ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ «ΝΑΥΤΙΚΗ & ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ» ΘΕΜΑ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ «ΝΑΥΤΙΚΗ & ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ» ΘΕΜΑ «ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗΣ ΜΙΚΡΟΥ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΦΟΡΟΥ ΠΛΟΙΟΥ ΜΕ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΒΥΤΙΟΦΟΡΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΤΟΥ ΠΟΛΕΜΙΚΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ» Τριμελής Επιτροπή: Α. Παπανικολάου Καθηγητής Ε.Μ.Π. Κ. Σπύρου - Καθηγητής Ε.Μ.Π. Γ. Ζαραφωνίτης (Επιβλέπων) Αν. Καθηγητής Ε.Μ.Π. Μεταπτυχιακός Φοιτητής: Λεβεντάκης Μιχαήλ Δεκέμβριος 2013

2

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέπων καθηγητή μου κ. Γ. Ζαραφωνίτη για την ευκαιρία που μου έδωσε να πραγματοποιήσω την συγκεκριμένη Διπλωματική Εργασία, καθώς και τον κ. Γ. Παπατζανάκη για την άριστη συνεργασία που είχαμε και για την καθοδήγηση που μου παρείχε καθ όλη την διάρκεια της έρευνας αυτής, η οποία στάθηκε καταλυτική για την επιτυχή ολοκλήρωση της παρούσας διπλωματικής. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγό μου που με προέτρεψε να παρακολουθήσω αυτό το ιδιαίτερα απαιτητικό μεταπτυχιακό του τμήματος των Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών, και κατά δεύτερον τη στήριξη που μου προσέφερε μαζί με τις κόρες μου, όλο αυτό το διάστημα, δίχως την οποία δε θα ήταν δυνατή η ολοκλήρωση της συγκεκριμένης εργασίας. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω το Πολεμικό Ναυτικό που μου έδωσε τον χρόνο και τη δυνατότητα να αποκομίσω υψηλού επιπέδου γνώσεις με τη συμμετοχή μου σ έναν ιδιαίτερα αναγνωρισμένο και αξιόπιστο κύκλο μεταπτυχιακών σπουδών του Ε.Μ.Π που παρουσιάζει συνάφεια με το επάγγελμα του Αξιωματικού Μηχανικού του Π.Ν.

4 Πίνακας Περιεχομένων Τεύχος 1 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΠΛΟΙΟΥ 8 2 ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΚΑΦΟΥΣ 12 2.1 Σχεδιαστική Διαδικασία 12 2.2 Επιλογή Κύριων Διαστάσεων και Συντελεστών Μορφής 13 2.2.1 Υπολογισμός Γινόμενου K A *ρsw 15 2.2.2 Επιλογή Πλάτους (B) 15 2.2.3 Επιλογή Βυθίσματος (Τ) 15 2.2.4 Υπολογισμός Γεωμετρικού Εκτοπίσματος (Δ Γ1 ) 15 2.2.5 Επιλογή Συντελεστή Γάστρας (C Β1 ) 16 2.2.6 Υπολογισμός Μήκους Μεταξύ Καθέτων (L BP1 ) 16 2.2.7 Επιλογή Κοίλου (D 1 ) 16 2.2.8 Υπολογισμός Βάρους Κενού Σκάφους (L.S 1 ) 16 2.2.9 Υπολογισμός Εκτοπίσματος Βαρών (Δ B1 ) 16 2.2.10 Έλεγχος Γεωμετρικού Εκτοπίσματος και Εκτοπίσματος Βαρών 17 2.2.11 Επαναπροσδιορισμός Κύριων Διαστάσεων - Συντελεστή Γάστρας 17 2.2.12 Έλεγχος Βαρών 18 2.2.13 Υπολογισμός Συντελεστή Μέσης Τομής (C M1 ) 18 2.2.14 Υπολογισμός Πρισματικού Συντελεστή (C P1 ) 18 2.2.15 Υπολογισμός Συντελεστή Ισάλου Επιφανείας (C WL1 ) 18 2.2.16 Συνοπτικός Πίνακας Τιμών Κύριων Διαστάσεων και Συντελεστών Μορφής Υπό Μελέτη Πλοίου 19 2.3 Προκαταρκτική Προσέγγιση Ισχύος Προώσεως και Επιλογή Προωστήριου Εγκατάστασης 19 3 ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΡΟΥΣ ΠΛΗΡΩΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΑΛΛΑ ΑΦΟΡΤΟΥ ΠΛΟΙΟΥ 21 3.1 Υπολογισμός Βάρους (L.S) Πατρικού Πλοίου MAISTROS 21 3.1.1 Βάρος Μεταλλικής Κατασκευής (w ST ) 21 3.1.1.1 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με τη Μέθοδο Watson 21 3.1.1.2 3.1.1.3 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με την Μέθοδο Schneekluth και Müller Köster. Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με την Μέθοδο των Συντελεστών Βάρους 23 27 3.1.2 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W ΟT ) Πατρικού Πλοίου 27 3.1.2.1 Υπολογισμός Βάρους W ΟT με τη Μέθοδο Schneekluth 27 3.1.2.2 3.1.2.3 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) του Πατρικού Πλοίου με τη Μέθοδο Strohbusch Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) του Πατρικού Πλοίου με Προσεγγιστικούς Τύπους 28 29

