海軍建築

「船舶」という言葉は、非排気量船、WIG船、水上飛行機を含む、水上の輸送手段として使用される、または使用することができるあらゆる種類の水上船舶を含んでいます。

HydrostaticsEdit

Body plan of ship showing the hull form

Hydrostatics concerns the conditions that vessel is subject to while at rest in water and its ability to remain afloat. これには浮力、変位、そしてトリム(船舶の縦方向の傾きの尺度)や安定性(風、海、または荷重条件によって傾いた後に直立状態に戻す船舶の能力)などの他の静水特性を計算することが含まれる。

HydrodynamicsEdit

流体力学は、船体、船首、船尾、プロペラ翼や舵などの物体上、またはスラスタトンネルを通る水の流れに関係しています。 抵抗:水中での運動に対する抵抗で、主に船体周りの水の流れによって生じる。 推進力 – プロペラ、スラスター、ウォータージェット、帆などを使って水中を移動させること。 エンジンの種類は主に内燃機関である。 船舶の運動には、海路での船舶の運動と波や風に対する応答が含まれる。制御性(操縦性)には、船舶の位置と方向を制御し維持することが含まれる。

浮体と安定性 編集

液面の上にある浮体はその動きに6つの自由度があり、これらは回転と並進のどちらかに分類される。

  • 横軸の回転はトリムまたはピッチ、前後軸の回転はヒールまたはロールと呼ばれます。
  • 縦軸の回転はヨーと呼ばれます。
  • 縦方向の傾斜に対する安定性は、重心と縦方向のメタセンターとの間の距離に依存します。 言い換えれば、船がその重心を維持する根拠は、船の後部と前部の両方から等しく離れたその距離である。

    体が液面上に浮かんでいる間、それはまだそれを押し下げる重力の力に遭遇する。 浮いていて沈まないようにするためには、静水圧として知られる身体に対して働く反対側の力が存在する。 物体を平衡に保つためには、物体に働く力は同じ大きさ、同じ運動線でなければならない。 この平衡の記述は、自由に浮遊する物体が静水中にあるときのみ存在し、他の条件が存在するときは、これらの力の大きさが大きく変化して、物体の揺れ動く運動を生み出す。

    ほとんどの条件下での船の安定性は、荒海で遭遇するいかなる形の制限や抵抗も克服することができるが、ロールでの振動のバランスがヒーブでの振動の2倍である場合、船は望ましくないロール特性を持つため、転覆を引き起こすことになる。

    油槽船の甲板、船尾方向

    StructuresEdit

    構造には、構造材料の選択、船の全体強度および局所強度、構造部品の振動、海路での運動時の船の構造応答に関する構造分析が含まれる。 船の種類によって、どのような材料をどれだけ使うか、構造や設計が変わってきます。 中にはガラス繊維強化プラスチック製の船もありますが、大半は鋼鉄製で、上部構造にはアルミニウムが使われることもあります。 船の完全な構造は、四隅を支える鋼鉄のメッキからなる長方形の形をしたパネルで設計されています。 グリレージは大きな表面積で結合され、船体、甲板、隔壁を作り、なおかつフレームを相互に支持する。 船の構造は、それ自体を支えるには十分頑丈であるが、主な力は縦方向の曲げで、船体にひずみが生じるため、その構造は、材料ができるだけ前方および後方に配置されるように設計されなければならない。 主な縦方向の要素は、甲板、シェルプレート、内底で、これらはすべてグリレージの形をしており、これらにさらに縦方向の伸縮を加えている。 船の寸法は、座屈防止のためにスティフナーの間に十分な間隔を設けるためである。 軍艦は、現代の商業船の多くが採用している縦方向の補強方式を採用してきた。 この方式はSS Great Easternなどの初期の商船に広く採用されていたが、その後、より実用的な船体設計の概念として横方向のフレーム構造に移行した。 この方式は、後にタンカーなどの近代船舶に採用され、「イシャーウッド方式」と呼ばれるようになった。 イシャーウッド方式の配置は、デッキの両側と船底を縦方向の部材で補強し、それらをフレームやビームと同じ間隔になるように分離したものである。 このシステムは、縦材を支える横材を3~4メートルほど離すことで機能する。広い間隔は、隔壁が提供する力の量をずらすことによって、必要な横強度を引き起こす。 鉄やアルミニウムを使用する場合、構造設計図やモデルに従って圧延、マーキング、切断、曲げ加工を行った後、板や形材を溶接し、その後、組み立てと立ち上げを行う。 繊維強化プラスチックやガラス強化プラスチックなど、他の材料では他の接合方法が使われます。 安全性、構造強度、流体力学、船の配置など、あらゆる要素を考慮しながら、慎重に建造を進めていきます。 それぞれの要素を考慮することで、検討すべき材料や船の配置に新たな選択肢が生まれます。 構造物の強度を考慮する場合、船の構造を変化させる方法で船の衝突行為を考慮します。 したがって、材料の特性は、打たれた船の適用材料が弾性特性を有するように慎重に考慮され、打たれている船によって吸収されたエネルギーは、次に反対方向に偏向されるので、両方の船がさらなる損傷を防ぐためにリバウンドのプロセスを経る。

    Naval Station Pearl Harbor

    でUSS Kitty Hawk (CV-63) 空母。

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