Het woord “vaartuig” omvat elke beschrijving van waterschepen, met inbegrip van niet-verplaatsbare vaartuigen, WIG-vaartuigen en watervliegtuigen, die gebruikt worden of gebruikt kunnen worden als vervoermiddel over water. De belangrijkste elementen van de scheepsarchitectuur zijn:
HydrostaticaEdit
Hydrostatica heeft betrekking op de omstandigheden waaraan het schip wordt blootgesteld terwijl het in rust is in water en op het vermogen om te blijven drijven. Dit omvat het berekenen van het drijfvermogen, de waterverplaatsing en andere hydrostatische eigenschappen zoals trim (de maat voor de helling in de lengterichting van het schip) en stabiliteit (het vermogen van een schip om weer rechtop te komen nadat het door wind, zee of belading is gekanteld).
HydrodynamicaEdit
Hydrodynamica heeft betrekking op de stroming van water rond de scheepsromp, boeg en achtersteven, en over lichamen zoals propellerbladen of roer, of door thruster tunnels. Weerstand – weerstand tegen beweging in water, voornamelijk veroorzaakt door de stroming van water rond de romp. Voortstuwing – om het vaartuig door water voort te bewegen met behulp van schroeven, stuwraketten, waterstralen, zeilen enz. De motoren zijn hoofdzakelijk verbrandingsmotoren. Sommige schepen worden elektrisch aangedreven met behulp van kernenergie of zonne-energie.Scheepsbewegingen – omvat de bewegingen van het schip in zeegang en de reacties op golven en wind.Beheersbaarheid (manoeuvreren) – omvat het controleren en handhaven van de positie en richting van het schip.
Drijven en stabiliteitEdit
Terwijl op een vloeibaar oppervlak een drijvend lichaam 6 vrijheidsgraden in zijn bewegingen heeft, worden deze gecategoriseerd in ofwel rotatie ofwel translatie.
- Voor- en achterwaartse translatie wordt surge genoemd.
- Transversale translatie wordt slingering genoemd.
- Verticale translatie wordt heave genoemd.
- Rotatie om een transversale as wordt trim of pitch genoemd.
- Rotatie om een voor- en achteras wordt slagzij of roll genoemd.
- Rotatie om een verticale as wordt yaw genoemd.
Longitudinale stabiliteit Voor longitudinale hellingen hangt de stabiliteit af van de afstand tussen het zwaartepunt en het longitudinale meta-centrum. Met andere woorden, de basis waarop het schip zijn zwaartepunt behoudt, is de afstand die even ver van zowel het achterste als het voorste gedeelte van het schip ligt.
Terwijl een lichaam op een vloeibaar oppervlak drijft, ondervindt het nog steeds de kracht van de zwaartekracht die op het lichaam drukt. Om te blijven drijven en niet te zinken is er een tegengestelde kracht tegen het lichaam, de hydrostatische druk. De krachten die op het lichaam werken moeten van dezelfde grootte en dezelfde bewegingslijn zijn om het lichaam in evenwicht te houden. Deze beschrijving van evenwicht is alleen aanwezig wanneer een vrij drijvend lichaam zich in stilstaand water bevindt, wanneer andere omstandigheden aanwezig zijn verschuift de grootte van deze krachten drastisch waardoor de slingerende beweging van het lichaam ontstaat.
De opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht van het lichaam, met andere woorden, de massa van het lichaam is gelijk aan de massa van het door het lichaam verplaatste water. Dit voegt een opwaartse kracht toe aan het lichaam met de hoeveelheid oppervlakte maal de verplaatste oppervlakte om een evenwicht te creëren tussen de oppervlakte van het lichaam en de oppervlakte van het water.
De stabiliteit van een schip is onder de meeste omstandigheden in staat om elke vorm of beperking of weerstand te overwinnen die men in ruwe zee tegenkomt; schepen hebben echter ongewenste rolkarakteristieken wanneer het saldo van oscillaties in rol twee keer zo groot is als dat van oscillaties in deining, waardoor het schip kan kapseizen.
