Marine engineering is an integration of many engineering disciplines directed to the development and design of systems of transport, warfare, exploration, and natural-resource retrieval which have one thing in common: operation in or on a body of water.

Marine engineers are responsible for the engineering systems required to propel, work, or  fight ships. They are responsible for the main propulsion plant; the powering and mechanization aspects of ship functions such as steering, anchoring, cargo handling, heating, ventilation, air conditioning, etc.; and other related requirements.

They usually have joint responsibility with naval architects in areas of propulsor design; hull vibration excited by the propeller or main propulsion plant; noise reduction and shock hardening, in fact, dynamic response of structures or machinery, in general; cargo-handling pumping systems; and environmental control and habitability.

Marine engineering is a distinct multidiscipline and characteristically a dynamic, continuously advancing technology

Η Ναυτική Μηχανική είναι μία ολοκληρωμένη επιστήμη πολλών μηχανολογικών σχολών με κατεύθυνση την εξέλιξη και σχεδίαση συστημάτων συγκοινωνιακών, οπλικών, εξερευνητικών, και επανάκτησης φυσικών-πόρων τα οποία έχουν ένα κοινό σκοπό, την εργασία μέσα ή επάνω στο υγρό στοιχείο.

Οι Ναυτικοί Μηχανικοί είναι υπεύθυνοι για τα απαιτούμενα συστήματα ώστε να κινηθούν, εργασθούν ή να πολεμήσουν τα πλοία. Είναι υπεύθυνοι για την κύρια προωστήρια εγκατάσταση, την απαιτούμενη ισχύ και την μηχανοποίηση διαφόρων λειτουργιών του πλοίου όπως την πλοήγηση, την αγκυροβόληση την φορτο-εκφόρτωση, την θέρμανση, τον αερισμό, κλιματισμό κλπ. και άλλες συναφείς ανάγκες.

Συνήθως έχουν συνυπευθυνότητα με τους ναυπηγούς στα θέματα της σχεδίασης της πρόωσης, τους κραδασμούς του σκάφους που διεγείρονται από την προπέλα ή από την κύρια μηχανή, την μείωση των θορύβων και αναταράξεων, στην πραγματικότητα, την δυναμική ανταπόκριση κατασκευών ή μηχανημάτων, γενικώς, αντλητικά συστήματα διαχείρισης φορτίου, περιβαλλοντικός έλεγχος  και συνθήκες κατοικησιμότητας και διαβίωσης

Η Ναυτική Μηχανική είναι μία ξεχωριστή πολύπλευρη και χαρακτηριστικά δυναμική, συνεχώς πρωτοπορούσα τεχνολογία

THE MARINE ENVIRONMENTMarine engineers must be familiar with their environment so that they  may understand fuel and power requirements, vibration effects, and propulsion-plant strength considerations.

The outstanding characteristic of the open ocean is its irregularity in storm winds as well as under relatively calm conditions.

The irregular sea can be described by statistical mathematics based on the superposition of a large number of regular waves having different lengths, directions, and amplitudes. The characteristics of idealized regular waves are fundamental for the description and understanding of realistic, irregular seas. Actual sea states consist of a combination of many sizes of waves often running in different directions, and sometimes momentarily superimposing into an exceptionally large wave. 

The effects of the marine environment also vary with water depth As a ship passes from deep to shallow water, there is an appreciable change in the potential flow around the hull and a change in the wave pattern produced. Additionally, silt, sea life, and bottom growth may affect seawater systems or foul heat exchangers

ΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Οι Ναυτικοί μηχανικοί πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με το περιβάλλον ώστε να μπορούν να κατανοήσουν τις ανάγκες σε ισχύ και καύσιμα, τις επιδράσεις των κραδασμών και την αντοχή της προωστηρίου εγκατάστασης. Το πλέον ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του ανοικτού ωκεανού είναι οι ακανόνιστοι άνεμοι των καταιγίδων καθώς οι σχετικές ήρεμες καταστάσεις.

Η ακανόνιστη θάλασσα μπορεί να περιγραφεί με στατιστικά μαθηματικά βασισμένα στην συσσώρευση ενός μεγάλου αριθμού κανονικών κυμάτων τα οποία έχουν διαφορετικό μήκος, διεύθυνση και ύψος. Τα χαρακτηριστικά ιδεωδών κανονικών κυμάτων είναι βασικά για την περιγραφή και κατανόηση των πραγματικών ακανόνιστων θαλασσών. Πραγματικές θαλάσσιες καταστάσεις αποτελούν ένα συνδυασμό κυμάτων διαφόρων μεγεθών τα οποία  έχουν συχνά διαφορετικές κατευθύνσεις και μερικές φορές συσσωρεύονται σε ένα εξαιρετικά μεγάλο κύμα.

Οι επιδράσεις του θαλασσίου περιβάλλοντος επίσης διαφέρει με το βάθος του νερού. Καθώς ένα πλοίο περνά από βαθιά σε ρηχότερα νερά, υπάρχει μια σημαντική   αλλαγή στην εν δυνάμει ροή γύρω από το σκάφος και μία αλλαγή στην μορφή του παραγόμενου κυματισμού. Επιπροσθέτως άμμος, θαλάσσιοι μικροοργανισμοί και ρύπανση της γάστρας μπορεί να επηρεάσουν τα συστήματα θαλασσίου ύδατος η να ρυπάνουν     τους εναλλάκτες θερμότητας

  

MARINE VEHICLESThe platform is additionally a part of marine engineers’ environment Ships are supported by a buoyant force equal to the weight of the volume of water displaced.

For surface ships, this weight is equal to the total weight of the structure, machinery, outfit, fuel, stores, crew, and useful load.

The principal sources of resistance to propulsion are skin friction and the energy lost to surface waves generated by moving in interface between air and water.

Minimization of one or both of these sources of resistance has generally been a primary objective in the design of marine vehicles

Displacement Hull FormsDisplacement hull forms are the familiar monohull, the catamaran, and the submarine. The moderate-to-full-displacement monohull form provides the best possible combinations of high-payload-carrying ability,  economical powering characteristics, and good sea keeping qualities.

A more slender hull form achieves a significant reduction in wave-making resistance, hence increased speed; however, it is limited in its ability to carry topside weight because of the low transverse stability of its narrow beam.

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΟΧΗΜΑΤΑΗ εξέδρα είναι επιπροσθέτως ένα μέρος του περιβάλλοντος των ναυτικών μηχανικών  Τα πλοία στηρίζονται από την δύναμη της ανώσεως η οποία είναι ίση με το βάρος του όγκου του εκτοπισμένου νερού. Για τα πλοία επιφανείας, αυτό το βάρος ισούται με το συνολικό βάρος της σιδηρο-κατασκευής, των μηχανημάτων, του εξοπλισμού, του καυσίμου, των τροφίμων, του πληρώματος και του ωφέλιμου φορτίου.

Η κύρια  πηγή της αντίστασης στην πρόωση είναι οι τριβές του περιβλήματος και η ενέργεια  που χάνεται στον επιφανειακό κυματισμό οποίος δημιουργείται από  κίνηση στο μεσοδιάστημα μεταξύ αέρος και νερού.

Ελαχιστοποίηση μίας ή αμφοτέρων αυτών των πηγών αντιστάσεων έχει γενικώς αποτελέσει τον κύριο στόχο εις την σχεδίαση των θαλασσίων οχημάτων

Μορφές της Γάστρας Εκτοπίσματος Οι μορφές της γάστρας εκτοπίσματος είναι η γνωστή απλή (μονή), το καταμαράν (δίγαστρο) και η υποβρύχιος. Η μέτρια έως πλήρους εκτοπίσματος μονή γάστρα παρέχει τους καλύτερους δυνατούς συνδυασμούς δυνατότητας μεταφοράς μεγάλων φορτίων,  χαρακτηριστικά οικονομικής ισχύος, και καλής ποιότητας θαλασσο – πορεία..

