dokonanie ewentualnej korekty wymiarów statku.
Należ pamiętać o ograniczeniach projektowych tj. ograniczenia drogi wodnej lub portów (Kanał Panamski, Sueski, Kiloński itd.), jak również ograniczenia wynikające z przepisów Konwencji Międzynarodowej IMO (MARPOL, SOLAS, LL itd.)
Oszacowanie masy statku pustego MSP (jeśli wielkość ta jest znana ze statków podobnych) to można sporządzić zależność: MSP =f(DWT),
MSP =f(LBH)
Po oszacowanej masie statku pustego MSP i założonej nośności DWT obliczamy wyporność statku D - można też dla sprawdzenia wykonać zależność: D = f( DWT).
W ten sam sposób można wstępnie oszacować masę zapasów na statku lub ich objętości: paliwa, wody balastowej, wody pitnej
PPC = f(DWT), PPL = f(DWT), bądź łącznie,
Vład = f(LBH), GT =f (LBH)
Podczas korzystania z zależności statystycznych należy mieć na uwadze fakt, że są to wartości jedynie szacunkowe i mogą one ulec zmianie wraz z rosnącą wiedzą o projektowanym statku.
Sprawdzamy równanie pływalności statku
L B T δ ρ k
DWT + MSP + Δ MSP,
Δ MSP - rezerwa masy statku pustego (ok. 2 ÷ 3%) - zależy od wielkości statku
Jeżeli nierówność jest spełniona, ale prawa strona równania jest dużo mniejsza niż lewa można wówczas zmniejszyć współczynnik δ - to daje lepsze rozwiąza-nie ze względu na właściwości oporowe statku.
Ewentualną modyfikację wymiarów można zacząć od nieznacznego zwiększe-nia zanurzenia. Należy w miarę możliwości unikać zwiększania δ.
Dla masowców i zbiornikowców współczynnik δ = 0,75 ÷ 0,85
Tak należy dobrać wymiary główne , aby powyższe równanie
zostało spełnione !!!
Przede wszystkim należy pamiętać o tym, że objętość całego kadłuba V (jego kubatura) musi być równa objętości zapotrzebowanej przez ładunek i zapasy:
V(L, B, H, δ ) = VZAPOTRZ. + ΔV
VK + VNAD. + VPOKŁ = VŁ + V ZAP + VPOM + VSIŁ +VBAL + ΔV
ΔV - zapas projektowy + przestrzenie niewykorzystane
Wykonanie modelu aksjomatycznego statku, czyli wykonanie rozplanowania przestrzennego na statku wynikającego z jego potrzeb eksploatacyjnych - w oparciu o rozwiązania statków podobnych.
Na podstawie planów statków podobnych należy dla projektowanego statku wyznaczyć długość dziobówki Ldz i rufówki Lruf :
Ldz =f (Lpp), Lruf = f (Lpp)
Rozpoczęcie wykonania wstępnego kształtu kadłuba w programie Maxsurf - wykorzystując kształty statków wzorcowych, zamieszczonych w programie
zamodelowany kształt kadłuba powinien posiadać: powierzchnię wyznaczającą pokład główny równy wysokości bocznej statku, rufówkę, pokładówkę oraz wstępnie nadbudówkę,
wykonać wstępne obliczenia krzywych hydrostatycznych i sprawdzić wyporność i współczynnik pełnotliwości kadłuba,
opracować rysunek linii teoretycznych z naniesionym podziałem wręgowym, wrężnicowym i wzdłużnicowym - export rysunku do programu A-CAD.
Obliczenie składowych nośności statku
Obliczenie wymaganej (przepisowej) wolnej burty wg Konwencji o Liniach Ładunkowych (wymagane wielkości odczytać z rys. linii teoretycznych).
- sprawdzenie w przepisach min. wysokości dziobu itp.,
Wstępne obliczenia ciężarowe (masa statku pustego, środek ciężkości po długości xG i po wysokości zG ).
Obliczenie oporu kadłuba, określenie mocy i dobór silnika głównego i wstępny dobór śruby napędowej oraz wykonanie prognozy napędowej w programie TRIBON -HYDRO,
na podstawie otrzymanego raportu wynikowego dobrać silnik główny z katalogów producentów,
wykonać bilans energetyczny i dobrać zespoły prądotwórcze,
wykonać uzupełniające obliczenia zapasów - dla dobranego SG i zespołów prądotwórczych,
12. Wykonanie podziału przestrzennego i funkcjonalnego statku, sporządzenie uproszczonego rysunku planu ogólnego statku (sylwetka boczna statku, przekrój poprzeczny - widok owrężenia, przekrój wodnicowy (widok z góry - pokazujący rozplanowanie zbiorników)
Na podstawie linii teoretycznych, obliczonych zapasów oraz planów statków podobnych (zgodnie z wymaganiami PRS) wrysować dno podwójne, burty podwójne, grodzie, pokłady, platformy itd. Pozwoli to na rozmieszczenie zbiorników zgodnie z ich wymaganą objętością i położeniem.
W module Hydromax-pro zamodelować podział przestrzenny kadłuba (grodzie wzdłużne i poprzeczne, pokłady) pozwalający na wygenerowanie wszystkich niezbędnych zbiorników.
Wykonać obliczenia ciężarowe w celu wyznaczenia środka ciężkości statku pustego
13. Wykonać obliczenia krzywych hydrostatycznych, pantokaren oraz zrównoważenia wzdłużnego i stateczności poprzecznej dla założonych stanów załadowania
- w przypadku nieprawidłowego zrównoważenia statku należy wykonać korektę rozmieszczenia zapasów na statku,
14. Wykonać rysunek planu ogólnego w oparciu o statki podobne i wg wymagań odpowiednich przepisów i konwencji,
15. Wykonać opis techniczny zaprojektowanego statku.
Termin oddania projektu: 10. 06. 2008 r !!!
Konsekwencją przekroczenie terminu jest obniżenie oceny o pół stopnia za każdy następny tydzień.
2