Jak zoptymalizować kształt kadłuba statku ?

Nie wszyscy, rzecz jasna muszą interesować się technikami budowy statków. Niezorientowanym w sprawie wyjaśniamy, że celem optymalizacji kadłuba jest takie dobranie jego parametrów i kształtu by statek był stabilny przy wszelkich dopuszczalnych jego obciążeniach oraz przy różnych stanach morza i by poruszał się z możliwie największymi dla konkretnych sytuacji manewrowych prędkościami przy jak najmniejszym zapotrzebowaniu na energię. Równie ważne jest tutaj także zapewnienie właściwej wygody załodze i pasażerom.

Projektowanie statków – wiedza interdyscyplinarna

Projektowanie statków i innych obiektów pływających wymaga sięgania do wiedzy z różnych, wydawałoby się nieraz bardzo odległych od siebie dziedzin nauki: matematyki, hydro i aerodynamiki, hydroakustyki, statyki, materiałoznawstwa, meteorologii i jeszcze z wielu innych. Zadania z pewnością nie ułatwia ogromna liczba konstrukcji okrętowych i różne ich przeznaczenie. Buduje się wszak statki do przewozów drobnicowych, kontenerowce, masowce, tankowce, gazowce, statki pasażerskie i okręty wojenne, a wszystko to w najróżniejszych rozmiarach i typach. Techniczno-eksploatacyjne własności statku opisywane są między innymi przez jego funkcjonalizm, siły wyporu, ciężkości, nośności, ładowności, pojemności ładowni i zbiorników ładunkowych, liczbę pasażerów, tonaż rejestrowy no i oczywiście przez geometrię i kształt kadłuba. Wiemy już, z tego, co napisaliśmy wcześniej, że optymalizacja kształtu kadłuba należy do najistotniejszych zadań w projektowaniu każdego statku. O tym, jakimi narzędziami przy wykonywaniu tego zadania posługują się konstruktorzy statków, opowiadali nam specjaliści z firmy Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku.

Metody optymalizacji kadłuba statku

Oczywiście podstawą konstruowania i budowy statków, okrętów wojennych, jachtów, a nawet konstrukcji offshore jest suma doświadczeń i wiedzy zgromadzonej przez ludzkość w ciągu wielu tysięcy lat. Dzisiaj cała owa wiedza zgromadzona jest w specjalistycznych programach komputerowych wspomagających i przyspieszających wszystkie prace projektowe. Zaprojektowanie kadłuba wymaga nie tylko wykonania szeregu specjalistycznych analiz i mnóstwa obliczeń, lecz także wielu symulacji oraz modelowych badań hydromechanicznych. Optymalizacja kształtów kadłuba w dużej mierze sprowadza się do testowania modelu statku w odpowiednich basenach, w których można w przybliżeniu odtworzyć warunki występujące w naturze. Ten sposób działania umożliwia wykrycie ewentualnych niedoskonałości kadłuba oraz pozwala na wprowadzenie w nim zmian i ulepszeń, jeszcze przed przystąpieniem do jego budowy. Pomocne w tym wszystkim jest także modelowanie 3D, a także analiza numeryczna MES (metoda elementów skończonych).