Μία λεπτής φόρμας γάστρα επιτυγχάνει μία σημαντική μείωση της αντίστασης του κυματισμού και επομένως αύξηση της ταχύτητας, όμως είναι περιοριστική στη δυνατότητα να μεταφέρει φορτία τοποθετημένα υψηλά λόγω της χαμηλής εγκάρσιας ευστάθειας του στενού πλάτους της 

The catamaran provides a solution to the problem of low transverse stability. It is increasingly popular in sailing yachts and is under  development for high-speed passenger ferries and research and small  support ships. Sailing catamarans, with their superior transverse stability  permitting large sail-plane area, gain a speed advantage over monohull craft of comparable size.

A powered catamaran has the advantage of increased deck space and relatively low roll angles over a monohull ship. The submarine, operating at depths which preclude the formation of surface waves, experiences significant reductions in resistance compared to a well-designed surface ship of equal displacement

Planing Hull FormsThe planing hull form, although most commonly used for yachts and racing craft, is used increasingly in small, fast commercial craft and in coastal patrol craft. The weight of the planing hull ship is partially borne by the dynamic lift of the water streaming against a relatively flat or V-shaped bottom. The effective displacement is hence reduced below that of a ship supported statically, with significant reduction in wavemaking  resistance at higher speeds

Το καταμαράν παρέχει μία λύση στο πρόβλημα της χαμηλής εγκάρσιας ευστάθειας. Είναι ανερχόμενα δημοφιλές στα ιστιοφόρα κότερα και είναι υπό εξέλιξη στα υψηλής ταχύτητας επιβατηγά οχηματαγωγά, τα ερευνητικά και μικρά σκάφη υποστήριξης εξεδρών. Ιστιοφόρα καταμαράν με την υπέροχη εγκάρσια  ευστάθεια που επιτρέπει μεγάλες επιφάνειες ιστίων, κερδίζουν ένα πλεονέκτημα ταχύτητας έναντι του μονόσκαρου σκάφους συγκρίσιμου μεγέθους.

Ένα μηχανοκίνητοκαταμαράν έχει το πλεονέκτημα αυξημένου χώρου καταστρώματος και σχετικών μικρών γωνιών κλυδωνισμού έναντι ενός μονόσκαρου  σκάφους .Το υποβρύχιο που λειτουργεί σε βάθη τα οποία εμπεριέχουν τον σχηματισμό επιφανειακών κυμάτων, βιώνει σημαντική ελάττωση στις αντιστάσεις συγκρινόμενο με ένα καλοσχεδιασμένο πλοίο επιφανείας ισοδύναμου εκτοπίσματος

 Φόρμες Γαστρών Γλιστρήματος Η φόρμα γάστρας γλιστρήματος μολονότι περισσότερο συνηθίζεται να χρησιμοποιείτε στα γιοτ και στα αγωνιστικά σκάφη, χρησιμοποιείται όλο κα περισσότερο σε μικρά   γρήγορα εμπορικά σκάφη και σε περιπολικά σκάφη της ακτοφυλακής. Το βάρος αυτών των πλοίων μερικώς φέρεται από την δυναμική ανύψωση του τρέχοντος ύδατος έναντι ενός σχετικά επιπέδου ή σε σχήμα -V πυθμένα. Το ενεργό εκτόπισμα τοιουτοτρόπως μειώνεται κάτω από αυτό ενός πλοίου που στηρίζεται στατικά, με

High-Performance Ships In a search for high performance and higher speeds in rougher seas, several advanced concepts to minimize wave-making resistance have been investigated. These concepts have been or are being developed in hydrofoil craft, surface-effect vehicles, and small water-plane-area twin hull  (SWATH) forms (Fig. 11.3.1).

σημαντική ελάττωση των τριβών στις υψηλές ταχύτητες

Υψηλής Συμπεριφοράς Πλοία Στην αναζήτηση για υψηλή συμπεριφορά και υψηλότερες ταχύτητες σε πιο ταραγμένες θάλασσες, διάφορες προηγμένες σκέψεις ώστε να μειωθεί η αντιστάσεις εκ του κυματισμού έχουν διερευνηθεί. Αυτές οι σκέψεις έχουν ή αναπτύσσονται στο υδροπτέρυγο σκάφος, το πλοίο με επιφανειακή δράση (SES) και στα μικρής βρεχόμενης επιφάνειας δίσκαρα πλοία (SWATH) forms (Εικ.11.3.1).

The hydrofoil craft has a planing hull that is raised clear of the water through dynamic lift

Το υδροπτέρυγο σκάφος έχει σκαρί πού πλανάρει και ανυψώνεται ελεύθερο  από το νερό

generated by an underwater foil system.

The surface-effect vehicles ride on a cushion of compressed air generated and maintained in the space between the vehicle and the surface over which it hovers or moves.

The most practical vehicles employ a peripheral-jet principle, with flexible skirts for obstacle or wave clearance.

A rigid sidewall craft, achieving some lift from hydrodynamic effects, is more adaptable to marine construction techniques.

The SWATH gains the advantages of the catamaran, twin displacement hulls, with the further advantage of minimized wave-making resistance and wave-induced motions achieved by submarine-shaped hulls beneath the surface and the small water-plane area of the supporting struts at the air-water interface.

SEAWORTHINESS Seaworthiness is the quality of a marine vehicle being fit to accomplish its intended mission. In meeting their responsibilities to produce seaworthy vehicles, marine engineers must have a

με δυναμική ανύψωση η οποία δημιουργείται από ένα υδροδυναμικό σύστημα κάτω από το νερό. Τα αμφίβια οχήματα επιφανείας (Χόβερ-Κραφτ) ταξιδεύουν επάνω σε ένα μαξιλάρι πεπιεσμένου αέρα το οποίο δημιουργείται και συντηρείται εις τον χώρο μεταξύ του σκάφους και της επιφάνειας επάνω από την οποία ίπταται ή κινείται. Τα περισσότερα πρακτικά σκάφη χρησιμοποιούν ένα περιφερειακό σύστημα τζετ, με εύκαμπτες  ποδιές για ένα διάκενο έναντι των εμποδίων  ή των κυμάτων. Ένα σκάφος με μη εύκαμπτα τοιχώματα το οποίο επιτυγχάνει κάποια ανύψωση από υδροδυναμική επίδραση είναι πio προσαρμόσιμο στις τεχνικές των θαλάσσιων κατασκευών

Το SWATH κερδίζει τα πλεονεκτήματα του δίσκαρου καταμαράν, με επιπλέον πλεονέκτημα της ελαχιστοποίησης των αντιστάσεων λόγω δημιουργίας κυματισμού και τις εκ των κυμάτων διεγειρόμενες κινήσεις που επιτυγχάνεται λόγω του υποβρυχίου σχήματος των γαστρών κάτω από την επιφάνεια και της μικρής επιφανείας της ισάλου τομής των δοκών στηρίξεως εις το μεσοδιάστημα μεταξύ αέρος και νερού

ΑΞΙΟΠΛΟΙΑΑξιοπλοΐα είναι η ποιότητα που έχει ένα θαλάσσιο σκάφος για να πετύχει την προορισμένη αποστολή του. Για να  ανταπεξέλθουν  στις

basic understanding of the effects of the marine environment with regard to the vehicle’s (1) structure, (2) stability and motions, and (3) resistance and powering requirements.

Units and Definitions The introduction of SI units to the marine engineering field presents somewhat of a revolutionary change.

Displacement, for instance, is a force and therefore is expressed in newtons (N) or meganewtons (MN); what for many years has been known as a 10,000-ton ship therefore becomes a 99.64-MN ship. To assist in the change, examples and data have been included in both USCS and SI units.

The displacement D is the weight of the water displaced by the immersed part of the vehicle. It is equal (1) to the buoyant force exerted on the vehicle and (2) to the weight of the vehicle (in equilibrium) and everything on board.

