1. FUNDAMENTALNE OSNOVE BRODOGRADNJE

Transcript

1 1

2 1. FUNDAMENTALNE OSNOVE BRODOGRADNJE Nastavna pitanja: 1. Naučne osnove brodogradnje 2. Osnovne postavke projektovanja 3. Veličine ine broda Literatura: 1. Dr Andrija Lompar, Nauka o brodu, Univerzitet Crne Gore, Kotor, Pomorska enciklopedija, Tom 1 do 8, Jugoslovenski Leksikografski Zavod, Zagreb, Pomorski Leksikon, Jugoslovenski Leksikografski Zavod Miroslav Krleža, Zagreb, Materijali sa Interneta Nastavnik; - doc. dr Andrija Lompar Saradnik; - mr Oto Iker 2

3 1. Naučne osnove brodogradnje BROD Brod (engl. ship,, fr. navire,, ital. nave,, nem. Schiff,, rus. sudno), plovno sredstvo na vodi ili pod vodom (podmornica namenjeno za prevoz ljudi, tereta, za obavljanje tehničkih i naučnih nih radova, za ribarenje i za vršenje vojnih zadataka. 1 bark (jedrenjek sa 3 4 jarbola); board (brod); boat (brod, lađa); bottom (brod, dno, donji deo); craff (brod, brodovlje); deck (brod, paluba); ferry (brod, feribbot); ferry boat (prevozni čamac); ford (brod); liner (bojni brod, linijski brod); lugger (mali obalski brod); nave (brod); sail (jedrenjek); schooner (jedrenjak); ship s (brod, lađal ađa,, jedrenjak); vessel (brod, plovni objekat); watercraff (brod, brodovlje, čamac); watercraft (brod, brodovlje) 1. Vojna enciklopedija Drugo izdanje, Tom 2, VIZ, Beograd god. Str.35. 3

4 BROD Brod plovilo za prijevoz robe i putnika (teretni i putnički brod), za vojne operacije na vodama (ratni brod), za ribolov (ribarski brod), za obavljanje specijalnih poslova na moru i rijekama (kao što su gliboderi, brodovi za polaganje kabela, istraživa ivački brodovi) i za obavljanje različitih itih zadataka u vezi sa plovidbom (kao što su tegljači, ledolomci, brodovi svjetionici). Brodovima se smatraju samo veći i plovni objekti, a manji se nazivaju čamcima. Za razliku od splavi, brod (kao i čamac) ima koritast oblik, koji mu daje uzgon potreban da pluta na vodi Opća a enciklopedija, Tom 1., JLZ Zagreb, Zagreb, 1977.godina, Str

5 Zakon o moru, definiše Plovni objekat je brod, tehnički plovni objekat, ploveće postrojenje, čamac i drugi objekat koji je osposobljen za plovidbu i koji učestvuje u plovidbi: brod, osim ratnog broda, je plovni objekat namjenjen za plovidbu morem čija je dužina veća od 12metara, bruto tonaža veća od 15 tona ili je sposoban da prevozi više od 12 putnika. Brod može biti putnički, tertni, ribarski, javni ili naučno istraživački brod Zakon o moru predlog, član.3., stav. 1 i 2. 5

6 NAJVEĆI BRODOVI NA SVIJETU Knock Nevis,, rashodovani tanker ranije znan kao Jahre Viking. Krcao je tona, dug 458 m (1,504ft), širok 69 m (226ft) i gaz 24.6 m (80ft). ʹEmma Maerskʹ, najveci kontejnerski brod na svijetu, nosi teu, ukupna nosivost 156,907 t, dug 397 m, potiskuje ga motor, Wartsila KS, brzina 25.5 čv. Minimalni certifikovani broj članova posade je 13. ʹQueen Mary 2ʹ, BT, je najveći putnicki brod na svijetu, dužine 345 m, skoro 3 puta je veći i od ʹTitanicʹ i ima luksuzan smjestaj za 2620 putnika i 1253 clanova posade. 6

7 Jahta (eng., fr., ital. i nem. Yacht, rus.jahta), brod za razonodu, sport i turizam. naziv potiče od holandske reči Jaght kojom se u XVII veku nazivao manji brzi jedrenjak sa 1 ili 2 jarbola, u floti upotrebljavan kao kurirski brod. Naziv se zatim preneo i na brodove građene za potrebe razonode vladara, komandanta i bogataša. 4 Jahta je plovni objekat za razonodu, sport i rekreaciju, pogodan za duži boravak na moru dužine veće od 7 metara. 5 Komercijalna Jahta; jahta koja se komercijalno koristi za sport i razonodu, a koja prevozi ne više od 12 putnika Vojna enciklopedija Drugo izdanje, Tom 3, VIZ, Beograd god. Str.797 i Zakon o jahtama RCG, član 2 stav Isto, član 2 stav 2. 7

8 Jahta je danas plovni objekat za uživanje, znači mora biti udobnija od sličnoga plovnog objekta za sport i rekreaciju ali nemora biti i brža i da se ne smije koristiti u privredne svrhe. Dakle ona je zato odraz moći, bogatstva i dokaz luksuza koji vlasnik jahte sebi može da priušti i drugima pokaže. Tako je ona u kolektivnoj svijesti postala statusni simbol i znakprestiža. Jahte su u većini slučajeva privatno vlasništvo fizičkih lica, međutim ima i jahti koje su u vlasništvu države ili privrednog društva korporacije, koje koriste za u reprezentativne svrhe. Jahte mogu imati pogon na jedra ili motor ili kombinovano i jedno i drugo. U anglosaksonskom svijetu da bi čamac bio jahta mora biti duži od 40 stopa ili 13 metara, a mega jahta duža od 100 stopa ili 34 metra, a superjahta duža od 200 stopa ili 70 metara. ʺDubaiʺ trenutno najveća a jahta, duga je 158 m, široka m, BT, gaz: 5 m. Smjestaj: 1 apartman za vlasnika, 5 VIP apartmana i 6 apartmana za goste, svi sa balkonima. 8

