کتاب طراحی و عملکرد کشتی

مهمترین هدف این کتاب، ارائه یک مقدمه و آگاهی مناسب برای آن دسته از کسانی است که علاقمند به طراحی کشتی و عملکرد آن در دریا می باشند. همچنین سعی شده است تا دستاورد ها و نتایج فعالیت های انجام شده توسط فرماندهان کشتی و دیگر عوامل را در بهره برداری هر روزه از کشتی ها در دریا ها و بنادر گردآوری گردد.

معرفی مباحث کتاب طراحی و عملکرد کشتی

طراحی اولیه، تخمین‌ها و ارزیابی عملکرد کشتی
۱. تخمین‌های اولیه برای کشتی‌های جدید

تعیین ابعاد اصلی اولیه (L, B, T, D)

تخمین نسبت‌های هندسی برای انواع کشتی

انتخاب سرعت طراحی و معیارهای اولیه پایداری

استفاده از روابط تجربی و نمودارهای مقدماتی مانند سری‌های تايلر و سری‌های سیستماتیک

۲. تخمین‌های اولیه برای گروه‌های مختلف وزنی کشتی

وزن سازه (Lightship Steel Weight)

وزن ماشین‌آلات و نیروی محرکه

وزن بار، سوخت، آب شیرین و تدارکات (Deadweight)

روش‌های توزیع وزن در طول کشتی

تخمین مرکز ثقل طولی، عمودی و عرضی

۳. حجم‌ها و ظرفیت‌های اولیه کشتی

ظرفیت حمل بار (Cargo Capacity)

حجم مخازن سوخت، آب، تدارکات

ظرفیت مخازن بالاست

نسبت‌های حجمی و تأثیر آن بر طراحی خطوط بدنه

ضرایب حجمی (Volumetric Coefficients)

۴. مشخصات تقریبی هیدرواستاتیکی

نمودارهای هیدرواستاتیک اولیه

تعیین:

جابه‌جایی (Δ)

منحنی آبخور – وزن

KM، KB، KG

منطقه آبخور

تخمین پایداری اولیه (Initial Stability)

محاسبه تقریبی گشتاورهای راست‌کننده

۵. انواع مقاومت در کشتی

مقاومت اصطکاکی (Frictional Resistance)

مقاومت موجی (Wave-making Resistance)

مقاومت آشفتگی و گردابه‌ای

مقاومت هوایی (Air Resistance)

روش‌های تخمین اولیه مقاومت:

هولتروپ – منن

سری‌های سیستماتیک

روش‌های تجربی ITTC

۶. انواع سرعت در کشتی

سرعت طراحی (Design Speed)

سرعت اقتصادی (Service Speed)

سرعت آزمایشی (Trial Speed)

سرعت مانوری

سرعت یک‌مایل دریایی

۷. انواع توان یا قدرت لازم برای کشتی

توان محوری در محور پروانه

توان ترمودی در موتور

توان موثر (Effective Power – EP)

توان شفت (Shaft Power – SP)

توان تحویلی (Delivered Power – DP)

توان ترمز (Brake Power – BP)

۸. ضرایب توان در کشتی‌ها

ضریب پیش‌رانش (Propulsive Coefficient)

ضریب بدنه (Hull Efficiency)

ضریب توان مانند:

ηH (بازده هیدرودینامیکی)

ηO (بازده پروانه در آب باز)

ηR (بازده هم‌پیمایی هیدرودینامیکی)

۹. روش‌های مقدماتی طراحی پروانه و سکان

انتخاب تعداد پره، قطر، گام، نسبت‌های هندسی

سری B-77، Kaplan و Troost

ملاحظات کاویتاسیون

طراحی اولیه سکان:

اندازه

زاویه

پیکربندی (Single، Twin، High-lift rudders)

۱۰. کشتی‌های تجاری نوین

کشتی‌های کانتینری نسل جدید

نفتکش‌ها و گازبرها (LNG، LPG)

کشتی‌های RoRo و RoPax

مگاشیپ‌ها و ULCC/ULCS

فناوری‌های نوین:

موتورهای LNG

سیستم‌های کاهش مصرف سوخت

بدنه‌های کم‌مصرف

۱۱. کشتی‌های هزاره سوم

انرژی‌های پاک و ترکیبی (Hybrid Propulsion)

سیستم‌های خودران دریایی (Autonomous Ships)

هوش مصنوعی در پایش وضعیت

بدنه‌های نسل آینده:

Hull Optimization

Air Lubrication

Wind-Assisted Propulsion (بادبان‌های مدرن، Flettner)

۱۲. آزمایش‌های دریایی (Sea Trials): نمونه‌ای از وقایع روزانه

آزمایش سیستم‌های ناوبری

آزمایش موتور و شفت

آزمایش مانور (Turning Circle، Zig-zag، Crash stop)

تست‌های ایمنی و بارگیری

۱۳. آزمایش‌های دریایی: عملکرد سرعتی در مسافت یک مایل دریایی

روش اندازه‌گیری سرعت Trial

اثر باد، موج و جریان

تصحیحات ITTC

تعیین منحنی سرعت – توان واقعی کشتی

۱۴. سایر مباحث مرتبط (…و موارد دیگر)

روش‌های بهبود هیدرودینامیکی

روندهای جهانی در طراحی دریایی

استانداردها و کلاس‌ها

مدل‌سازی CFD در طراحی اولیه