Marinearkitektur (marinteknik) er sammen med bilteknik og rumfartsteknik ingeniørgrenen af disciplinen - transportteknik i forhold til processen med at designe , bygge , vedligeholde og drive marinefartøjer og strukturer[ hvad? ] .
Det foreløbige design af fartøjet, dets detaljerede design, konstruktion, søforsøg, drift, vedligeholdelse og reparation er hovedaktiviteterne; skibsdesignberegninger er også nødvendige for modificerede skibe gennem ombygning, ombygning, modernisering eller reparation.
Søfartsarkitektur omfatter også udvikling af sikkerhedsregler og skadeskontrolregler samt godkendelse og certificering af skibsdesign til overholdelse af både lovmæssige og ikke-lovpligtige krav [1] .
Marineteknik bruger både grundlæggende og anvendt forskning, design, udvikling, designevaluering, klassificering og beregninger på alle stadier af et skibsfartøjs livscyklus. For at gøre dette inkluderer det elementer af maskinteknik , elektroteknik , elektronik , software og sikkerhedsteknik .
Fartøj - et transportmiddel af enhver type, der opereres i havmiljøet, omfatter hydrofoiler , luftpudefartøjer , ubåde , vandflyvere , vandfartøjer og faste eller flydende platforme [2] [3] .
Hydrostatik er undersøgelsen og bestemmelsen af de forhold et skib udsættes for i hvile i vandet og dets evne til at holde sig flydende. Dette inkluderer beregning af opdrift , usynkelighed og andre hydrostatiske egenskaber såsom trim (vinklen på skibets hældning) og stabilitet (skibets evne til at genvinde sin lodrette position efter at være blevet vippet af vind, hav eller last [4] .
Hydrodynamik er studiet af et fartøjs bevægelse under påvirkning af ydre kræfter og momenter påført det. Det drejer sig også om at studere effekten af vandstrømning omkring skibets skrog, stævn og agterstævn og omkring genstande som propelblade , rorblade eller gennem thrustertunneller . På denne måde er beregningen af skibets træk forbundet med hydrodynamik og følgelig beregningen af den nødvendige motor til at flytte skibet ved hjælp af propeller (skruer, thrustere, vandstråler , sejl ) og beregningen af kontrollerbarhed (manøvrering), som omfatter kontrol og vedligeholdelse af skibets position og retning [4] .
Strukturelt design omfatter valg af konstruktionsmateriale, strukturel analyse af skibets globale og lokale styrke, vibrationer af strukturelle elementer og skibets strukturelle karakteristika ved bevægelse til søs. Afhængigt af typen af fartøj vil strukturen og designet afhænge af hvilket materiale der skal bruges, samt mængden. Nogle skibe er lavet af glasfiber, men langt de fleste er lavet af stål , måske med noget aluminium i overbygningen [5] . Hele skibets struktur er designet med rektangulære paneler, bestående af stålbelægning, baseret på 4 kanter. Selvom skibets struktur er stærk nok, er hovedkraften, det skal overvinde, knækning, hvilket belaster dets skrog. De vigtigste langsgående elementer er dækket, beklædningspladerne og den indre bund, strukturelt lavet i form af gitter med yderligere langsgående ( stringers ) og tværgående ( rammer og bjælker ) afstivninger .
Indretningsplaner omfatter konceptuel udformning, fordeling af rum, ergonomi , indretning og adgang, som også påvirker brandsikring og kapacitet .
Fartøjets konstruktion afhænger af det anvendte materiale. Når der anvendes stål eller aluminium, anvendes svejsning af plader og profiler efter valsning , mærkning, skæring og bukning i henhold til konstruktionstegningen eller -modellen, efterfulgt af montering. Bonding bruges til andre materialer som glasfiber og glasfiber. Byggeprocessen er nøje overvejet under hensyntagen til alle faktorer såsom sikkerhed, strukturel styrke, hydrodynamik og skibets layout. Hver faktor, der tages i betragtning, giver et nyt materialevalg samt et valg til skibets formål. Ved evaluering af en strukturs styrke analyseres kollisioner af skibe og overvejer, hvordan skibets struktur ændres i sådanne tilfælde. Derfor overvejes materialernes egenskaber nøje, da det påførte materiale på kolliderende skibe har elastiske egenskaber. Den energi, der absorberes af det kolliderende skib, afbøjes derefter i den modsatte retning, hvilket forårsager et rikochet-fænomen, der forhindrer eller reducerer yderligere skade [6] .