Displacement is expressed in long tons equal to 1.01605 metric tons or 2,240 lb (1 l= 5 4.448 N). The specific weight of seawater averages about 64 lb/ft; hence, the displacement in seawater is measured by the displaced volume divided by 35. In fresh

υπευθυνότητες τους και να παράσχουν αξιόπλοα σκάφοι οι ναυτικοί μηχανικοί πρέπει να έχουν μία βασική κατανόηση των επιδράσεων του θαλασσίου περιβάλλοντος σε σχέση με της ανάγκες του σκάφους ως προς (1) την κατασκευή, (2) Ευστάθεια και διατυχισμούς (3)  Αντιστάσεις και Πρόωση

Μονάδες μέτρησης και Ορισμοί Η εισαγωγή του συστήματος μονάδων SI στο πεδίο της ναυτικής μηχανικής  παρουσιάζει κάπως ένα είδος επαναστατικής αλλαγής.

Το εκτόπισμα παραδείγματος χάριν είναι μία δύναμη και επομένως εκφράζεται σε Νιούτον (Ν)  ή Μεγα-Νιούτον (ΜΝ) αυτό που για πολλά χρόνια ήταν γνωστό ως 10,000 Τόνων πλοίο τώρα γίνεται ένα 99.64-ΜΝ πλοίο. Διά να βοηθήσουν στην αλλαγή παραδείγματα και πίνακες περιλαμβάνονται στην αμερικανική Ακτοφυλακή και στο σύστημα  SI

Το εκτόπισμα D είναι το βάρος του εντοπιζόμενου νερού από το υπό την επιφάνεια του νερού ευρισκόμενο τμήμα του σκάφους. Είναι ίσο (1) με την δύναμη της άνωσης η οποία εφαρμόζεται στο σκάφος (2) με το βάρος του σκάφους (σε ισορροπία) και οτιδήποτε ευρίσκεται επί αυτού. Το εκτόπισμα εκφράζεται σε Αμερικάνικους τόνους που είναι ίσος 1.01605 metric tons or 2,240 lb (1 lb = 4.448 N). Το ειδικό βάρος του θαλάσσιου νερού είναι περίπου

water, divide by 35.9.

(Specific weight of seawater 5 10,053 N/m3; 1 MN = 99.47 m3; D = 99.47 MN; in fresh water 1 MN = 102 m3.) Two measurements of a merchant ship’s earning capacity that are of significant importance to its design and operation are deadweight and tonnage.

The deadweight of a ship is the weight of cargo, stores, fuel, water, personnel, and effects that the ship can carry when loaded to a specific load draft. Deadweight is the difference between the load displacement, at the minimum permitted freeboard, and the light displacement, which comprises hull weight and machinery.

Deadweight is expressed in long tons (2,240 lb each) or MN. The volume of a ship is expressed in tons of 100 ft3 (2.83 m3) each and is referred to as its tonnage.

Charges for berthing, docking, passage through canals and locks, and for many other facilities are based on tonnage.

Gross tonnage is based on cubic capacity below the tonnage

64 lb/ft; επομένως, το εκτόπισμα στην θάλασσα είναι ο μετρούμενος εκτοπισμένος όγκος διαιρεμένος με το 35. Εις το γλυκό νερό, διαιρέστε με το 35.9

(Ειδικό βάρος θαλάσσιου νερού = 10,053 N/m3; 1 MN= 5 99.47 m3; D =99.47 MN; στο γλυκό νερό 1 MN = 102 m3.)

Δύο μετρήσεις της εμπορικής αξίας ενός πλοίου που έχουν μεγάλη σπουδαιότηταστη σχεδίαση και την λειτουργία του είναι το νεκρό βάρος και το τονάζ.

Το νεκρό βάρος ενός πλοίου είναι το βάρος του φορτίου, των αναλώσιμων ( stores), καυσίμων, νερού, πληρώματος και ειδών που το πλοίο μπορεί να μεταφέρει όταν είναι φορτωμένο σε ένα συγκεκριμένο έμφορτο βύθισμα. Το νεκρό βάρος είναι η διαφορά μεταξύ έμφορτου εκτοπίσματος με την ελάχιστη επιτρεπτή  εφεδρική πλευστότητα και του άφορτου εκτοπίσματος το οποίο συμπεριλαμβάνει το βάρος του σκάφους μετά των μηχανημάτων του.

Το νεκρό βάρος εκφράζεται σε Αμερικάνικους τόνους που είναι ίσος με (2,240 lb έκαστος) ή MN. Ο όγκος ενός πλοίου εκφράζεται σε τόνους (100 κυβ. πόδια ή 2.83 m3) έκαστος και αναφέρεται ως το τονάζ του.

Χρεώσεις για ελλιμενισμούς, πέρασμα διωρύγων και πολλές άλλες  ευκολίες βασίζονται στο

deck, generally the uppermost complete deck, plus allowances for certain compartments above, which are used for cargo, passengers, crew, and navigating equipment

Deduction of spaces for propulsion machinery, crew quarters, and other prescribed volumes from the gross tonnage leaves the net tonnage.

The dimensions of a ship may refer to the molded body (or form   defined by the outside of the frames), to general outside or overall dimensions, or to dimensions on which the determination of tonnage or of classification is based.

There are thus (1) molded dimensions, (2) overall dimensions, (3) tonnage dimensions, and (4) classification dimensions. The published rules and regulations of the classification societies and the U.S. Coast Guard should be consulted for detailed information

The designed load waterline (DWL) is the waterline at which a ship  would float freely, at rest in still water, in its normally loaded or designed condition. The keel line of most ships is parallel to DWL. Some   are designed to slope downward toward the stern, termed  designed drag

A vertical line through the intersection of DWL and the foreside of    the stem is called the forward perpendicular, FP.

τονάζ.

Η Ολική Χωρητικότητα είναι βασισμενη στην κυβική χωρητικότητα κάτω από κατάστρωμα του τονάζ, γενικά το υψηλότερο πλήρες κατάστρωμα, με πρόσθετα περιθώρια για ορισμένα υψηλότερα καταστρώματα , τα οποία χρησιμοποιούνται για φορτίο, πλήρωμα, και συσκευές ναυσιπλοΐας Έκπτωση των χώρων για τα μηχανήματα πρόωσης, χώρους ενδιαιτήσεως πληρώματος και άλλους προδιαγεγραμμένους όγκους από την ολική χωρητικότητα  μας αφήνει την καθαρή χωρητικότητα. Οι διαστάσεις μπορούν να αναφέρονται στις διαστάσεις σχεδιάσεως ( ή στο σχήμα το οποίο καθορίζεται από το εξωτερικό των νομέων), στις γενικές εξωτερικές ή ολικές διαστάσεις ή στις διαστάσεις επάνω στις οποίες αποφασίζεται η χωρητικότητα ή βασίζεται η κατάταξη στους νηογνώμονες. Υπάρχουν επομένως (1) οι διαστάσεις σχεδιάσεως, (2) οι ολικές διαστάσεις (3) οι διαστάσεις χωρητικότητας, και (4) οι διαστάσεις της κατάταξης. Οι εκδοθέντες κανονισμοί των νηογνωμόνων και της Αμερικανικής Ακτοφυλακής πρέπει να συμβουλεύονται για λεπτομερείς πληροφορίες

Η σχεδιαστική έμφορτος ίσαλος γραμμή (DWL) είναι η ίσαλος γραμμή στην οποία ένα πλοίο θα έχει ελευθέρα πλεύση, σε ηρεμία και ακίνητο νερό, σε κανονική φόρτωση ή σε σχεδιαστική κατάσταση. Η γραμμή της τρόπιδας στα περισσότερα πλοία είναι παράλληλη με την σχεδιαστική έμφορτο ίσαλο,(DWL). Μερικές είναι σχεδιασμένες να κλίνουν προς  τα κάτω στην διεύθυνση της πρύμης και αποκαλούνται έμπρυμνο τράβηγμα

A vertical line through the intersection of DWL with the after side of the straight portion of the rudder post, with the after side of the stern contour, or with the centerline of the rudder stock (depending upon stern configuration), is called the after perpendicular, AP.

