Slovo „plavidlo“ zahrnuje všechny druhy vodních plavidel, včetně plavidel bez výtlaku, plavidel WIG a hydroplánů, která se používají nebo mohou používat jako dopravní prostředek na vodě. Základními prvky námořní architektury jsou:
HydrostatikyEdit
Hydrostatiky se týkají podmínek, kterým je plavidlo vystaveno v klidu na vodě, a jeho schopnosti udržet se na hladině. To zahrnuje výpočet vztlaku, výtlaku a dalších hydrostatických vlastností, jako je trim (míra podélného náklonu plavidla) a stabilita (schopnost plavidla obnovit vzpřímenou polohu po naklonění větrem, mořem nebo zatížením).
HydrodynamikaEdit
Hydrodynamika se týká proudění vody kolem trupu, přídě a zádě lodi a přes tělesa, jako jsou listy lodního šroubu nebo kormidla, nebo přes tryskové tunely. Odpor – odpor vůči pohybu ve vodě způsobený především prouděním vody kolem trupu. Na jeho základě se provádí výpočet výkonu. pohon – pohyb plavidla po vodě pomocí lodních šroubů, proudových motorů, vodních trysek, plachet atd. Typy motorů jsou převážně spalovací. Některá plavidla jsou poháněna elektricky pomocí jaderné nebo sluneční energie. pohyby lodi – zahrnují pohyby plavidla v mořské dráze a jeho reakce na vlny a vítr. ovladatelnost (manévrování) – zahrnuje ovládání a udržování polohy a směru plavidla.
Plavba a stabilitaPravit
Plavající těleso má na hladině kapaliny 6 stupňů volnosti ve svých pohybech, které se dělí buď na rotaci, nebo translaci.
- Translace dopředu a dozadu se označuje jako ráz.
- Příčná translace se označuje jako kývání.
- Vertikální translace se označuje jako náklon.
- Rotace kolem příčné osy se označuje jako trim nebo náklon.
- Rotace kolem přední a zadní osy se označuje jako náklon nebo klopení.
- Rotace kolem svislé osy se označuje jako vychýlení.
Podélná stabilita pro podélné sklony, stabilita závisí na vzdálenosti mezi těžištěm a podélným metacentrem. Jinými slovy, základem, v němž loď udržuje své těžiště, je jeho vzdálenost stanovená stejně od zadní i přední části lodi.
Při vznášení tělesa na hladině kapaliny se stále setkává s gravitační silou, která na něj tlačí. Aby se těleso udrželo na hladině a nepotopilo se, působí na něj opačná síla známá jako hydrostatický tlak. Síly působící na těleso musí mít stejnou velikost a stejný směr pohybu, aby se těleso udrželo v rovnováze. Tento popis rovnováhy je přítomen pouze tehdy, když se volně plovoucí těleso nachází ve stojaté vodě, při jiných podmínkách se velikost těchto sil prudce mění a vytváří kývavý pohyb tělesa.
Vztlaková síla je rovna hmotnosti tělesa, jinými slovy, hmotnost tělesa je rovna hmotnosti vody tělesem vytlačené. Tím se k tělesu přidá vztlaková síla o velikosti plochy vynásobené plochou vytlačenou, aby se vytvořila rovnováha mezi povrchem tělesa a hladinou vody.
Stabilita lodi je za většiny podmínek schopna překonat jakoukoli formu omezení nebo odporu, s nimiž se setkává na rozbouřeném moři; lodě však mají nežádoucí vlastnosti při klopení, kdy je rovnováha kmitů při klopení dvakrát větší než kmitů při náklonu, což způsobuje převrácení lodi.
KonstrukceEdit
Konstrukce zahrnuje výběr konstrukčního materiálu, strukturální analýzu globální a lokální pevnosti plavidla, vibrace konstrukčních prvků a strukturální odezvy plavidla při pohybech na mořské dráze. V závislosti na typu lodi se konstrukce a návrh liší v tom, jaký materiál použít a také kolik ho použít. Některé lodě jsou vyrobeny z plastů vyztužených sklem, ale naprostá většina je ocelová, případně s přídavkem hliníku v nástavbě. Celá konstrukce lodi je navržena z panelů ve tvaru obdélníku, které se skládají z ocelového opláštění podepřeného na čtyřech hranách. V kombinaci na velké ploše tvoří mřížky trup lodi, palubu a přepážky, přičemž stále zajišťují vzájemnou podporu rámů. Ačkoli je konstrukce lodi dostatečně pevná, aby se udržela pohromadě, hlavní síla, kterou musí překonávat, je podélný ohyb vytvářející napětí proti trupu, její konstrukce musí být navržena tak, aby byl materiál co nejvíce rozložen dopředu a dozadu. Hlavními podélnými prvky jsou paluba, obšívka pláště, vnitřní dno, které mají podobu roštů, a jejich dodatečné podélné protažení. Rozměry lodi jsou takové, aby se vytvořily dostatečné rozestupy mezi výztuhami a zabránilo se tak jejich vybočení. Válečné lodě používaly systém podélného vyztužení, který převzalo mnoho moderních obchodních lodí. Tento systém byl široce používán na prvních obchodních lodích, jako byla SS Great Eastern, ale později se přešlo na příčně rámovanou konstrukci, což je další koncepce konstrukce lodního trupu, která se ukázala jako praktičtější. Tento systém byl později kvůli své popularitě zaveden na moderních plavidlech, jako jsou tankery, a byl tehdy pojmenován Isherwoodův systém. Uspořádání Isherwoodova systému spočívá ve vyztužení palub jak bočních, tak spodních podélnými pruty, které jsou od sebe dostatečně vzdáleny, takže mají mezi sebou stejnou vzdálenost jako rámy a nosníky. Tento systém funguje tak, že příčné pruty, které podpírají podélné, jsou od sebe vzdáleny asi 3 nebo 4 metry, což při velké vzdálenosti způsobuje potřebnou příčnou pevnost posunutím velikosti síly, kterou poskytují přepážky.
UspořádáníEdit
Uspořádání zahrnuje návrh koncepce, uspořádání a přístup, požární ochranu, rozdělení prostor, ergonomii a kapacitu.
KonstrukceEdit
Konstrukce závisí na použitém materiálu. Při použití oceli nebo hliníku zahrnuje svařování plechů a profilů po válcování, značení, řezání a ohýbání podle výkresů nebo modelů konstrukčního návrhu, následuje montáž a uvedení do provozu. U ostatních materiálů, jako jsou plasty vyztužené vlákny a plasty vyztužené sklem, se používají jiné techniky spojování. Proces konstrukce je pečlivě promyšlen při zohlednění všech faktorů, jako je bezpečnost, pevnost konstrukce, hydrodynamika a uspořádání lodi. Každý zvažovaný faktor představuje novou možnost pro materiály, které je třeba zvážit, stejně jako orientaci lodi. Při zvažování pevnosti konstrukce se berou v úvahu úkony spojené se srážkou lodí tak, aby se změnila konstrukce lodí. Proto se pečlivě zvažují vlastnosti materiálů, protože použitý materiál na zasažené lodi má pružné vlastnosti, energie absorbovaná zasaženou lodí se pak vychýlí v opačném směru, takže obě lodě projdou procesem odrazu, aby se zabránilo dalšímu poškození.
.