Εκπόνηση προμελέτης μικρού πετρελαιοφόρου πλοίου με δυνατότητα μεταφοράς βυτιοφόρων οχημάτων για τις ανάγκες του Πολεμικού Ναυτικού

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός ενός μικρού σύγχρονου πετρελαιοφόρου πλοίου (DWT: 2750 tons), ειδικού τύπου και αποστολών λόγω της δυνατότητας του να μεταφέρει έξι φορτωμένα βυτιοφόρα οχήματα συνολικού βάρους 156 tons, επιπλέον του κύριου φορτίου του. Το πλοίο αυτό θα εξυπηρετεί τις ανάγκες της εθνικής μας άμυνας στον τομέα της Διοικητικής Υποστήριξης. Η μελέτη στηρίχτηκε κατά κύριο λόγο στο πατρικό πλοίο «ΜΑΪΣΤΡΟΣ», ένα πλοίο σύγχρονων προδιαγραφών. Τα βασικά αντικείμενα της μελέτης είναι τα ακόλουθα: • Προσδιορισμός των κύριων διαστάσεών του, λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις παρούσας διπλωματικής εργασίας, τα χαρακτηριστικά του πατρικού πλοίου και λοιπών στοιχείων από όμοια πλοία. • Προϋπολογισμός βάρους πλήρως εξοπλισμένου αλλά άφορτου πλοίου, προκαταρκτικοί υπολογισμοί τόσο του πρόσθετου βάρους, όσο και του εκτοπίσματος. Έλεγχος βυθίσματος γραμμής φόρτωσης. • Προκαταρκτική προσέγγιση ισχύος πρόωσης και επιλογή προωστηρίου εγκατάστασης. • Προκαταρκτικός έλεγχος ευστάθειας στην άθικτη κατάσταση στις δύο (2) καταστάσεις φόρτωσης FLD και FLA. • Ανάπτυξη σχεδίου ναυπηγικών γραμμών και σχεδίου γενικής διάταξης συμπεριλαμβάνοντας το σχέδιο χωρητικότητας των δεξαμενών. • Διαμερισματοποίηση στο εσωτερικό του υπο μελέτη πλοίου, καθορίζοντας κατά σειρά τη θέση των κατασκευαστικών νομέων, των κύριων στεγανών φρακτών, το ύψος διπύθμενου, την απόσταση των διπλών τοιχωμάτων, τη θέση του μηχανοστασίου-ηλεκτροστασίου-αντλιοστασίων, τη θέση των χώρων φορτίου, τη θέση του θαλάσσιου έρματος και τη θέση των αναλωσίμων. • Υπολογισμός υδροστατικού πίνακα, παραμετρικών καμπυλών ευστάθειας (Cross Curves), κατακλυσίμων μηκών (Floodable Length Curves) και καμπύλων Bonjean. • Εφαρμογή κανονισμού καταμέτρησης υπολογίζοντας την καθαρή και ολική χωρητικότητα, βάση της οποίας καθορίστηκε η οργανική σύνθεση του πληρώματος. • Υπολογισμός του δείκτη εξαρτισμού ώστε να προσδιορίσουμε κάποια χρήσιμα στοιχεία για το υπο μελέτη πλοίο (άγκυρες, κάβους κ.α.). • Έλεγχος ικανοποίησης των κανονισμών άθικτης ευστάθειας πλοίου σε επτά (7) καταστάσεις φόρτωσης. • Πραγματοποιήθηκαν αναλυτικοί υπολογισμοί για την εκτίμηση της αντίστασης και της ισχύος πρόωσης. • Επιλογή προωστήριας εγκατάστασης, μειωτήρα και έλικας. • Μελέτη αντοχής μέσης τομής (στο βύθισμα της γραμμής φόρτωσης) με βάση τους κανονισμούς του Αμερικανικού Νηογνώμονα ABS. Εκπόνηση κατασκευαστικού σχεδίου μέσης τομής. Στη διαδικασία της μελέτης και σχεδίασης χρησιμοποιήθηκαν μια σειρά εξειδικευμένων ναυπηγικών προγραμμάτων που διαθέτει το Εργαστήριο Μελέτης Πλοίου του Ε.Μ.Π. Η σχεδίαση των ναυπηγικών γραμμών, ο υπολογισμός των υδροστατικών, των κατακλυσίμων μηκών και ο έλεγχος της ευστάθειας έγιναν στο σχεδιαστικό πρόγραμμα AVEVA. Για τον υπολογισμό της αντίστασης χρησιμοποιήθηκε η ημι-εμπειρική μέθοδος των Holtrop and Mennen. Για την επιλογή της έλικας χρησιμοποιήθηκε η ημι-εμπειρική μέθοδος των Holtrop and Mennen, κάνοντας χρήση των πολυωνύμων Κουμαρτζή. Επιπρόσθετα, με τη βοήθεια του προγράμματος GRID έγινε μία δεύτερη προσέγγιση των χαρακτηριστικών της έλικας. Η σχεδίαση της γενικής διάταξης, της μέσης τομής καθώς και το σύνολο των διαγραμμάτων (Floodable Length Curves, Cross Curves, Sectional Areas and Hydrostatics) δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια του σχεδιαστικού πακέτου AutoCAD. Το υπό μελέτη πετρελαιοφόρο ικανοποιεί τα κριτήρια άθικτης ευστάθειας (Intact Stability Criteria) του IMO Resolution A.749(18), τις απαιτήσεις της MARPOL και τους κανονισμούς διαμήκους καμπτικής αντοχής του Αμερικανικού Νηογνώμονα ABS. Τέλος, εκτιμάται ότι ικανοποιεί όλες τις απαιτήσεις της διπλωματικής εργασίας και των κανονισμών που ελέχθησαν.