The length on the designed load waterline, LWL, is the length measured at the DWL, which, because of the stern configuration, may be equal to the length between perpendiculars, Lpp. The classification society length is commonly noted as Lpp. The extreme length of the ship is the length overall, LOA.

The molded beam B is the extreme breadth of the molded form. The extreme or overall breadth is occasionally used, referring to the extreme transverse dimension taken to the outside of the plating.

The draft T (molded) is the distance from the top of the keel plate or bar keel to the load waterline. It may refer to draft amidships, forward, or aft.

Trim is the longitudinal inclination of the ship usually expressed as the difference between the draft forward, TF, and the draft aft, TA.

 

Μία κάθετος γραμμή στο σημείο που τέμνονται η σχεδιαστική έμφορτος ίσαλος (DWL) και η εμπρόσθια πλευρά της πλώρης καλείται πρωραία κάθετος (FP)

Μία κάθετος γραμμή στο σημείο που τέμνονται η σχεδιαστική έμφορτος ίσαλος (DWL) με το πρυμναίο ευθύ τμήμα του ποδόσταμου, με την πρυμναία καμπύλη του ποδόσταμου  ή με την αξονική του άξονα του πηδαλίου (εξαρτώμενο από την διάταξη  του ποδόσταμου καλείται πρυμναία κάθετος (ΑΡ)

Το μήκος στην σχεδιαστική έμφορτος ίσαλο (DWL), είναι το μήκος μετρούμενο στην σχεδιαστική έμφορτος ίσαλο (DWL), το οποίο λόγω της διάταξης του ποδόσταμου μπορεί να είναι ίσο με το μήκος μεταξύ των καθέτων, Lbp. Το μήκος για τους νηογνώμονες συνήθως σημειώνεται ως Lpp. Το μέγιστο μήκος του πλοίου είναι το ολικό μήκος, LOA.

Το πλάτος σχεδίασης Β είναι το μέγιστο φάρδος, χωρίς το πάχος του ελάσματος. Το μέγιστο φάρδος χρησιμοποιείται περιστασιακά αναφερόμενο στη μέγιστη εγκάρσια διάσταση η οποία λαμβάνεται εξωτερικά των ελασμάτων

Το βύθισμα Τ (σχεδίασης) είναι η απόσταση από την κορυφή του ελάσματος της  καρένας ή της ράβδου της καρένας μέχρι την έμφορτο ίσαλο. Μπορεί να αναφέρεται  στο βύθισμα εις το μέσο του πλοίου, πρώρα ή πρίμα..

Διαγωγή είναι η διαμήκης κλίση του πλοίου συνήθως εκφραζόμενη η διαφορά μεταξύ του πρωραίου βυθίσματος, TF, και του πρυμναίου βυθίσματος, TA

Coefficients of Form Assume the following notation: L=length on waterline; B = beam; T = draft; Δ = volume of displacement; AWP =area of water plane; AM = area of midship section, up to draft T; v = speed in ft/s (m/s); and V = speed in knots.

Block coefficient, CB 5 = Δ/LBT, may vary from about 0.38, for high powered yachts and destroyers, to greater than 0.90 for slow-speed seagoing cargo ships and is a measure of the fullness of the underwater body.

Midship section coefficient, CM = AM /BT, varies from about 0.75 for tugs or trawlers to about 0.99 for cargo ships and is a measure of the fullness of the maximum section.

Prismatic coefficient, , CP = Δ /LAM = CB /CM, is a measure of the fullness of the

Συντελεστές Μορφής Θεωρήστε τον ακόλουθο συμβολισμό L= μήκος στην ίσαλο γραμμή, B = πλάτος, T = βύθισμα, Δ= Όγκος εκτοπίσματος, AWP = Επιφάνεια παρισάλου, AM = Επιφάνεια μέσης τομής, έως το βύθισμα Τ , v = ταχύτητα σε ft/s (m/s);  και V = ταχύτητα σε κόμβους.

Συντελεστής Γάστρας, CB = Δ/LBT μπορεί να ποικίλει από 0.38, για ταχύπλοα κότερα και αντιτορπιλικά, έως 0.90 για χαμηλής ταχύτητας φορτηγά πλοία και είναι μία μέτρηση της πληρότητας του υποβρυχίου τμήματος του πλοίου.

Συντελεστής Μέσης Τομής, CM = AM /BT, ποικίλει από 0.75 για ρυμουλκά ψαράδικα έως 0.99 για φορτηγά πλοία και είναι μία μέτρηση της πληρότητας  της μεγίστης εγκάρσιας τομής

Πρισματικός συντελεστής, CP = Δ /LAM = CB /CM είναι μία μέτρηση της

ends of the hull, and is an important parameter in powering estimates.

Water-plane coefficient, CWP = AWP/LB, ranges from about 0.67 to 0.95, is a measure of the fullness of the water plane, and may be estimated by CWP = 2⁄3CB + 1⁄3.  

Displacement/length ratio, ΔL = Δ/(L/100)3, is a measure of the slenderness of the hull, and is used in calculating the power of ships and in recording the resistance data of models.

A similar coefficient is the volumetric coefficient, CV  = Δ /(L/10)3, which is commonly used as this measure. Table 11.3.1 presents typical values of the coefficients with representative values for Froude number = v/gL. 

Structure The structure of a ship is a complex assembly of small pieces of material. Common hull structural materials for small boats are wood, aluminum, and fiberglass-reinforced plastic. Large ships are nearly always constructed of steel.

Past practices of using aluminum in superstructures are usually nowadays limited to KG-critical ship designs. The analysis of a ship structure is accomplished through the following simplified steps:

(1) Assume that the ship behaves like a

πληρότητας, των άκρων του σκάφους και είναι σπουδαία παράμετρος για τους υπολογισμούς της αναγκαίας ισχύος

Συντελεστής επιφανείας παρισάλου, CWP = AWP/LB, κυμαίνεται από 0.67 έως 0.95 είναι μία μέτρηση της πληρότητας της επιφανείας παρισάλου, και μπορεί να υπολογισθεί με CWP = 2⁄3CB + 1⁄3

Λόγος Εκτοπίσματος / Μήκους,  ΔL = Δ/(L/100)3 είναι μία μέτρηση της λεπτότητας της γάστρας και χρησιμοποιείται για τους υπολογισμούς της ισχύος των πλοίων και την καταγραφή των πληροφοριών σχετικά με την αντίσταση των μοντέλων

Ένας παρόμοιος συντελεστής όγκου, CV  = Δ /(L/10)3, ο οποίος συνήθως ως ίδια μέτρηση. Η Εικόνα 11.3.1 παρουσιάζει τυπικές τιμές αυτών των συντελεστών με αντιπροσωπευτικές τιμές του αριθμού Froude = v/gL. 

Κατασκευή Η κατασκευή ενός πλοίου είναι μία πολύπλοκη συναρμολόγηση μικρών τεμαχίων Συνήθη υλικά για την κατασκευή μικρών πλεούμενων είναι η ξυλεία, το αλουμίνιο και τα πλαστικά ενισχυμένα με υάλινες ίνες. Τα μεγάλα πλοία είναι σχεδόν πάντοτε  κατασκευασμένα από χάλυβα.

