Jak odbywa się projektowanie statków

Kiedyś statyki były jedynym środkiem transportu międzynarodowego. Dzisiaj istnieje wiele sposobów transportowania między innymi samoloty, pociągi, jednak statki, mimo iż obecne od setek lat potrafią przewozić ogromne ilości towarów czy pasażerów. W przeciągu lat zmieniło się bardzo wiele w przepisach, technice konstruowania statków, wyposażeniu zapewniającym bezpieczeństwo i ochronę środowiska. Projektowanie statku to ogromne przedsięwzięcie, które ma na celu uwzględnienie wielu kryteriów w zależności od przeznaczenia.

Proces powstawania statku to bardzo skomplikowane i wieloetapowe zadanie. Najważniejszymi aspektami są przeznaczenie danego statku, jego wielkość i wyposażenie. W przypadku statku pasażerskiego przy projekcie trzeba wziąć pod uwagę, aby wnętrze było bezpieczne, a zarazem komfortowe dla pasażerów. Uwzględniając przy tym kabiny prywatne oraz całą infrastrukturę gastronomiczną tj. restaurację, kuchnie, jak również takie obiekty jak baseny kąpielowe, punkty widokowe, miejsca odpoczynku. Zatrudnia się do tego celu stylistów, którzy dbają o wygląd zewnętrzny i wewnętrzny statku, ponieważ wygoda i funkcjonalność to bardzo ważna kwestia. Sam styl i architektura statku to początek, kiedy możemy określić rodzaj i przeznaczenie danego obiektu pływającego. Statki możemy podzielić na dwa rodzaje, zależnie od pełnionych przez nie funkcji:

• Statki niezarobkowe -służące do celów ochronnych, bojowych i kontrolnych, jak również statki badawcze, do celów naukowych. Szkoleniowe oraz ratownicze, a także do uprawiania sportu.
• Statki zarobkowe -do celów handlowych, przewożące pasażerów czy ładunki, przemysłowe służące do połowu ryb, wydobywania i przetwarzania. Statki, które mają za zadanie obsługę dróg morskich i innych statków, świadczące usługi serwisowe, holujące, pogłębiarki i lodołamacze. Do tej grupy zaliczają się również jednostki odpowiedzialne za budowę rurociągów podmorskich, mające za zadanie wszelkie prace związanie z infrastrukturą przemysłową.

Wstępny plan

Wstępny etap projektowania statku ma za zadanie za pomocą analizy matematycznej określić przyszłą zdolność statku do realizacji zamierzonych zadań. Określa nośność statku, czyli podstawowy parametr wielkości statku uwzględniający łączną masę ładunku tj. paliwa, pasażerów, prowiantu, wyposażenia oraz ładowność. Proces projektowania statków musi uwzględniać wszelkie wymagania techniczne, prawne oraz bezpieczeństwa nałożone przez IMO (Międzynarodowa Organizacja Morska), które to w szczególności dbają o bezpieczeństwo pasażerów, pracowników znajdujących się na pokładzie. Uwzględniają alarmy oraz systemy przeciwpożarowe, instalacje gaszące oraz inne środki ratunkowe w postaci wyszkolonego personelu, oraz dróg ewakuacyjnych.

Projekt statku zaczyna się od:

• Wyznaczenia głównych wymiarów kadłuba i parametrów geometrycznych, w skład którego wchodzą: dno zewnętrzne i wewnętrzne, burty, dziobnica, tylnica, pokład dolny i górny oraz grodzie poprzeczne i wzdłużne. Uwzględniona też jest gródź zderzeniowa oraz rufowa i ich dokładne odległości.

Kadłub musi być wytrzymały na wszelkie obciążenia, na które jest narażony w normalnych warunkach. Pomieszczenia dla załogi, maszynownie, kotłownie i pomieszczenia robocze muszą być oddzielone od siebie wodoszczelnymi grodziami poprzecznymi. Ważnym aspektem projektu jest również wyznaczenie wyjść awaryjnych prowadzących bezpośrednio na pokład.

• Obliczenia stateczności i pływalności statku.
• Wstępny podział przestrzenny.
• Ustalenie parametrów układu napędowego.

Duża masa statku musi być napędzana tak, by osiągnąć dużą prędkość eksploatacyjną. Użyte są zwykle silniki wysokoprężne średnio i wysokoobrotowe, turbiny parowe, ewentualnie gazowe. Ze względów bezpieczeństwa stosuje się napęd co najmniej dwuśrubowy.

• Projekt kształtu kadłuba.

Rzeczywisty kształt kadłuba zależy od przeznaczenia jednostki i wymogów określonych przepisami. Materiały, z jakich może powstać kadłub jest wiele. Są to stal okrętowa, powstała ze zwykłej stali i stali o podwyższonej wytrzymałości. Laminaty, które uzyskuje się z połączenia włókna szklanego z żywicami poliestrowymi, epoksydowymi bądź winylowymi. Drewno cechujące się wysoką wytrzymałością, czyli dąb, modrzew, sosna czy mahoń. 

• Obliczenia sprawdzające oparte na projekcie kształtu kadłuba.
• Opracowanie planu ogólnego.

Oczywiście sam projekt musi zawierać wszelkie obliczenia, które mają za zadanie pozyskanie wartości parametrów i wymiarów głównych statku. Wstępnie powinno się  uwzględnić wymagania inwestora oraz sprecyzować założenia przewozowe. Proces projektowania powinien być zgodny z oczekiwaniami zamawiającego. Opracowanie algorytmu, który ukazuje każdy etap realizacji projektu, koszty, możliwe rozwiązania oraz kolejność działań daje możliwość poglądu realizacji zamierzeń projektowych z oczekiwaniami armatora.

W konstruowaniu statków ważnym pojęciem jest optymalizacja. Korzystanie z  nowoczesnych programów komputerowych do wstępnego projektowania znacznie skraca czas pracy i przyspiesza obliczenia. Pozwala opracować wydajne metody projektu wstępnego statku i usprawnić metody jego konstruowania. W procesie powstawania projektu jedną z najważniejszych rzeczy jest wiedza projektanta, który powinien uwzględnić dobre i uznane praktyki budowy, wymagania techniczne i prawne oraz zgodnie z wymaganiami środowiskowymi. Przy tym zastosować jak najbardziej wydajne i optymalne metody zapewniające bezpieczeństwo oraz komfort pasażerów.