The purpose of this thesis is to design a small double hull oil tanker (app. DWT: 2750 tons) of special type and missions due to the possibility to transfer six loaded trucks with a total weight of 156 tons, in addition to the base cargo load. The study and design of this tanker, which will serve the needs of our national defense in administrative support, was based primarily on the parent vessel "MAISTROS", a ship of modern standards. The main subjects of the current study are the following: • Identification of the main dimensions, taking into account the requirements of this thesis, the characteristics of the parent vessel and other data from similar ships. • Pre-estimation of Lightweight ship, Deadweight and Displacement. Test of Summer Load Line draft, in accordance with the international Convention on Load Lines, 1966 (LL). • Preliminary approach of propulsion power and propulsion installation option. • Preliminary testing of Intact Stability in two (2) loading situations, FLD and FLA. • Development of the lines plan and general arrangement plan. • Compartmentalization of the inside vessel, specifying the position of component distributors, the main bulkhead hedges, the double bottom height, the distance between the double walls, the exact placing of the engine room, the main generator room and the pump rooms, the location of cargo spaces, the position of ballast tanks and the location of supplies. • Calculation of hydrostatic table, parametric stability curves (Cross Curves), floodable lengths (Floodable Length Curves) and Bonjean curves (Sectional Areas). • Implementation of Counting Regulation in order to calculate net and gross registered tonnage, according to which the composition of the crew was determined. • Determination of the equipment number. • Check against Intact Stability Criteria in seven loading conditions. • Detailed calculations performed to estimate the resistance and propulsion power. • Selection of propulsive installation, gear and propeller. • Study of the strength of midship section (in the draught of the summer load line) based on the regulations of the ABS (American Bureau of Shipping). Design of midship section. During the study process, a series of specialized shipbuilding programs were used, featured by the Ship Design Laboratory of NTUA. For the design of shipbuilding lines, the calculation of hydrostatics, the floodable lengths and control of stability the design program AVEVA was used. For the determination of the resistance we were based on the semi-empirical method of Holtrop and Mennen. The selection of the shaft propeller was based on the semi-empirical method of Holtrop and Mennen, making use of Koumartzis’ polynomials. Additionally, a second approximation of the characteristics of the propeller was accomplished with the use of the GRID program. The design of the general arrangement plan, the midship section plan and all the diagrams (Floodable Length Curves, Cross Curves, Sectional Areas, and Hydrostatics) were created with AutoCAD. The RoRo Tanker meets the intact stability criteria of the IMO Resolution A.749 (18), the requirements of MARPOL and the regulations of the American Bureau of Shipping (ABS). The under study tanker named “ATLAS” is estimated that meets all the requirements of the thesis and regulations tested.