Παρελθούσες πρακτικές της χρήσης αλουμινίου στις υπερκατασκευές συνήθως σήμερα περιορίζονται για σχεδιάσεις πλοίων με κρίσιμο  KG Η ανάλυση μιας κατασκευής πλοίου επιτυγχάνεται μέσω των ακόλουθων απλοποιημένων βημάτων .

box-shaped girder supported on a simple wave system; (2) estimate the loads acting on the ship, using simplified assumptions regarding weight and buoyancy distribution;

(3) calculate the static shear forces and bending moments; (4) analyze the resulting stresses; and (5) iterate the design until the stresses are acceptable.

The maximum longitudinal bending stresses which result from such simplified loading assumptions are used as an indicator of the maximum stress that will be developed, and an approximate factor of safety is introduced to allow for stresses induced from other types of external loading, from local loadings, from stress concentration, and from material fatigue over the life of the ship.

Weight, buoyancy, and load curves (Figs. 11.3.2 and 11.3.3) are developed for the ship for the determination of shear force and bending moment. Several extreme conditions of loading may be analyzed.

The weight curves include the weights of the hull, superstructure, rudder, and castings, forgings, masts, booms, all machinery and accessories, solid ballast, anchors, chains, cargo, fuel, supplies, passengers, and baggage.

Each individual weight is distributed over a length equal to the distance between frames at the location of that particular weight..

(1) Υποθέστε ότι το πλοίο συμπεριφέρεται ως μία κυλοδοκός στηριζόμενη επάνω σε ένα απλό σύστημα κύματος, (2) Υπολογίστε τα φορτία που ενεργούν στο πλοίο, χρησιμοποιώντας απλοποιημένες υποθέσεις σχετικά με τηνκατανομή των βαρών και ανώσεως, (3) Υπολογίστε τις στατικές δυνάμεις διάτμησης καιτις ροπές κάμψεως, (4) Αναλύστε τις εμφανιζόμενες τάσεις, και (5) επαναϋπολογίστε την σχεδίαση έως ότου οι τάσεις είναι αποδεκτές.

Η μέγιστες διαμήκεις τάσεις κάμψεως οι οποίες προκύπτουν από αυτές τις απλοποιημένες παραδοχές φορτίων χρησιμεύουν σαν ένδειξη των μέγιστων τάσεων που θα αναπτυχθούν και ένας κατά προσέγγιση συντελεστής ασφαλείας εισάγεται για να αντιμετωπισθούν οι τάσεις που θα αναπτυχθούν από άλλους τύπους εξωτερικών φορτίων, από τοπικά φορτία, από συγκέντρωση τάσεων και από κόπωση του υλικού κατά την διάρκεια της ζωής του πλοίου

Καμπύλες βάρους, ανώσεως, και φορτίων (Figs. 11.3.2 και 11.3.3) βγαίνουν για το πλοίο για τον καθορισμό των διατμητικών δυνάμεων και των καμπτικών ροπών. Διάφορες ακραίες καταστάσεις φορτίων μπορούν να αναλυθούν. Οι καμπύλες βάρους περιλαμβάνουν το βάρος της κατασκευής του σκάφους, των υπερκατασκευών, του πηδαλίου, των χυτών και σφυρήλατων τεμαχίων, των ιστών και των άλμπουρων, όλων των μηχανημάτων και των παρελκόμενων, του μονίμου έρματος, των αγκυρών,  αλύσων , φορτίου, καυσίμων,  επιβατών και αποσκευών.  Κάθε ένα συγκεκριμένο βάρος διανέμεται σε ένα μήκος ίσο με την απόσταση μεταξύ  νομέων στην θέση του συγκεκριμένου βάρους

The traditional method of calculating the maximum design bending moment involved the determination of weight and buoyancy distributions with the ship poised on a wave of trochoidal form whose length Lw is equal to the length of the ship, Lpp , and whose height Hw = Lw/20

.

more accurately model waves whose lengths exceed 300 ft, Hw 5 1.1L  is widely used (including standard use by the U.S. Navy), and others   

have been suggested and applied. With the wave crest amidships, ship is in a hogging condition (Fig. 11.3.4a); the deck is in tension and the bottom shell in compression. With the trough amidships, the ship is in a sagging condition (Fig. 11.3.4b); the deck is in compression and the bottom in tension.

For normal cargo ships with the machinery amidships the hogging condition produces

. Η παραδοσιακή μέθοδος για τον υπολογισμό της μεγίστης καμπτικής ροπής σχεδιάσεως θεωρούσε την διανομή των βαρών και της άντωσης με το πλοίο να στέκεται επάνω σε ένα κύμα τροχοειδούς μορφής του οποίου το μήκος Lw είναι ίσο με το μήκος του πλοίου, Lpp , και του οποίου το ύψος Hw = Lw/20

περισσότερο ακριβές μοντέλο κυμάτων των οποίων τα μήκη υπερβαίνουν τα 300 ποδ. Hw 5 1.1L χρησιμοποιείται ευρέως (συμπεριλαμβανομένου και του Αμερικάνικου Πολεμικού Ναυτικού) και

άλλων έχει προταθεί και εφαρμοσθεί. Με την κορυφή του κύματος είναι στο μέσο του πλοίου, το πλοίο είναι σε κατάσταση hogging (Fig. 11.3.4a); το κατάστρωμα είναι σε εφελκυσμό και τα ελάσματα του πυθμένα σε συμπίεση. Mε το κοίλωμα του κύματος στη μέση το πλοίο είναι σε κατάσταση sagging  (Fig. 11.3.4b); το κατάστρωμα είναι σε συμπίεση και ο πυθμένας σε εφελκυσμό.

Για συνήθη φορτηγά πλοία με το μηχανοστάσιο στη μέση η κατάσταση

the highest bending moment, whereas for normal tankers and ore carriers with the machinery aft, the sagging condition gives the highest bending moment.  The artificiality of the above assumption should be apparent; nevertheless, it has been an extremely useful one for many decades, and a  great deal of ship data have been accumulated upon which to base refinements. Many advances have been made in the theoretical prediction of the actual loads a ship is likely to experience in a realistic, confused seaway over its life span. Today it is possible to predict reliably the bending moments and shear forces a ship will experience over a  short term in irregular seas.

Long-term prediction techniques use a probabilistic approach which associates load severity and expected periodicity to establish the design load.

In determining the design section modulus Z which the continuous longitudinal material in the midship section must meet, an allowable  bending stress σ-all must be introduced into the bending stress equation. Based on past experience, an appropriate choice of such an  allowable stress is 1.19 L1/3 tons/in2 (27.31 L1/3 MN/m2) with L in ft (m). 

 For ships under 200 ft (61 m) in length, strength requirements are  dictated more on the basis of locally induced stresses than longitudinal bending stresses.

This may be accounted for by reducing the allowable stress based on the above equation or by reducing the K values indicated by the trend in Table 11.3.2 for the calculation of the ship’s bending