9 Brodovlasnik vlasnik broda, fizička ili pravna osoba kojoj pripada pravo vlasništva nad brodom. On je u nosilac obaveze prijave upisa broda u Upisnik brodova. Brodar nosilac odgovornosti za privredno iskorišćavanje broda, može e biti vlasnik broda ili češće nevlasnik broda tj. Zakupac. 9

10 Brodogradnja : Brodogradnja je naučna i tehnička oblast koja obuhvata izučavanje i korišćenje prirodnih, tehničkih i dijelom društvenih nauka, potrebnih da bi se projektovao i proizveo proizvod velike kapitalne vrijednosti tj. Brod. Kao i druge tehničke struke, brodogradnja povezuje matematiku, fiziku i druge prirodne nauke, ali traži i specifična znanja vezana za različite djelatnosti u cilju izgradnje kompleksnog i složenog proizvoda. Danas je brodogradnja široka i interdisciplinarna djelatnost, koja se brzo razvija i ima veliki privredni značaj. Naravno, ovome su pridonijeli brzi razvoj nauke i tehnike a posebno elektronike, automatike, računarstva i robotike, što je omogućilo veliki skok u kvaliteti automatskog vođenja, kako u procesnoj industriji tako i upravljanju brodom. 10

11 Brodogradnja : Brodogradnja je složena privredna djelatnost koja obuhvata proces projektovanja i gradnje broda. S obzirom na kompleksnost samog broda, u gradnji brodova svoje mjesto nalazi veliki broj raznih, pratećih djelatnosti kaošto su: industrija čelika, proizvodnja motora, kotlogradnja, elektroindustrija, proizvodnja pumpi, proizvodnja protivpožarnih uređaja itd. 11

12 Brodogradnja je i naučna disciplina koja zahtijeva sintezu velikog broja naučnih nih disciplina kao što su otpornost konstrukcija, mehanika fluida, termodinamika i sl. 6 Specifičnost brodogradnje je u tome što je brod u biti sinteza ogromnog broja najrazličitijih itijih proizvoda, poluproizvoda i sirovina, u čijoj izradi sudjeluje više e različitih itih industrijskih grana. Brodogradilište dobivene sirovine i poluproizvode obrađuje,, neke n samo dorađuje i konačno no sklapa, gotove proizvode samo ugrađuje,, a neke samo montira,, te tako izrađuje finalni proizvod brod Lompar A., Nauka o brodu, Kotor, 2003., Str Tehnička enciklopedija, Zagreb, JLZ,

13 Brodogradnja : Takođe prema jednoj klasifikaciji nauka Brodogradnja (Shipbuilding) je definisana kao nauka koja pripada grupi Tehničkih nauka (Engineering and Technology). Prema istoj klasifikaciji ona se dijeli na grane ili naučne discipline: Konstrukcija plovnih objekata Desing of Boats (Naval Architecture) Hidromehanika plovnih objekata Hydromechanics of Boats (Hydrostatics & Hydrodynamics) Osnivanje plovnih objekata Fundation of Naval Objects Tehnologija gradnje i održavanja plovnih objekata Constructions of Naval Objects Upravljanje plovnim objektima Ship Guidance 13

14 VELIKA I MALA BRODOGRADNJA VELIKA BRODOGRADNJA VELIKI BROD MALA BRODOGRADNJA MALI BROD Danas još u vek nema jasne podele niti je tržište te jasno izdiferencirano po pitanju malih plovila. Najčešće e se mala i srednja plovila mogu podjeliti prema: dužini namjeni po vrsti pogona Europsko tržište te malih i srednjih plovila vrijedno je oko 23 milijardi dolara, od čega čak 7 milijardi otpada na kupovu novih plovila. Europska nautička proizvodnja obhvata oko tvrtki koje zapošljavaju oko radnika 14

15 Tržište svjetske velike brodogradnje Tržište svjetske brodogradnje danas možemo podijeliti na Aziju, Europu i ostali svijet. Na Aziju, zbog toga što se više e od 81posto brodova (više e od 91 posto dwt) sagradi samo u Kini, J. Koreji i Japanu. A ako uključimo i Filipine, Vijetnam i Indiju onda se u Aziji sagradi više e od 88 posto brodova (više e od 95 posto dwt) (1). Na Europu, zbog nekad dominacije europske brodogradnje u svijetu koja je zadržala ala još uvijek dominaciju u izgradnji putničkih brodova, i znatnog interesa u offshore industriji. Od ostaloga svijeta jedino je istaknut Brazil, kojemu pripada svega 0,8 posto svjetske nosivosti novogradnji, pa u ovom radu ostali svijet neće e biti obrađen. 15

16 Brodogradilište te: Preduzeće e za gradnju i popravak brodova, smješteno na pogodnom mijestu morske obale, u riječnim ušćima, u obalama rijeka, kanala i jezera. Brodogradilišta za novogradnje i Remontna brodogradilišta. 16

17 PREGLED VODEĆIH VELIKIH BRODOGRADILIŠTA TRGOVAČKIH BRODOVA U SVIJETU Velike brodograđevne korporacije povećavaju svoje proizvodne kapacitete u skladu sa porastom potražnje trgovačkih brodova na svjetskom tržištu. tu. One O su izgradile nove pogone, brodograđevne radionice i građevna mjesta,, novi sistem transporta, povećali kapacitet dizalica, itd. Južnokorejska brodogradilišta Brodogradilište Hyundai Hl Ulsan 17

18 Najveće svjetsko brodogradilište Hyundai Ulsan, nalazi se na površini od oko m² od čega je oko m² natkriveno. Brodogradilište Hyundai Ulsan ima 10 građevnih mjesta sa ukupnim maksimalnim kapacitetom građ. mjesta BT. Brodogradilište Hyundai HI u južnokorejskom Ulsanu ima čak 3 megadoka dužine dva od 640 i jedan od 500 metara, 2 doka dužine 380 metara, 2 doka dužine 360 metara, 2 doka dužine 260 metara i jedan dok dužine 170 metara. Mega dok sa tri broda u gradnji 18

