A tengerészeti építészet (hajómérnökség) az autóiparral és a repülőgépgyártással együtt a közlekedésmérnöki tudományág mérnöki ága, amely a tengeri hajók és szerkezetek tervezésének , építésének , karbantartásának és üzemeltetésének folyamatához kapcsolódik.[ mi? ] .
A hajó előzetes tervezése , részletes tervezése, kivitelezése, tengeri próbája, üzemeltetése, karbantartása és javítása a fő tevékenység; Hajótervezési számítások szükségesek az átalakítás, átépítés, korszerűsítés vagy javítás révén módosított hajók esetében is.
A haditengerészeti architektúra magában foglalja a biztonsági szabályok és a kárelhárítási szabályok kidolgozását, valamint a hajótervek jóváhagyását és tanúsítását a jogi és nem törvényi követelményeknek való megfelelés érdekében [1] .
A tengeri mérnöki tevékenység mind az alapkutatást , mind az alkalmazott kutatást, tervezést, fejlesztést, tervezési értékelést, osztályozást és számításokat alkalmaz a tengeri járművek életciklusának minden szakaszában. Ehhez a gépészet , az elektrotechnika , az elektronika , a szoftver és a biztonságtechnika elemeit tartalmazza .
Hajó – bármilyen típusú, tengeri környezetben üzemeltetett szállítóeszköz, beleértve a szárnyashajókat , légpárnás járműveket , tengeralattjárókat , hidroplánokat , vízi járműveket és rögzített vagy úszó platformokat [2] [3] .
A hidrosztatika azon feltételek tanulmányozása és meghatározása, amelyeknek a hajó nyugalmi állapotban van a vízben, és hogy mennyire képes a vízen maradni. Ez magában foglalja a felhajtóerő , az elsüllyedhetetlenség és egyéb hidrosztatikai tulajdonságok számítását, mint például a trimmelést (a hajó dőlésszöge) és a stabilitást (a hajó azon képességét, hogy visszanyerje függőleges helyzetét szél, tenger vagy terhelés hatására [4] ) .
A hidrodinamika az edény mozgásának tanulmányozása külső erők és nyomatékok hatására. Ez vonatkozik a vízáramlás hatásának tanulmányozására is a hajótest, az orr és a tat körül, valamint olyan tárgyak körül, mint a légcsavarlapátok , kormánylapátok vagy a tolóalagutakon keresztül . Ily módon a hajó tolóerejének kiszámítása összekapcsolódik a hidrodinamikával, és ennek megfelelően a hajó légcsavarok (csavarok, tolómotorok, vízsugarak , vitorlák ) segítségével történő mozgatásához szükséges motor kiszámítása, valamint az irányíthatóság kiszámítása. (manőverezés), amely magában foglalja a hajó helyzetének és irányának ellenőrzését és fenntartását [4] .
A szerkezeti tervezés magában foglalja az építési anyag kiválasztását, a hajó globális és lokális szilárdságának szerkezeti elemzését, a szerkezeti elemek vibrációját és a hajó szerkezeti jellemzőit a tengeren való mozgás során. Az edény típusától függően a szerkezet és a kialakítás a felhasznált anyagtól, valamint a mennyiségtől függ. Egyes hajók üvegszálból készülnek, de túlnyomó többségük acélból készül , esetleg alumíniummal a felépítményben [5] . A hajó teljes szerkezete téglalap alakú, acéllemezből álló, 4 élre épülő panelekkel van kialakítva. Bár a hajó szerkezete elég erős, a fő erő, amelyet le kell győznie, a kihajlás, ami feszültséget okoz a hajótesten. A fő hosszirányú elemek a fedélzet, a burkolólapok és a belső fenék, amelyek szerkezetileg rácsok formájában vannak kialakítva, további hosszirányú ( húrok ) és keresztirányú ( keretek és gerendák ) merevítőkkel .
Az elrendezési sémák magukban foglalják az elvi tervezést, a helyiségek elosztását, az ergonómiát , az elrendezést és a hozzáférést, amelyek szintén befolyásolják a tűzvédelmet és a kapacitást .
A hajó felépítése a felhasznált anyagtól függ. Acél vagy alumínium használata esetén a lemezek és profilok hengerlése , jelölése, vágása és hajlítása után a szerkezeti tervrajz vagy modell szerint hegesztésre kerül sor, majd a beszerelést . A ragasztást más anyagokhoz, például üvegszálhoz és üvegszálhoz használják. Az építési folyamatot alaposan megfontolják, figyelembe véve az összes olyan tényezőt, mint a biztonság, a szerkezeti szilárdság, a hidrodinamika és a hajó elrendezése. Minden figyelembe vett tényező új anyagválasztást, valamint az edény céljának megfelelő választást kínál. A szerkezet szilárdságának értékelésekor a hajók ütközéseit elemzik, és figyelembe veszik, hogy ilyen esetekben hogyan változik a hajó szerkezete. Ezért gondosan mérlegeljük az anyagok tulajdonságait, mivel az ütköző hajókon alkalmazott anyag rugalmas tulajdonságokkal rendelkezik. Az ütköző hajó által elnyelt energia ekkor az ellenkező irányba terelődik, ami egy ricochet jelenséget okoz, amely megakadályozza vagy csökkenti a további károkat [6] .