hogging προκαλεί την υψηλότερη καμπτική ροπή, ενώ για συνήθη δεξαμενόπλοια και πλοία μεταλλεύματος με το μηχανοστάσιο πρίμα, η κατάσταση   sagging  προκαλεί την υψηλότερη καμπτική ροπή Η τεχνική προσέγγιση της ανωτέρω υπόθεσης είναι εμφανής, παρ' όλα ταύτα ήταν πολύ χρήσιμη για πολλές δεκαετίες, και πάρα πολλά στοιχεία έχουν συσσωρευτεί πάνω στα οποία μπορείς να κάνεις τελειοποιήσεις. Πολλές πρόοδοι έχουν γίνει στη θεωρητική πρόβλεψη των πραγματικών φορτίων τα οποία είναι πιθανόν να δεχθεί ένα πλοίο σε πραγματικές συνθήκες θαλασσοταραχής στη διάρκεια της ζωής του. Σήμερα είναι δυνατόν αξιόπιστα να προβλέψουμε τις καμπτικές ροπές και τις διατμητικές δυνάμεις που ένα πλοίο θα βιώσει βραχυχρόνια σε ακανόνιστες θάλασσες. Τεχνικές μακροχρόνιων προβλέψεων χρησιμοποιούν στατιστική προσέγγιση η οποία περιλαμβάνει την δριμύτητα του φορτίου και την αναμενόμενη περιοδικότητα του για να καθορίσουν το φορτίο σχεδιάσεως  Για να αποφασισθεί το η σχεδιαστική ροπή αδρανείας της διατομής Ζ την οποία το συνεχές διάμηκες υλικό στην μέση τομή, πρέπει να ανταποκριθεί, μία επιτρεπτή τάση στην κάμψη σ-επιτρ. πρέπει να εισαχθεί στην εξίσωση. Βασισμένοι σε προηγούμενη πείρα, μία σωστή επιλογή για ένα σ-επιτρεπόμενο είναι 1.19 L^1/3 tons/in2 (27.31 L^1/3 MN/m2)  με L σε ft (m) Για πλοία μήκους κάτω των 200 ft (61 m) οι απαιτήσεις αντοχής υπαγορεύονται περισσότερο στη βάση των τοπικών αναπτυσσομένων τάσεων από τις διαμήκεις αναπτυσσόμενες καμπτικές τάσεις. Αυτό μπορεί να αντιμετωπισθεί με μείωση της επιτρεπόμενης τάσης βασιζόμενοι στην ανωτέρω εξίσωση ή μειώνοντας την τιμή του Κ όπως φαίνεται επικρατούσα τάση

moment.

For aluminum construction, Z must be twice that obtained for steel construction. Minimum statutory values of section modulus are published by the U.S. Coast Guard in ‘‘Load Line Regulations.’’ Shipbuilding classification societies such as the American Bureau of Shipping have section modulus standards somewhat greater.

The maximum bending stress at each section can be computed by theequationσ = M / Z   where σ = maximum bending stress, lb/in^2 (N/m2) or tons/in2 (MN/m^2 ); M = maximum bending moment, ft * lb (N*m) or ft*tons; Z = section modulus, in^2*ft (m^3); Z = I/y, where I = minimum vertical moment of inertia of section, in^2 * ft^2 (m^4), and y = maximum distancesfrom neutral axis to bottom and strength deck, ft (m).

The maximum shear stress can be computed by the equationτ = Vac/It where τ = horizontal shear stress, lb/in2 (N/m2 ); V = shear force, lb(N); ac = moment of area above shear plane under consideration taken

στον πίνακα 11.3.2 για τον υπολογισμό της καμπτικής ροπής του πλοίου

Για κατασκευές αλουμινίου το Ζ πρέπει να είναι το διπλάσιο από αυτό που παίρνουμε για τις χαλύβδινες κατασκευές. Ελάχιστες εκ των κανονισμών τιμές της ροπής αδρανείας επιφάνειας έχουν εκδοθεί από την Αμερικανική Ακτοφυλακή στους "Κανονισμούς για την Γραμμή Φόρτωσης"  Οι Νηογνώμονες όπως ο Αμερικανικός έχουν πρότυπα για  για την ροπή αδρανείας επιφάνειας κάπως μεγαλύτερα

Η μεγίστη τάση κάμψης σε κάθε τμήμα μπορεί να υπολογιστεί με την εξίσωση σ = M / Z όπου σ = μεγίστη τάση κάμψης, lb/in^2 (N/m2) or tons/in2 (MN/ m^2 ); M = μεγίστη καμπτική ροπή, ft * lb (N*m) ή ft* tons; Z = Ροπή αδρανείας επιφάνειας, in^2*ft (m^3); Z = I/y, όπου I = Ροπή αδρανείας του τμήματος σε in^2*ft^2 (m^4), και y = μεγίστη απόσταση από τον ουδέτερο άξονα στον πυθμένα και στο κατάστρωμα αντοχής, ft (m).  

Η μεγίστη τάση διάτμησης μπορεί να υπολογιστεί με την εξίσωση τ = Vac/It όπου τ = οριζόντια τάση διάτμησης, lb/in^2 (N/m^2 ); V = δύναμη διάτμησης,  lb (Ν); ac = ροπή επιφάνειας άνωθεν του επιπέδου διάτμησης

about neutral axis, ft^3 (m^3); I = vertical moment of inertia of section,in^2*ft^2 (m^4); t = thickness of material at shear plane, ft (m).For an approximation, the bending moment of a ship may be computed by the equation

M = Δ L/K ft ; tons (MN*m) where D 5 displacement, tons (MN); L 5 length, ft (m); and K is as listed in Table 11.3.2.

The above formulas have been successfully applied in the past as aconvenient tool for the initial assessment of strength requirements forvarious designs. At present, computer programs are routinely used inship structural design. Empirical formulas for the individual calculationof both still water and wave-induced bending moments have been derivedby the classification societies. They are based on ship length,breadth, block coefficient, and effective wave height (for the waveinducedbending moment). Similarly, permissible bending stresses arecalculated from formulas as a function of ship length and its serviceenvironment. Finite element techniques in the form of commerciallyavailable computer software packages combined with statistical reliabilitymethods are being applied with increasing frequency.

For ships, the maximum longitudinal bending stresses occur in thevicinity of the midship section at the deck edge and in the bottomplating. Maximum shear stresses occur in the shell plating in the vicinityof the quarter points at the neutral axis. For long, slender girders, such asships, the maximum shear stress is small

υπό εξέταση από τον ουδέτερο άξονα, ft^3 (m^3); I = κάθετη ροπή αδρανείας της τομής, in^2 * ft2 (m^4); t = πάχος του υλικού στο επίπεδο διάτμησης,  ft (m).  

Για μία προσέγγιση, η ροπή κάμψης ενός πλοίου μπορεί υπολογιστεί με την εξίσωση  

M = Δ L/K ft ; tons (MN*m) όπου Δ = εκτόπισμα, tons (MN); L = Μήκος ft (m); και K είναι στον κατάλογο του Πίνακα 11.3.2    

Οι ανωτέρω μαθηματικοί τύποι έχουν επιτυχώς εφαρμοσθεί στο παρελθόν σαν χρήσιμο εργαλείο για τις αρχικές εκτιμήσεις απαιτήσεων σε αντοχή διαφόρων σχεδιάσεων. Σήμερα, προγράμματα υπολογιστών μονότονα χρησιμοποιούνται στις κατασκευαστικές μελέτες και σχεδιάσεις των πλοίων. Εμπειρικοί τύποι για κατά περίπτωση υπολογισμούς αμφότερα σε ακίνητο νερό και σε καμπτικές ροπές λόγω κυματισμού έχουν προκύψει από νηογνώμονες. Είναι βασισμένοι στο μήκος του πλοίου, στο πλάτος, στον συντελεστή γάστρας, και το δρών ύψος κύματος (για την εκ του κύματος  προερχόμενη ροπή κάμψης). Παρομοίως, επιτρεπτές τάσεις κάμψης υπολογίζονται από τύπους σαν συνάρτηση του μήκους του πλοίου και το περιβάλλον των ταξιδιών του. Τεχνικές πεπερασμένων στοιχείων με εμπορικά διαθέσιμα προγράμματα υπολογιστών συνδυασμένα με αξιόπιστες στατιστικές μεθόδους εφαρμόζονται με αυξανόμενη συχνότητα.

Για πλοία, η μέγιστη διαμήκης τάση κάμψης εμφανίζεται εις την γειτνιάζουσα περιοχή της μέσης τομής στις άκρες του καταστρώματος και στα ελάσματα του πυθμένα Οι μέγιστες τάσεις διάτμησης εμφανίζονται στα ελάσματα του κελύφους εις την γειτνιάζουσα περιοχή στα σημεία

compared with the maximumbending stress.