19 Tlocrt brodogradilišta Odense Steel Shipyard u Danskoj Tok materijala u brodogradilištu Odense Steel Shipyard: 1. Skladište čelika kroz koje prođe do tona čelika mjesečno 1. Rezanje 2. Mala predmontaža 3. Predmontaža a volumenskih sekcija; U hali 1 izrađuju se sekcije dimenzija 32x22x12 metara a u hali 2 zakrivljene sekcije. 4. Antikorozivna zaštita 5. Cijevarska radionica 6. Površina za opremanje sekcija 7. Montaža a velikih modula 8. Građevno mjesto,, suhi dok dimenzija 415x90x11 sa portalnom dizalicom nosivosti 1000 tona. Montaža novogradnje u doku traje šest do deset sedmica, zavisno od veličine ine broda. 9. Opremna obala 10. Probna vožnja 19

20 Brodogradnja i brodarstvo predstavljaju izuzetan oblik ʺsimbiozeʺ dvije privredne grane, koja se oslikava u svim elementima funkcionisanja jedne i druge. Osnovne zajedničko aktivnosti i jedne i druge i njihova interakcija može e se videti iz donje šeme. 20

21 2. Osnovne pretpostavke projektovanja 21

22 2. Osnovne pretpostavke projektovanja Dva načina kupovine odnosno gradnje broda: 1. Brodogradilište projektuje i gradi tipske brodove i nudi na tržištu tu koje brodari mogu da kupe (zbog serijske proizvodnje ovakvi brodovi su obično jeftiniji). 2. Kupac od brodogradilišta zahtjeva brod koji će e imati precizno definisanu misiju tj., precizno postavlja zahtjeve, u tom slučaju brodogradilište projektuje brod od početka (ovakva gradnja je skuplja i duže e traje ali brodar dobija optimalno riješenje enje za svoje potrebe). 22

23 Proces projektovanja i gradnje broda obuhvata sledeće faze: Iskazivanje potrebe i definisanje misije broda Idejni preliminarni (basic) projekat Ponuda brodogradilišta Potpisivanje ugovora o gradnji broda Izrada delaljnog projekta Proces gradnje broda Testiranje uredaja i opreme Isporuku broda 23

24 1. Iskazivanje potrebe i definisanje misije broda Proces nabavke novog broda počinje prikupljanjem ponuda od brodogradilišta. Obično brodari, prateći i tržište te ili imajući i dobre odnose sa pojedinim brodograditeljima, a znajući i svoje potrebe, preko svojih brokera ili direktno stupaju u kontakt sa brodogradilištima za koja znaju da grade ili su sposobna da izgrade brod kakav je njima potreban. U ovoj fazi veoma je važno da brodar precizno definiše misiju broda. Detaljno definisana misija broda preduslov je svake optimizacije, bilo da se radi o tipskom projektu ili specijalnoj narudžbi. 24

25 Za detaljno definisanje misije broda potrebno je u prvom koraku odrediti optimalnu veličinu inu i brzinu broda. Odredivanje veličine ine i brzine broda u tijesnoj je vezi sa količinom inom tereta koju treba prevesti i zahtjeva frekvencije transporta. Tu se pojavljuje dilema da li je misija ekonomski isplatljivija sa jednim ili sa više e brodova. Koncept ʺjust in time baš na vrijemeʺ zahtijeva dolazak brodova u luku u tačnim intervalima i u tačno vreme sa određenim teretom (nema troškova skladištenja i čekanja). To zahtijeva određeni broj putovanja koje jedan brod ne može e zadovoljiti u tom slučaju može se desiti da su 3 manja broda isplatljivija nego 2 veća a broda ili sl. Ili Prihvatiti princip ʺmerit ʺ of scale dobra vagaʺ očigledno da brodovi sa većom nosivošću u imaju manje troškove po prevezenoj jedinici tereta i da bi napore trebalo usmjeriti na gradnju što većih brodova. Međutim ovaj princip se ne ostvaruje iz više e razloga i to komercijalnih, 25 ekonomskih i tehničkih.

26 Komercijalni razlozi le leže e u raspoloživim količinama inama tereta u odnosu na vreme broda provedeno u plovidbi i lukama. Mali brodovi mala rastojanja i obrnuto. Ekonomski razlozi povećanje dimenzija broda povećava cenu gradnje. Tehnički razlozi problemi sa uzdužnom čvrstoćom om kod većih brodova što traži i veće e strukturne elemente, itd. Dakle optimalna veličina ina broda se mora tražiti u jednom užem komercijalno i tehnički opravdanijem području ju. Slično se može e primijeniti i na područje brzina, jer gornju granicu brzina određuju karakteristike krive otpora broda,, posebno otpora talasa, koja u područjima većih brzina postaje sve strmija. Ako se zahtjevi misije mogu izvršiti iti jednim brodom uz zadane količine ine tereta za prevoz u jedinici vremena. Onda se odnos brzine i nosivosti broda mora optimizovati u tom okviru. 26

27 Zahtjevi misije utvrđuje naručilac gradnje i oni se generalno mogu podijeliti na: 1. tip broda prema teretima koje će e transportovati (sirova nafta, žito, rudača, a, generalni teret, kontejneri), 2. količina ina raspoloživog tereta koju brod ima namjeru da transportuje u jedinici vremena (tona/godina, m3 /h, putnika/godina), 3. frekvencija transporta, 4. broj brodova koji će e se graditi za istu namjenu, 4. kapacitet broda u odgovarajućim jedinicama (DWT, bale, žito, TEU, broj putnika, broj kola, broj grla stoke, površina paluba itd.), 5. zahtjevi rute,, luke ukrcaja i iskrcaja, navigacioni i telekomunikacioni i eksploatacioni zahtjevi, 6. radni vijek broda, 7. posada,, broj i standard smještaja, 8. registar,, klasifikacija i saglasnost sa konvencijama i pravilima, 9. tip motora,, brzina i potrošnja goriva, 10. oprema broda (za ukrcaj i iskrcaj tereta, za sidrenje, vez,...), 11. akcioni radijus, 12. faktori optimizacije (potrošnja goriva pri određenoj brzini,, troškovi po pređenoj milji,, troškovi po prevezenoj toni, povratak kapitala po 27 investiranom dolaru,...) itd.