Traditionelt har flådearkitektur været mere et håndværk end en videnskab . Egnetheden af karets konturer blev vurderet ved hjælp af en semi-model af karret. Uregelmæssige former eller bratte overgange blev dømt som fejl. Dette inkluderede rigning , dæklayout og endda monteringer. Brugte subjektive beskrivelser som "klodset", "fuld" og "yndefuld" i stedet for de mere præcise udtryk, der bruges i dag. Fartøjet var og beskrives stadig som havende en "smuk" form. Udtrykket "smuk" skal betyde ikke kun en glidende overgang fra stævn til agterstævn, men også en form, der er "korrekt". At bestemme, hvad der er "rigtigt" i en bestemt situation i mangel af en endelig understøttende analyse, er uløst i flådearkitekturen den dag i dag. Moderne billige digitale computere og specialiseret software kombineret med omfattende forskning i testtanke giver flådearkitekter mulighed for mere præcist at forudsige et skibsfartøjs ydeevne. Disse værktøjer bruges til at beregne statisk stabilitet (både intakt og beskadiget), dynamisk stabilitet, modstand, kraft, skrogudvikling, strukturel analyse og slamming -analyse [ 7] . Data offentliggøres regelmæssigt på internationale konferencer arrangeret af Society of Naval Architects and Marine Engineers (SNAME ) og andre organisationer . Computational fluid dynamics bruges til at forudsige responsen af et flydende legeme i en tilfældig havtilstand.
På grund af kompleksiteten involveret i at arbejde i et havmiljø, er flådearkitektur et samarbejde mellem grupper af teknisk kvalificerede fagfolk, som er eksperter på bestemte områder, ofte koordineret af en førende flådearkitekt [8] . Denne iboende kompleksitet betyder også, at de tilgængelige analytiske værktøjer er langt mindre udviklede end dem til at designe fly, biler og endda rumfartøjer. Dette skyldes primært den utilstrækkelige mængde miljødata, der kræver et skibsfartøj, og kompleksiteten i at beregne samspillet mellem bølger og vind på strukturen af det designede objekt.
Søarkitektur i Rusland begyndte at udvikle sig siden Peter I 's tid med begyndelsen af konstruktionen af den russiske flåde. Berømte russiske og sovjetiske arkitekter skabte nogle vigtige teorier om design og konstruktion af skibe, såvel som de unikke (første af deres slags) typer af skibe selv:
| Alexey Nikolaevich Krylov |
Forfatter til klassiske værker om teorien om skibssvingninger i bølger, om et skibs strukturelle mekanik, om teorien om skibsvibrationer og deres usænkelighed , om teorien om gyroskoper , ekstern ballistik, matematisk analyse og mekanik i anvendelse til skibsbygning | ||
| Stepan Osipovich Makarov |
Leder af kommissionen for udvikling og konstruktion af verdens første isbryder af den arktiske klasse " Ermak " | Isbryder "Ermak" | |
| Mikhail Petrovich Nalyotov |
Ingeniør-opfinder, skaberen af verdens første undersøiske minelag - ubåden " Krabbe " | Minelag "Krabbe" | |
| Ivan Grigorievich Bubnov |
Skibsingeniør, matematiker og mekaniker, projektudvikler af den første russiske ubåd med forbrændingsmotorer - " Dolphin" | Ubåd "Dolphin" | |
| Vladimir Ivanovich Yurkevich |
Russisk og amerikansk skibsbygningsingeniør udviklede et projekt for en stor passagerfartøj til transatlantiske ruter, der foreslog en original profil af skibets skrog, som havde en slags "pærelignende" konturer " Normandie " | Liner "Normandie" | |
| Igor Dmitrievich Spassky |
Generel designer af atomubåde, førende udvikler af alle ubåde fra Rubin Design Bureau | APRKSN klasse Antey |