The structure of a ship consists of a grillage of stiffened platingsupported by longitudinals, longitudinal girders, transverse beams,transverse frames, and web frames. Since the primary stress system inthe hull arises from longitudinal bending, it follows that the longitudinallycontinuous structural elements are the most effective in carrying and distributing this stress system. The strength deck, particularly at theside, and the keel and turn of bilge are highly stressed regions. The shellplating, particularly deck and bottom plating, carry the major part of thestress.

Other key longitudinal elements, as shown in Fig. 11.3.5, are longitudinaldeck girders, main deck stringer plate, gunwale angle, sheerstrake, bilge strake, inner bottom margin plate, garboard strake, flatplate keel, center vertical keel, and rider plate.Transverse elements include deck beams and transverse frames andweb frames which serve to support and transmit vertical and transverseloads and resist hydrostatic pressure.Good structural design minimizes the structural weight while providingadequate strength, minimizes interference with ship function, providesfor effective continuity of the structure, facilitates stress flowaround deck openings and other stress obstacles, and avoids squarecorner discontinuities in the plating and other stress concentration ‘‘hotspots.’’

των τετάρτων εις τον ουδέτερο άξονα. Για μακρόστενες δοκούς όπως είναι τα πλοία η μέγιστη τάση διάτμησης είναι μικρή συγκρινόμενη με την μέγιστη τάση σε κάμψη

Η σιδηρά κατασκευή ενός πλοίου αποτελείται πλέγμα ενισχυτικών ελασμάτων τα οποία στηρίζονται από τα διαμήκη, διαμήκεις δοκούς, εγκάρσιους δοκούς, εγκάρσιους νομείς και κύριους εγκάρσιους νομείς. Καθόσον το πρωτεύων σύστημα τάσεων προκύπτει από διαμήκη κάμψη, έπεται ότι τα συνεχή διαμήκη στοιχεία της κατασκευής είναι τα πλέον αρμόδια να μεταφέρουν και να διανέμουν αυτό το σύστημα τάσεων. Το κατάστρωμα αντοχής, ειδικώς στην πλευρά, και η τρόπιδα και οι πλευρικές καμπυλώσεις του πυθμένα είναι περιοχές υψηλών τάσεων. Τα ελάσματα του κελύφους και ειδικά τα ελάσματα του καταστρώματος και του πυθμένα, μεταφέρουν  το κύριο μέρος των τάσεων .Άλλα σημαντικά διαμήκη στοιχεία όπως φαίνονται στην εικ. 11.3.5 είναι deck girders, main deck stringer plate, gunwale angle, sheer  strake, bilge strake, inner bottom margin plate, garboard strake, flat plate keel, center vertical keel, and rider plate

Εγκάρσια στοιχεία περιλαμβάνουν ενισχύσεις καταστρώματος και εγκάρσιους νομείς τα οποία εξυπηρετούν στο να στηρίζουν και να μεταφέρουν κάθετα και οριζόντια φορτία και να ανθίστανται στη υδροστατική πίεση. Η καλή σχεδίαση της σιδηροκατασκευής ελαχιστοποιεί το βάρος της κατασκευής ενώ παρέχει επαρκή αντοχή, ελαχιστοποιεί τα εμπόδια με την λειτουργία του πλοίου, παρέχει ομοιόμορφη συνέχιση της κατασκευής, διευκολύνει την ροή των τάσεων γύρω από τα ανοίγματα του καταστρώματος και άλλα εμπόδια στις

A longitudinally framed ship is one which has closely spaced longitudinalstructural elements and widely spaced transverse elements. A transversely framed ship has closely spaced transverse elements andwidely spaced longitudinal elements. Longitudinal framing systems aregenerally more efficient structurally, but because of the deep webframes supporting the longitudinals, it is less efficient in the use of internal space than the transverse framing system.

Where interruptions of open internal spaces are unimportant, as in tankers and bulk carriers,longitudinal framing is universally used. However, modern practicetends increasingly toward longitudinal framing in other types of ships also

τάσεις, και αποφεύγονται ανοίγματα με ορθές γωνίες στα ελάσματα και άλλα "καυτά σημεία" συγκεντρώσεως  των τάσεων Ένα διάμηκες κτισμένο πλοίο είναι ένα το οποίο έχει ανά μικρά διαστήματα  διαμήκη κατασκευαστικά στοιχεία και σε μεγάλα διαστήματα τα εγκάρσια στοιχεία Ένα εγκάρσια κτισμένο πλοίο έχει ανά μικρά διαστήματα  εγκάρσια στοιχεία και σε μεγάλα διαστήματα τα διαμήκη στοιχεία. Το διάμηκες σύστημα κτισίματος είναι γενικά ποιό αποδοτικό κατασκευαστικά, αλλά λόγω των μεγάλων κύριων νομέων  οι οποίοι στηρίζουν τα διαμήκη, είναι λιγότερο αποδοτικό στη χρησιμοποίηση του εσωτερικού χώρου από το εγκάρσιο σύστημα κτισίματος Όπου διακοπές ανοικτών εσωτερικών χώρων είναι άνευ σημασίας, όπως σε δεξαμενόπλοια και μπαλκ-κάριερς  το διάμηκες κτίσιμο γενικά χρησιμοποιείται. Οπωσδήποτε οι σύγχρονες πρακτικές τείνουν  προς το διάμηκες κτίσιμο και σε άλλους τύπους πλοίων επίσης

StabilityA ship afloat is in vertical equilibrium when the force of gravity, actingat the ship’s center of gravity G, is equal, opposite, and in the samevertical line as the force of buoyancy, acting upward at the center of buoyancy B. Figure 11.3.6 shows that an upsetting, transverse couple

acting on the ship causes it to rotate about a longitudinal axis, taking alist φ. G does not change; however, B moves to B1, the centroid of thenew underwater volume. The resulting couple, created by the transverseseparation of the two forces (GZ), opposes the upsetting couple, therebyrighting the ship. A static stability curve (Fig. 11.3.7), consisting ofvalues for the righting arm GZ plotted against angles of inclination (f),gives a graphic representation of the static stability of the ship. Theprimary indicator for the safety of a ship is the maximum righting arm itdevelops and the angle heel at which this righting arm occurs.

For small angles of inclination (f , 10°), centers of buoyancy followa locus whose instantaneous center of curvature M is known as the

  

Ευστάθεια Ένα πλοίο το οποίο επιπλέει είναι σε κατάσταση κάθετης ισορροπίας όταν η δύναμη της βαρύτητας, η οποία εφαρμόζεται στο κέντρο βάρους G,  ενός πλοίου είναι ίση, αντίθετη και στην ίδια κάθετη γραμμή με την δύναμη της άνωσης, η οποία δρα προς τα επάνω στο κέντρο ανώσεως Β, Η εικόνα 11.3.6 δείχνει ένα διαταράσσον εγκάρσιο   

transverse metacenter. When M lies above G (GM . 0), the resultinggravity-buoyancy couple will right the ship; the ship has positive stability.