28 Isto tako, misija broda može e sadržavati avati i određene restrikcije. Restrikcije se mogu odnositi na: 1. glavne dimenzije: dužina (vezovi, kanali, ustave), širina (grana dizalica, kanali, ustave), gaz (kanali, luke, prevlake), visina (mostovi, kablovi), 2. rutu kojom će e brod ploviti: nadvođe (plima - oseka), ojačanja anja za led, kapacitet spremišta (hrane, vode, goriva), oprema (sistem bokobrana, rampe i skale s obzirom na plimu i oseku, 3. teret koji će e se brodom prevoziti: pumpe, kranovi, samoukrcavanje ili samoiskrcavanje, snaga za teretne uređaje,, ventilacija v tereta. hlađenje ađenje, grijanje, stepen opasnosti (zagađenje ađenje,, izolacija. protivpožama zaštita), 4. manevarske karakteristike broda: pramčani ani propeler, kormilo. 5. klasu broda: odnos dimenzija, materijali, oprema, 6. zahtjeve zemlje čiju zastavu brod vije: broj posade, kabine, sigurnosni uređaji,, oprema. 28

29 2. Idejni preliminarni (basic) projekat Da bi brodograditelj mogao započeti pripreme za gradnju, ali i da bi procijenio troškove, vrijeme i druge faktore gradnje, neophodno je uraditi idejni projekat. Idejni projekat nastaje u međusobnim kontaktima naručioca gradnje i brodograditelja, uz pomoć i konsultaciju sa klasifikaeionim zavodom, nacionalnim autoritetima, konsultujući IMO propise i druge relevantne faktore. 29

30 Na kraju idejnog projekta trebaju biti poznati sledeći osnovni elementi: 1. pravila i propisi koje brod mora zadovoljavati,. 2. glavne dimenzije, 3. brzina broda, glavni pogon i potrošnja, 4. presjek glavnog rebra, 5. težine i položaj i težišta, ta, 6. oblik trupa i njegove karakteristike, 7. raspored i veličina ina tankova, 8. elementi brodskih sistema i njihovi kapaciteti, 9. stabiltetni zahtjevi, 10. stanja opterećenja enja broda, 11. generalni raspored na brodu, 12. specifikacija opreme i sl. Tek nakon definisanja svih ovih elemenata brodogradilište je u mozućnosti da sačini svoju kalkulaciju troškova i ponudi cijenu broda. 30

31 3. Ponuda brodogradilišta Brodogradilište uglavnom nudi brodovlasniku sledeće osnovne elemente: 1. dimenzije i kapaciteti broda, 2. brzina broda, snaga motora i potrošnja, 3. opis broda i crteži i generalnog rasporeda sa specifikacijama, 4. dinamika gradnje i vrijeme isporuke broda, 5. cijena broda sa šemom i uslovima plaćanja, anja, 6. obezbjeđenje i garancije koje kupac mora izvršiti, iti, 7. uslovi koje obe strane moraju ispuniti i 8. prijedlog brodograđevnog ugovora. 31

32 4. Potpisivanje ugovora o gradnji broda Nakon definisanja i usaglašenosti osnovnih elemenata i broda i gradnje i plaćanja, anja, brodograditelj i brodar (naručilac) sklapaju brodograđevni ugovor. Postoje tipski brodograđevni ugovori kao npr.. BIMCOB IMCO ov brodograđevni ugovor,, koji se koriste zbog njihove jednostavnosti i duge prakse sa ciljem izbjegavanja svih potencijalnih nejasnoća, a, ali brodar i brodograditelj isto tako mogu da naprave i potpišu u ugovor koji zadovoljava sve njihove međusobne želje, prava i obaveze. 32

33 Ovakvi ugovori najčešće e sadrže e sledeće e klauzule: 1. Opis broda, glavne karakteristike, klasu i dokumente broda 2. Inspekciju tokom gradnje broda 3. Mogućnosti modifikacije utvrđenih elemenata 4. Garancije u pogledu brzine, nosivosti i potrošnje 5. Uslove isporuke broda, način isporuke, dokumentaciju kod isporuke 6. Cijenu i način plaćanja anja sa obezbjeđenjima u slučaju inflacije, dinamiku plaćanja anja 7. Registracija broda tokom gradnje, prava na vlasništvo 8. Osiguranje tokom gradnje 9. Slučaj nepoštovanja ugovora od strane kupca ili prodavca 10. Garancije 11. Patenti i druga intelektualna svojina 12. Zakon i načini rešavanja sporova 13. Uslovi koji se ispunjavaju da bi ugovor stupio na snagu 14. Načini komuniciranja tokom gradnje broda između svih uključenih strana 33

34 5. Izrada delaljnog projekta Tek nakon potpisivanja ugovora, brodogradilište ili u nekim slučajevima brodograđevni biro,, pristupa izradi detaljnog projekta broda. Ovaj proces je veoma skup i obično iznosi oko 5 do 12% ukupne cijene broda. Proces se završava ava izradom obimne dokumentacije koja obuhvata: : plan vodnih linija, dijagramski list, ʺSʺ krive stabiliteta, plan glavnog rebra, genaralni plan rasporeda, plan strojarnice, planove raznih brodskih sistema, plan kapaciteta, plan dokovanja, plan veza i odveza, plan sidrenja, plan rasporeda sigurnosne opreme, plan ukrcaja i iskrcaja tereta, i sl. koji svi čine tehničku dokumentaciju broda. Dokumentacija sadrži i sve tehnološke crteže e koji idu u proizvodnju, kao i tehnološki postupak sa svim fazama. 34