Hagyományosan a haditengerészeti építészet inkább mesterség , mint tudomány . Az érkontúrok alkalmasságát az ér félmodellje segítségével értékelték. A szabálytalan formákat vagy a hirtelen átmeneteket hibának ítélték. Ez magában foglalta a kötélzetet , a fedélzet elrendezését és még a tartókat is. Olyan szubjektív leírásokat használt, mint a „ügyetlen”, „teljes” és „kecses” a ma használt pontosabb kifejezések helyett. Az edényt "gyönyörű" formájúként írják le, és még ma is. A "szép" kifejezés nem csak az orrról a tatra való zökkenőmentes átmenetet jelenti, hanem a "helyes" formát is. Annak meghatározása, hogy egy adott helyzetben mi a „helyes”, végleges alátámasztó elemzés hiányában a haditengerészeti építészetben a mai napig megoldatlan. A modern, olcsó digitális számítógépek és speciális szoftverek, a teszttartályokban végzett kiterjedt kutatással kombinálva lehetővé teszik a haditengerészeti építészek számára, hogy pontosabban előre jelezzék egy tengeri jármű teljesítményét. Ezeket az eszközöket a statikus stabilitás (ép és sérült), a dinamikus stabilitás, a légellenállás, a teljesítmény, a hajótest fejlesztése, a szerkezeti elemzés és a becsapódási elemzés kiszámítására használják [ 7] . Az adatokat rendszeresen publikálják a Haditengerészeti Építészek és Tengerészmérnökök Társasága (SNAME ) és más szervezetek által szervezett nemzetközi konferenciákon . A számítási folyadékdinamikát egy lebegő test reakciójának előrejelzésére használják véletlenszerű tengeri körülmények között.
A tengeri környezetben végzett munka összetettsége miatt a haditengerészeti építészet bizonyos területeken szakértő, műszakilag képzett szakemberek csoportjai közötti együttműködés, amelyet gyakran egy vezető tengerészeti építész koordinál [8] . Ez a benne rejlő összetettség azt is jelenti, hogy a rendelkezésre álló analitikai eszközök sokkal kevésbé fejlettek, mint a repülőgépek, autók, sőt űrhajók tervezésére szolgáló eszközök. Ennek oka elsősorban a tengeri járművet igénylő környezeti adatok elégtelen mennyisége, valamint a hullámok és a szél kölcsönhatásának a tervezett objektum szerkezetén való kiszámításának bonyolultsága.
Az oroszországi haditengerészet építészete I. Péter idejében kezdett fejlődni , az orosz flotta építésének kezdetével. Híres orosz és szovjet építészek alkottak néhány fontos elméletet a hajók tervezésével és építésével, valamint magukkal az egyedi (első ilyen típusú) hajótípusokkal kapcsolatban:
| Alekszej Nyikolajevics Krilov |
Klasszikus munkák szerzője a hajó hullámok rezgésének elméletéről, a hajó szerkezeti mechanikájáról, a hajó rezgésének és elsüllyeszthetetlenségének elméletéről, a giroszkópok elméletéről , a külső ballisztikáról, a matematikai elemzésről és a mechanikáról a hajóépítésben. | ||
| Sztyepan Oszipovics Makarov |
A világ első sarkvidéki osztályú „ Ermak ” jégtörőjének fejlesztésével és építésével foglalkozó bizottság vezetője | "Ermak" jégtörő | |
| Mihail Petrovics Naljotov |
Mérnök-feltaláló, a világ első víz alatti aknarétegének megalkotója, a „ Rák ” tengeralattjáró | Aknaréteg "rák" | |
| Ivan Grigorjevics Bubnov |
Hajómérnök, matematikus és szerelő, az első belső égésű motorokkal rendelkező orosz tengeralattjáró projektfejlesztője - " Dolphin" | "Dolphin" tengeralattjáró | |
| Vlagyimir Ivanovics Jurkevics |
Orosz és amerikai hajóépítő mérnök, kidolgozott egy projektet egy nagy utasszállító óceánjáróra transzatlanti útvonalakra, a hajótest eredeti profilját javasolta, amely amolyan "izzószerű" kontúrokkal " Normandia " | "Normandie" vonalhajó | |
| Igor Dmitrievich Spassky |
Nukleáris tengeralattjárók általános tervezője, a Rubin Tervező Iroda összes tengeralattjárójának vezető fejlesztője | APRKSN osztály Antey |