When G and M are coincident, the ship has neutral stability. When G is above M. (GM<0), negative stability results

Hence GM, known as the transverse metacentric height, is an indication of initial stability of a ship. The transverse metacentric radius BM and the vertical location of thecenter of buoyancy are determined by the design of the ship and can becalculated. Once the vertical location of the ship’s center of gravity isknown, then GM can be found. The vertical center of gravity of practicallyall ships varies with the condition of loading and must be determinedeither by a careful calculation or by an inclining experiment.Minimum values of GM ranging from 1.5 to 3.5 ft (0.46 to 1.07 m),corresponding to small and large seagoing ships, respectively, havebeen accepted in the past. The GM of passenger ships should be under 6percent of the beam to ensure a reasonable (comfortable) rolling period.This relatively low value is offset by the

ζεύγος δυνάμεων επιδρών στο πλοίο να προκαλεί σ' αυτό περιστροφή γύρω από ένα  διαμήκη άξονα, παίρνοντας μία κλίση φ. Το G δεν αλλάζει, οπωσδήποτε, το Β μετακινείτε στο Β1, στο κεντροειδές του

νέου υποβρύχιου όγκου. Το παραχθέν ζεύγος, που δημιουργήθηκε από τον εγκάρσιο διαχωρισμό των δύο δυνάμεων(GZ), αντιμετωπίζει το διαταράσσων ζεύγος επαναφέροντας το πλοίο Μία καμπύλη στατικής ευστάθειας (Εικ. 11.3.7), αποτελούμενη από τιμές του μοχλού επαναφοράς GZ αποτυπωμένες έναντι των γωνιών κλίσεως φ, δίνει μία γραφική αναπαράσταση της στατικής ευστάθειας ενός πλοίου. Ο πρωτεύων δείκτης για την ασφάλεια ενός πλοίου είναι ο μέγιστος μοχλοβραχίονας επαναφοράς και η γωνία κλίσεως στην οποία αυτός ο μοχλοβραχίονας εμφανίζεται. Για μικρές γωνίες κλίσεως (φ < 100), τα κέντρα ανώσεως ακολουθούν μια καμπύλη της οποίας το σημείο γένεσης των στιγμιαίων κέντρων Μ είναι γνωστό ως εγκάρσιο μετάκεντρο . Όταν το Μ είναι πάνω από από το  G (GM >0), το παραγόμενο ζεύγος βαρύτητας - ανώσεως θα επαναφέρει το πλοίο: το πλοίο έχει θετική ευστάθεια.

Όταν συμπίπτουν G και M, το πλοίο έχει ουδέτερη ευστάθεια. Όταν το G είναι πάνω από το M (GM <0), το αποτέλεσμα είναι αρνητική ευστάθεια. Επομένως το GM, είναι γνωστό ως το Εγκάρσιο

generally large range of stabilitydue to the high freeboard of passenger ships.The question of longitudinal stability affects the trim of a ship. As inthe transverse case, a longitudinal metacenter exists, and a longitudinalmetacentric height GML can be determined. The moment to alter trim 1in, MT1, is computed by MT1=ΔGML/12L, ft* tons/in and moment toalter trim 1 m is MT1 = 10^6 ΔGML/L, N*m/m. Displacement Δ is intons and MN, respectively.

The location of a ship’s center of gravity changes as small weights areshifted within the system. The vertical, transverse, or longitudinal componentof movement of the center of gravity is computed by GG1 = w* d/Δ, where w is the small weight, d is the distance the weight isshifted in a component direction, and Δ is the displacement of the ship, which includes w.

Vertical changes in the location of G caused by weight addition orremoval can be calculated by KG1 = ΔKG (+ or – w) Kg /Δ1

where Δ1 = Δ (+ or – w) w and Kg is the height of the center of gravity of wabove the keel.The free surface of the liquid in fuel oil, lubricating oil, and waterstorage and service tanks is deleterious to ship stability. The weight shiftof the liquid as the ship heels can be represented as a virtual rise in G,hence a reduction in GM and the ship’s initial stability.

This virtual rise,called the free surface effect, is calculated by the expression

μετακεντρικό ύψος και είναι μία ένδειξη της αρχικής ευστάθειας ενός πλοίου

 Η εγκάρσια μετακεντρική ακτίνα ΒΜ και η κάθετη θέση του κέντρου ανώσεως αποφασίζονται με τη σχεδίαση ενός πλοίου και μπορούν να υπολογισθούν. Άπαξ και ξέρουμε την κάθετη θέση του κέντρου βάρους του πλοίου, τότε μπορεί να βρεθεί το  GM  . Η κάθετη θέση του κέντρου βάρους πρακτικά όλων των πλοίων διαφέρει με την συνθήκες της φόρτωσης και πρέπει να αποφασισθεί είτε από προσεκτικό υπολογισμό ή μέσω ενός πειράματος ευσταθείας. Ελάχιστες τιμές του GM  κυμαίνονται από 1.5 έως 3.5 ποδ. (0.46 έως 1.07 m), αντιστοίχως σε μικρά και μεγάλα πλοία ανοικτής θαλάσσης, και έχουν γίνει αποδεκτά στο παρελθόν. Το GM  των επιβατηγών πλοίων πρέπει να είναι λιγότερο από 6% του πλάτους των για να εξασφαλιστεί μία λογική (άνετη) περίοδος στον διατοιχισμό Αυτή η σχετικά χαμηλή τιμή αντισταθμίζεται από την γενικά μεγάλη κλίμακα ευστάθειας λόγω της υψηλής εφεδρικής πλευστότητας των επιβατηγών πλοίων. Το θέμα της διαμήκους ευστάθειας επηρεάζει την διαγωγή  ενός πλοίου. Όπως και στην περίπτωση της εγκάρσιας, υπάρχει ένα διάμηκες μετάκεντρο, και ένα διάμηκες μετακεντρικό ύψος GML μπορεί να αποφασισθεί. Η ροπή για να αλλάξει η διαγωγή 1 ίντσα, ΜΤ1, υπολογίζεται με ΜΤ1= ΔGML/12L, ft*tons/in και η ροπή για να αλλάξει η διαγωγή 1m είναι MT1 = 10^6 ΔGML/L,  N*m/m. Το εκτόπισμα Δ είναι σε τόνους και ΝΜ αντίστοιχα. Η θέση του κέντρου βάρους ενός πλοίου αλλάζει καθώς μικρά βάρη αλλάζουν θέση μέσα στο σύστημα. Η κάθετη, εγκάρσια, ή διαμήκης μετακίνηση ενός συνθετικού στοιχείου του κέντρου βάρους υπολογίζεται με GG1 = w* d/Δ, όπου w είναι το μικρό βάρος, d είναι η απόσταση η οποία

GGv =  γi * i / γwΔ   where γi , γw = specific gravities of liquid in tank and sea, respectively;i 5 moment of inertia of free surface area about its longitudinal centroidalaxis; and=5volume of displacement of ship.

The ship designer canminimize this effect by designing long, narrow, deep tanks or by usingbaffles.

μετακινήθηκε το βάρος στη διεύθυνση του του συνθετικού στοιχείου και Δ είναι το εκτόπισμα του πλοίου το οποίο περιλαμβάνει το w Κάθετες αλλαγές στη θέση του G προκαλούμενες από προσθήκη βάρους ή αφαίρεση βάρους μπορεί να υπολογισθεί με  KG1 = ΔKG (+ or -) w Kg /Δ1 όπου Δ1 = Δ (+ or -) w  και  Kg είναι το ύψος του κέντρου βάρους του  w πάνω από την τρόπιδα.- (Κ=Keel) Η ελεύθερη επιφάνεια υγρού των δεξαμενών καυσίμου, λιπαντικού, νερού και και γενικά δεξαμενών εξυπηρέτησης είναι βλαβερές στην ευστάθεια του πλοίου Η μετακίνηση του βάρους του υγρού καθώς το πλοίο παίρνει κλίσεις μπορεί να αναπαρασταθεί με εικονική ανύψωση  του G, με επακόλουθο την μείωση του GM και της αρχικής ευστάθειας του πλοίου.

Αυτή η εικονική ανύψωση καλείται η επίδραση της ελεύθερης επιφάνειας, και υπολογίζεται από τον τύπο  GGv =  γi * i / γwΔ  

όπου γi , γw = τα ειδικά βάρη του υγρού στην δεξαμενή και της θαλάσσης αντίστοιχα,  i = ροπή αδρανείας της επιφάνειας της ελεύθερης επιφάνειας γύρω από διαμήκη άξονα του κεντροειδούς, Δ= όγκος του εκτοπίσματος του πλοίου Ο σχεδιαστής, μελετητής του πλοίου μπορεί να ελαχιστοποιήση αυτή την επίδραση σχεδιάζοντας μακριές, στενές, βαθιές δεξαμενές ή χρησιμοποιώντας διαχωριστικά ελάσματα