35 Sam proces dizajniranja broda može e se najbolje objasniti brodograđevnom spiralom Optimizacija po brodograđevnoj spirali zahtijeva da se do konačnog nog dizajna sve faze preispitaju i po nekoliko puta, svaki put približavaju avajući i se željenom cilju, u sve više e i više detalja i sa sve većom tačno nošću. 35

36 Aktivnosti: I krug konceptni dizajn. II krug preliminarni dizajn. III krug stalna ekonomska kontrola Kroz brodograđevnu spiralu treba riješit it veliki broj tehno ekonomskih ekonomskih dilema i to kroz dva aspekta: 1. Traženje optimalnog rešenja enja u tehničkom smislu koje predstavlja izbor u okviru jedne porodice riješenja enja (npr. izbor propelera) i 2. Traženje riješenja enja u ekonomskom smislu koje predstavlja izbor između više e tehničkih optimalnih mogućnosti (analiza cijena i ekonomskih posledica prihvatanja nekog teničkog riješenja). enja). 36

37 Primjer: : Brod za prevoz kontejnera Izrada projekta Prva aproksimacija. Jedan od mogućih postupaka za određivanje osnovnih parametara broda u početnoj fazi projektovanja sastoji se iz sledećih koraka. 1. Skica generalnog plana Na osnovu zadatih podataka i preporučene ene literature skicirati generalni plan broda. Skica, u ovoj fazi, može e biti izrađena i slobodnom rukom. 2. Procena deplasmana U početnoj fazi projektovanja moguće e je proceniti deplasman broda na osnovu koeficijenta dedvejta. m dwt η dwt = Masa dedvejta je Δ m dwt Koeficijent dedvejta za male višenamenske teretne brodove je η dwt = m + m + m 1. 1 m ter zal dwt = pos ter Precizniji statistički podaci se mogu naći i u bazi podataka za te brodove. 37

38 Primjer: Prva aproksimacija. 3. Određivanje glavnih dimenzija Postoji niz preporuka za određivanje dužine broda na osnovu poznate brzine i deplasmana, npr. L L = = 2 3 v 6.59 v L = v g 1 3 v L, brzina v u čvorovima, (korigovana preporuka Pozdonina),, brzina v u m/s,, (korigovana preporuka Vokera),, brzina v u čvorovima, (korigovana preporuka Ayera). Preporuke se odnose na Lpp ili LWL. U početnoj fazi proračuna, razliku između ovih dužina zanemarujemo. L = 5 8 Za širinu i visinu razmatranog tipa broda važi B B H = Precizniji statistički podaci se mogu naći i u bazi podataka za te brodove. 38

39 Primjer: Prva aproksimacija. 3. Određivanje glavnih dimenzija Pre usvajanja, dimenzije broda treba usaglasiti sa dimenzijama skladis kladišta, tako da skladište bude pogodno za prevoz kontejnera. Za ovo je neophodno proceniti uobičajeni odnos dimenzija skladišta i broda (odnosno visinu dvodna i pražnice grotla, širinu dvoboka, dužinu kaštela itd). Pretpostaviti da brod prevozi standardne TEU dimenzija stopa.. Predvideti i mogućnost prevoza kontejnera visine 9 stopa. Proveriti kako se usvojene dimenzije broda uklapaju u statistiku postojećih brodova. Širina dvoboka, na osnovu propisa Lojd Registra, ne treba da bude manja od B.. Voditi računa da predviđeni palubni put bude dovoljno širok. Pri izboru osnovnih dimenzija težiti da zapremina zatvorenih prostora bude što manja (tj. manja tonaža GT). Ceo projekt, počev evši i od odabira dimenzija, treba izraditi tako da se dobije dobar brod u skladu sa savremenim tendencijama u brodogradnji (više e TEU manje GT). 39

40 Primjer: Prva aproksimacija. 4. Procena broja i mase kontejnera Na osnovu dimenzija skladišta i broja redova kontejnera na palubama sličnih brodova, proceniti maksimalni broj kontejnera n.. Prosečna masa jednog kontejnera je m m i treba da iznosi t. con = n ter 5. Određivanje koeficijenata forme Postoji niz preporuka za koeficijent punoće e istisnuća a (blok koeficijent) na osnovu poznate dužine i brzine broda. npr. C C C B B = B F n = 25 F n 58 L B = 46.6 Fn 39.1 Fn Fn , (korigovana preporuka Ayera), (korigovana preporuka Schneeklutha)., (preporuka Jensena) 40

41 Primjer: Prva aproksimacija. 1 1 C B ctg ( 23 F ) = n, (preporuka Watsona). Preporuke za C B su date sa stanovišta otpora broda. Pri usvajanju ovog koeficijenta treba imati u vidu da puniji brodovi imaju veći i otpor, ali i povoljniji oblik skladišta za krcanje kontejnera. Uporediti preporučene ene vrednosti sa statistikom postojećih brodova. Postoji niz preporuka za koeficijent punoće e glavnog rebra na osnovu poznatog koeficijenta C B C M 1.62 C ± 0.15 = B C C C C = M C B 1 = 1+ (1 C, za Fn > 0.28 M M M B ) = C 1 = 1+ (1 C B 3.56 B ) C M = C B ± 0.004, za Fn < 0.28, CB < 0.8 Takođe,, postoji niz preporuka za koeficijent punoće e vodne linije Potražiti i druge preporuke u stručnoj literaturi. 41

42 Primjer: Prva aproksimacija. Takođe,, postoji niz preporuka za koeficijent punoće e vodne linije C WL = + 2 C 3 1 B C WL 0.98 C ± 0.06 = B C WL 0.72 C = P Potražiti i druge preporuke u stručnoj literaturi. 6. Određivanje gaza Na osnovu prethodno određenog deplasmana,, dimenzija i koeficijenata, gaz broda sledi iz relacije Δ = ρ c CB L B T, gde je c faktor izdanaka. Proveriti kako se proračunati gaz uklapa u statistiku postojećih brodova. 7. Provera slobodnog boka Na osnovu poznate dužine, gaza i visine neophodno je proveriti da li je zadovoljen minimalni slobodni bok F Bmin. 42