ConstructiesEdit
Constructies omvat de keuze van het constructiemateriaal, de structurele analyse van de globale en lokale sterkte van het schip, de trillingen van de structurele componenten en de structurele reacties van het schip tijdens de bewegingen in zeegang. Afhankelijk van het type schip zullen de structuur en het ontwerp variëren in het materiaal dat wordt gebruikt en de hoeveelheid materiaal. Sommige schepen zijn gemaakt van met glas versterkte kunststoffen, maar de overgrote meerderheid is van staal met eventueel wat aluminium in de bovenbouw. De volledige structuur van het schip is ontworpen met panelen in een rechthoekige vorm bestaande uit stalen beplating die aan vier kanten wordt ondersteund. Gecombineerd in een groot oppervlak creëren de Roosters de romp van het schip, het dek en de schotten terwijl ze nog steeds de spanten onderling ondersteunen. Hoewel de structuur van het schip stevig genoeg is om zichzelf bijeen te houden, is de voornaamste kracht die het moet overwinnen het buigen in de lengterichting, waardoor een spanning tegen de romp wordt gecreëerd. De voornaamste elementen in de lengterichting zijn het dek, de huidbeplating, de binnenbodem, die alle de vorm hebben van grillages, en extra strek in de lengterichting. De afmetingen van het schip zijn zodanig dat er voldoende afstand tussen de verstijvers is om knikken te voorkomen. Oorlogsschepen hebben een systeem van verstijving in de lengterichting gebruikt dat veel moderne handelsschepen hebben overgenomen. Dit systeem werd op grote schaal gebruikt op vroege koopvaardijschepen zoals de SS Great Eastern, maar later werd overgeschakeld op een dwarsgeplaatste structuur, een ander concept in het ontwerp van scheepsrompen dat praktischer bleek. Dit systeem werd later wegens zijn populariteit toegepast op moderne schepen zoals tankers en werd toen het Isherwood-systeem genoemd. De constructie van het Isherwood-systeem bestaat uit het verstijven van de dekken aan de zij- en onderkant door middel van langsliggers, die zo ver uit elkaar liggen dat ze dezelfde onderlinge afstand hebben als de spanten en balken. Dit systeem werkt door de dwarse leden die de longitudinale ondersteunen met ongeveer 3 of 4 meter uit elkaar te plaatsen, met de brede afstand veroorzaakt dit de dwarse sterkte die nodig is door de hoeveelheid kracht die de schotten leveren te verplaatsen.
OpstellingenEdit
Opstellingen omvat conceptontwerp, lay-out en toegang, brandbeveiliging, toewijzing van ruimten, ergonomie en capaciteit.
ConstructieEdit
Constructie is afhankelijk van het gebruikte materiaal. Wanneer staal of aluminium wordt gebruikt, worden de platen en profielen na het walsen, markeren, snijden en buigen volgens de constructietekeningen of modellen gelast, waarna ze worden gemonteerd en in gebruik genomen. Andere verbindingstechnieken worden gebruikt voor andere materialen zoals vezelversterkte kunststof en glasversterkte kunststof. Het constructieproces wordt zorgvuldig doordacht, waarbij rekening wordt gehouden met alle factoren zoals veiligheid, sterkte van de constructie, hydrodynamica en scheepsindeling. Elke in aanmerking genomen factor geeft een nieuwe optie voor de te overwegen materialen en de oriëntatie van het schip. Wanneer de sterkte van de constructie in aanmerking wordt genomen, worden de gevolgen van een aanvaring met een schip in aanmerking genomen op de wijze waarop de scheepsconstructie wordt gewijzigd. Daarom worden de materiaaleigenschappen zorgvuldig overwogen, aangezien toegepast materiaal op het getroffen schip elastische eigenschappen heeft, de door het getroffen schip geabsorbeerde energie vervolgens in de tegenovergestelde richting wordt afgebogen, zodat beide schepen het proces van terugkaatsen doorlopen om verdere schade te voorkomen.