43 Primjer: Prva aproksimacija. 8. Određivanje težišta ta istisnuća Postoji niz preporuka za položaj težišta ta istisnića a po dužini, sa stanovišta optimalnog otpora talasa. L LCB = ( ) F n Dijagram Jensena. Dijagram u knjizi. Postoji niz približnih formula za položaj težišta ta istisnuća a po visini. 5 C B, VCB = T 6 3 C WL ( ) VCB= T 36 C M ( ) VCB= T C M 1 C B,, 43

44 Primjer: Prva aproksimacija. 9. Provera stabiliteta U ovoj fazi je moguće e odrediti maksimalnu visinu težišta ta broda VCG pri kojoj je metacentarska visina veća a od minimalne. Za određivanje metacentarskog radijusa postoji niz približnih formula MF = 1.04 C MF MF = 2 WL 3 CWL = 24 2 ( C ) B 12 C 2 B T 2 1 B C T WL B B 12 C 2 B T VCG max, MF = ( 2 C + 1) WL 3 B 12 C 2 B T Minimalna metacentarska visina, po IMO propisima, je MG min = 0.15 m. m Uobičajene granice za vertikalni položaj težišta ta broda VCG su = ( ) H Ukoliko se dobije VCG max < 0.55H, izvesno je da će e stabilitet broda biti ugrožen. 44

45 Primjer: Prva aproksimacija. 10. Određivanje snage motora Na osnovu zadate brzine plovidbe i usvojenih karakteristika broda, odrediti snagu motora P M koristeći i jednu od standardnih metoda proračuna. REZULTAT PRVE APROKSIMACIJE: Δ, L, B, T, H, F B, C B, C M, C P, C WL, LCB, VCB, VCG max, n, mcon, P M. DRUGA APROKSIMACIJA,, TREĆA, ČETVRTA itd. 45

46 Ključne tačke spiralnog puta na kojima brodar mora usmjeriti svoju pažnju zbog njihovog ekonomskog značaja aja u kasnijoj eksploataciji broda su: 1. optimizacija linija i forme broda, 2. izbor pogona broda, 3. izbor propelera i 4. izbor opreme i uređaja. Optirnizacija linija i forme trupa broda u dizajnu je idealna prilika da se u bazenskim ispitivanjima analiziraju sve mogućnosti odnosa dimenzija, oblika pramca i krme, izdanaka, strujanja vode oko trupa, bulba, trima, itd, kako bi se postigao minimalni otpor broda. Ovaj dio optimizacije je važan an za kasniji proračun snage kako bi se postigla interakcija između trupa,, mašine i propelera. Zato su bazenska ispitivanja modela poželjna i kasnije višestruko isplativa. Takođe ođe,, u toj fazi treba ispitati otpor, ponašanje anje broda na talasima, manevrisanje, kormilo, trimovanje, ljuljanje i posrtanje itd. 46

47 Jedan od najvažnijih nijih rezultata ovih testova jeste kriva otpora broda za razne brzine i razne gazove broda. Kriva otpora može e se dobiti i raznim metodama koje se koriste velikim brojem podataka sistematskog ispitivanja serija modela, ali su podaci dobijeni za određeni model datog broda svakako pouzdaniji. Poslije određivanja otpora broda,, odnosno potrebne snage broda,, mora se izvršiti iti optimalni izbor pogona. Ovaj izbor teče e paralelno sa izborom propelera i proces se takođe mora izvršiti iti u nekoliko aproksimacija dok se ne postigne optimalna skladnost. 47

48 U izboru pogona (turbina, sporohodni dizei motor, srednjehodni dizel motora) moraju se uzeti u obzir sledeće e karakteristike: 1. zapremina pogona i prostor koji on zahtijeva, 2. težina pogona, 3. vrsta goriva koju koristi i specifični potrošak goriva, 4. potrebna prateca oprema pogona, pumpe, reduktor, 5. pouzdanost, 6. zahtjevi održavanja, 7. reverzibilne karakteristike, 8. ograničenja radnog područja, 9. dostupnost rezervnih djelova, 10. garancije g proizvođača, a, 11. cijena pogona. 48

49 6. Proces gradnje broda Nakon izrade detaljnog plana pristupa se gradnji broda. U zavisnosti od dinamike, neke faze gradnje mogu početi i ranije. To se posebno odnosi na kupovinu određenog materijala, opreme itd. Šema gradnje broda po fazama. U nekim brodogradilištima brodovi se još uvijek umjesto u suvom doku grade na navozima, trup se postavlja na specijalne saonice i porinjava se sa obale, klizajući i na saonicama. Zbog velikih masa, porinuće e predstavlja izuzetno kompleksan problem sa komplikovanim stabilitetom broda prilikom ulaska u vodu. Nakon porinuća a brod se veže e uz obalu, pri čemu je izložen vremenu ako se brod oprema i ugrađuju se brodski sistemi i uređaji. nije 49 natkriven. Tu se brod oprema i ugrađuju se brodski sistemi i uređaji

50 7. Testiranje uredaja i opreme Najveći i dio opreme i uređaj a testira se prije ugradnje na brod.. Neki značajniji ajniji elementi kao npr. glavni motor testiraju se u fabrikama gdje g su proizvedeni u prisustvu ovlaštenih predstavnika brodara, brodogradilišta i klasifikacionih zavoda, dok se najveći i dio testira na obali neposredno prije ugradnje. Nakon konačne ne ugradnje svih djelova, opreme i uređaja,, brod se prije isporuke vodi na probnu vožnju nju. U toku probne vožnje koja može trajati i više e dana, svi uređaji se testiraju na mjestu i vodi se evidencija o njihovom radu. Uredaji su prihvaćeni tek nakon što su uspješno obavili svoju funkciju u skladu sa propisima i preporukama i na zadovoljstvo predstavnika brodara i klasifikacionog zavoda. Istovremeno se kalibri libriše navigaciona oprema, provjeravaju performance broda, u prvom redu brzina i potrošnja goriva, kapaciteti skladišta i tankova itd. 50

51 8. Isporuka broda Nakon usješno obavljene probne vožnje, brod se isporučuje uje brodaru. U prvom periodu eksploatacije broda, brodar dobija garanciju na, opremu i uređaje,, kako na kvalitet ugradenih materijala, tako i na kvalitet rada i primijenjene tehnologije. Garantni period može e u zavisnosti od dogovora; koji je opet osnovan na tržišnim kretanjima, biti godinu ili čak duže. U toku tog perioda brodar detaljno prati sve uređaje i opremu na brodu i ukoliko nade da nešto nije u skladu sa standardima, ima pravo da prilikom prvog dokovanja broda to otkloni na trošak brodograditelja. Neki brodograditelji praktikuju da na brodu, čitava vrijeme ili samo dio vremena, imaju svog garantnog inžinjera injera koji prati rad opreme i uređaja i priprema sve aktivnosti za otklanjanje nedostataka. 51

52 3. Veličine ine 52

53 3. Veličine ine Dakle ako govorimo o osnovnim veličinama inama ili prevedeno na osnovne dimenzije broda iako su one uži u i pojam, ipak se od njih polazi u dogovaranju oko projekta broda. 53

54 54

55 Brodsko tijelo se prikazuje u tri projekcije. 1. Pomoću u teorijskih rebara koja pokazuju poprečne presjeke broda po uzdužnoj osi, 2. presjeke vodnih linija koji pokazuju horizontalne presjeke broda i 3. uzdužnih linija koje prikazuju uzdužne presjeke broda, odnosno presjeke paralelne ravni simetrije broda. 55

56 Glavne dimenzije broda U sledećoj tabeli date su definicije nekih karakteristika brodova 56

57 Glavne dimenzije broda 57

58 Glavne dimenzije broda 58

59 Glavne dimenzije broda 59

60 Glavne dimenzije broda N 1 + N 2 = ukupan broj putnika koje brod smije da prevozi i koji je naznačen u brodskim svjedožbama. U literaturi i u formulama koje se koriste u eksploataciji broda često se susreću u i koeficijenti brodske forme. 60

61 Glavne dimenzije broda : Glavne dimenzije odnose se na geometrijske karakteristike trupa, dužina, širina i visine, istisnina i registarska zapremina. 1. dužina broda L Loa dužina preko svega du dužina mjerena između dviju krajnih nepokretnih tačaka aka broda. Lpp dužina broda između perpendikulara Dužina između prednjeg i zadnjeg perpendikulara (zadnji: centralna linija obrtne ose kormila ili zadnja ivica pete statve) (prednji: vertikala koja prolazi kroz presječnu tačku konstruktivne vodne linije i pramčane ane statve). dužina vodne linije dužina broda na vodnoj liniji. L WL du 2. širina broda B Bmax Najveća širina irina širina od naj isturenije čvrste nepomične tačke na lijevom boku do iste takve tačke na desnom boku. B konstruktivna širina broda najveća širina ispod konstrukcione vodne linije (najčešće e na glavnom rebru). 3. visina broda D Dh konstrukcijska visina razmak u metrima razmak u metrima,, mjeren m po visini između gornje ivice ravne kobilice do gornje ivice sponje neprekinute palube. mjeri se od konstrukcijske vodene linije do ruba oplate palube mjereno na glavnom rebru 4. nadvođe broda Fb mjeri se od konstrukcijske vodene linije do ruba oplate palube 61

62 5. gaz broda T T konstruktivni gaz normalno rastojanje od osnovice do vodne linije na sredini broda. Tf gaz na krmi normalno rastojanje od osnovice do vodne linije mjereno na zadnjem perpendikularu. Ta gaz na pramcu normalno rastojanje od osnovice do vodne linije mjereno na prednjem perpendikularu. 6. Masa lakog broda LWT masa broda bez tereta, putnika i rezervi goriva, vode, hrane i maziva. 7. Površina glavnog rebra Am površina poprečnog presjeka broda na sredini broda Bmax Najveća širina širina od naj isturenije čvrste nepomične tačke na lijevom boku do iste takve tačke na desnom boku. B konstruktivna širina broda najveća širina ispod konstrukcione vodne linije (najčešće e na glavnom rebru). AWL Površina vodne linije na kojoj brod pliva. 8. Površina vodne linije AWL 9. Istisnina broda (zapreminska m3) V Zapremina uronjenog dijela broda. 10. Istisnina broda (težinska KN) D Težina vode istisnute brodom. 11. Istisnina broda (masena t) D Masa vode istisnute brodskim trupom. 12. Nosivost DWT Masa tereta koja se može ukrcati na brod. Teret koji brod mo nositi na konstruktivnom gazu. e ukrcati na brod. Teret koji brod može 62

63 13. Bruto registarska tonaža BRT (GRT) Oslikava ukupnu zapreminu prostora na brodu. NRT Oslikava zapreminu prostora na brodu koja donosi prihod. TEU broj kontejnera koji se mogu ukrcati na brod Broj broj putnika koje brod može e da prevozi u skladu sa zahtjevima sigurnosti. naga pogonskog uređaja MCR maksimalna snaga pri kojoj pogonski uređaj može e da radi neograničeno. eno. na snaga pogonskog uređaja ECR snaga pri kojoj pogonski uređaj radi na najekonomičnijem nijem režimu. prevaljeni put u miljama na sat (čv). 14. Neto registarska tonaža NRT 15. Nosivost kontejnera TEU 16. Kapacitet putnika Broj 17. Snaga S pogonskog uređaja 18. Ekonomična snaga pogonskog uređaja 19. Brzina broda v prevaljeni put u miljama na sat ( 63

64 Primjeri brodova i njihovih karakteristika po pojedinim tipovima. Brodovi za rasuti teret i rudaču Brodovi za prevoz tečnog tereta 64

65 Na sledećim slikama date su neke prosječne osnovne relacije među dimenzijama različitih itih tipova brodova. Odnos između nosivosti i dužine tankera Odnos između nosivosti i deplasrnana tankera Odnos između nosivosti i dužine broda za prevoz kontejnera Odnos između nosivosti i gaza broda za 65 prevoz kontejenern

66 Koristeći i prosječne osnovne relacije među dimenzijama različitih itih tipova brodova. Naručilac broda, kao i brodogradilište mogu sagledati osnovne veličine ine prema zahtjevu naručioca. Danas se za ovu fazu koriste matematički modeli i specijalni računarski programi koji olakšavaju avaju definisanje zahtjeva, izradu projekta, pripremu procesa proizvodnje i samu realizaciju brodskog projekta u brodogradilištu. 66

67 Na nivou konceptualnog dizajna koriste se metoda višekriterijskog pristupa za definisanje glavnog rebra povezana sa standardnim alatima klasifikacionih društava kombinujući i jednodimenzionalne i dvodimenzionalne modele konstrukcije broda. Na nivou preliminarnog dizajna koriste se specijalni trodimenzionalni modeli konstrukcije prema posebnim programima npr. MAESTRO odnosno VERISTAR, itd. Takođe u projektnim biroima brodogradilišta i njihovim bazama podataka nalaze se katalozi provjerenih konstrukcijskih rješenja enja za specijalne čelike, aluminijske legure, polimernih materijala. Koji se na osnovu proračuna podobnosti, eksperimentalne verifikacije i njihovih karakteristika uključuju uju u projektne procedure. 67

68 Sa pozicije projektovanja broda može e se reći i da je brodogradnja projektno usmjerena. Projekat broda obuhvata tri i više e projektnih oblasti ili polja: A. Sam projekat broda kao konstrukcijsko riješenje. enje. B. Brodski projekat kao zadatak brodogradilišta. C. Brodski projekat kao skup proizvodnih procesa brodogradilišta. Zato se može e reći i da brodobradilište izvodi multiprojektno poslovanje, kroz više e faza; pokretanja, izrade i garancije brodskog projekta. One se odvijaju tokom određenog perioda ili vremenskog ciklusa,, koji se naziva vijekom brodskog projekta. U tom periodu projektnom razdoblju stvara se projekat, stvaraju se nove vrijednosti i ostvaruju određeni troškovi. Zato projektovanje i gradnju broda treba da prate Banke sa izvršavanjem preuzetih finansijskih obaveza u vijeku projekta. 68

69 Za donošenje odluka (optimizaciju) na osnovu dostupnog matematičkog modela formulišu u se višekriterijske brodograđevne projektne procedure (projektna programska ljuska). Prva za brod, a druga za podsistem idejnog projekta. Procedure omogućavaju jednostavno uključivanje postojećih programa za osnovne brodograđevne proračune, tablice, heurističke (lične) projektantske formule, kao i subjektivne procejene projektanata kod vrednovanja za konačni ni izbor projekta. Prva je vezana za osnivanje broda. Druga se primjenjuje kao procedura za projektovanje brodske konstrukcije od konceptualnog projekta do klasifikacijske dokumentacije. Dakle projektna procedura se formuliše e kao višekriterijska programska ljuska za donošenje odluka (optimizaciju) na osnovu dostupnih matematičkih modela konstrukcije. Tkođe ona obuhvata i matematički model projektnih kriterijuma za čelik, aluminij i kompozite. 69

70 PROCES PROJEKTOVANJA BRODOGRAĐEVNI PROCES PROIZVODNI PROCES 70

71 FAZE BRODOGRAĐEVNOG PROCESA 71

72 Klasična struktura brodogradilišta ta: proizvodne radionice, pripremne radionice, pomoćne radionice, radne površine, hidrotehnički objekti, skladišta i slagališta, energetski objekti i instalacije, transportna sredstva međuradioničkog transporta. 72

73 Brodograđevne proizvodne radionice: radionica za izradu građevnih dijelova trupa sa skladištem čelika i predobradom radionice za predmontažu u sklopova i sekcija trupa radionica ili površina za montažu u (okrupnjavanje)( blok sekcija trupa građevno mjesto za montažu u trupa i porinuće e ( predaju broda vodi) Opremne radionice: cjevarska radionica sa skladištem cijevi bravarska radionica limarska radionica brodotesarska i stolarska radionica Bojadisarska radionica izolaterska radionica užetarska radionica 73

74 Opremno montažne ne: elektromontažna na sa skladištem opreme strojo monta montažna na ili mehano monta montažnana Strojograđevne radionice: izrada i montaža a glavnih i pomoćnih strojeva Pripremne radionice: modelarska sa skladištem modela Iivnica željeza, bijele bronze, bronze i drugih legura kovačka ka radionica mašinska obrada vruća a obrada Pomoćne radionice: alatnica za izradu i popravak specijalnog i standardnog alata radionice za održavanje: proizvodne opreme i dizalica, elektro opreme, zgrada, hidrotehničkih objekata i saob raćajnica ajnica 74

75 STRUKTURA KLASIČNOG POLU MONTA MONTAŽNOG NOG BRODOGRADILIŠTA 75

76 Šema međusobnih tehnoloških veza osnovnih radionica brodogradilišta 76

77 GENERALNI PLAN VELIKOG BRODOGRADILIŠTA U JAPANU 1 1 Skladište čelika 2 Radionica R predobrade Iimova i profila 3 Brodograđevna B radionica 4 Radionica predmontaže e malih sekcija 5 Radionica predmontaže e sekcija 6 Farbarska radionica 7 Pokretne nadstrešnice nice 8 Portalne P dizalice 9 Građevni G dok 10 Pomoćni dok 11 Remontni dok 12 Površina za okrupnjavanje i opremanje sekcija 13 Radionica za predmontažu blok sekcija pramca i krme 14 Blok opremnih radionica 15 Opremna obala 16 Cjevarska radionica 17 Radionica predmontaže e sekcija pramca i krme Upravno zgrada

78 78

79 HVALA NA PAŽNJI! 79

80 PITANJA 80