5 3.1.3 Υπολογισμός Βάρους Μηχανολογικής Εγκατάστασης (W M ) του Πατρικού Πλοίου 29 3.1.3.1 Υπολογισμός Βάρους W Μ με Βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο Watson-Gilfillan 29 3.1.3.2 3.1.3.3 3.1.3.4 3.2 Υπολογισμός Βάρους W Μ με Βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο Watson-Gilfillan Συναρτήσει του Βάρους της Κύριας Μηχανής Υπολογισμός Βάρους WΜ με Βάση την Προσεγγιστική Μέθοδο Μέσω Διαγράμματος HP- w m Υπολογισμός Βάρους (W M ) με Βάση των Συντελεστών Ομάδων Βαρών Μηχανολογικής Εγκατάστασης κατά Strohbusch Συνοπτική Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Υπολογισμού LS 0 του Πατρικού Πλοίου MAISTROS 4 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΡΟΥΣ L.S ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΠΛΟΙΟΥ ATLAS 31 4.1 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με τη Μέθοδο Watson. 31 4.2 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) Υπό Μελετη Πλοίου με Προσεγγιστικό Τύπο 33 4.3 Υπολογισμός Βάρους Μηχανολογικής Εγκατάστασης (W M ) Υπό Μελετη Πλοίου 33 4.3.1 Υπολογισμός Βάρους W Μ με Βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο Watson Gilfillan 33 4.3.2 4.3.3 Υπολογισμός Βάρους W M με Βάση την Προσεγγιστική Μέθοδο Μέσω Διαγράμματος HP - w m Υπολογισμός Βάρους W M με Βάση των Συντελεστών Ομάδων Βαρών Μηχανολογικής Εγκατάστασης κατά Strohbusch 4.4 Συνοπτική Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Υπολογισμού L.S Υπό Μελετη Πλοίου 34 4.5 Έλεγχος Βαρών 35 5 ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ (DWT) 36 6 ΕΛΕΓΧΟΣ ΓΡΑΜΜΗΣ ΦΟΡΤΩΣΗΣ 40 7 ΕΛΕΓΧΟΣ ΧΩΡΗΤΙΚΌΤΗΤΑΣ ΦΟΡΤΙΟΥ ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΠΛΟΙΟΥ 45 8 ΠΡΟΚΑΤΑΡΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΝΟΝΙΣΜΩΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ 53 8.1 Υπολογισμός KG και LCG σε Light Ship Condition 53 8.1.1 Πατρικό Πλοίο MAISTROS 53 8.1.2 Υπό Μελέτη Πλοίο ATLAS 54 8.2 Υπολογισμός KG και LCG Λειτουργικών Βαρών, Φορτίου, DWT και Εκτοπίσματος Πατρικού Πλοίου MAISTROS 54 8.2.1 Full Load Departure Πατρικού Πλοίου MAISTROS 54 8.2.2 Full Load Departure Υπό Μελέτη Πλοίου ATLAS 55 8.2.3 Full Load Arrival Πατρικού Πλοίου MAISTROS 56 8.2.4 Full Load Arrival Υπό Μελέτη Πλοίου ATLAS 57 8.3 Έλεγχος Ευστάθειας Υπό Μελέτη Πλοίου ATLAS 57 8.3.1 Full Load Departure Condition 58 8.3.1.1 Πατρικό Πλοίο MAISTROS 58 8.3.1.2 Υπό Μελέτη Πλοίο ATLAS 59 8.3.1.3 Έλεγχος Μετακεντρικού Ύψους GM FLD 60 8.3.2 Full Load Arrival Condition Υπό Μελέτη Πλοίου ATLAS 61 29 30 30 30 33 34

6 8.3.2.1 Έλεγχος Μετακεντρικού Ύψους GM FLA 63 8.4 Συγκεντρωτικά Αποτελέσματα Προμελέτης Υπό Μελέτη Πλοίου 64 9 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΟΥ ΝΑΥΠΗΓΙΚΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ & ΓΕΝΙΚΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ 65 9.1 Σχέδιο Γραμμών Υπό Μελέτη Πλοίου 65 9.2 Σχέδιο Γενικής Διάταξης Υπό Μελέτη Πλοίου 65 9.3 Πίνακες Χωρητικότητας Δεξαμενών (Tanks Capacity Tables) 65 10 ΜΕΛΕΤΗ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ 67 10.1 Υδροστατικοί Υπολογισμοί Μέσω του Προγράμματος AVEVA 67 10.1.1 Διάγραμμα Κύριων Υδροστατικών Μεγεθών Hydrostatic Diagram 67 10.1.2 DEADWEIGHT SCALE 67 10.1.3 PLIMSOLL LOAD LINES 67 10.1.4 Παραμετρικές Καμπύλες Ευστάθειας - Cross Curves of Stability 69 10.1.5 Καμπύλες Εμβαδών Εγκαρσίων Τομών - Bonjean Curves. 70 10.1.6 Καμπύλες Κατακλυσίμων Μηκών - Floodable Length Curves 71 10.2 Υδροστατικοί υπολογισμοί με εφαρμογή αναλυτικών μεθόδων 71 10.2.1 Υπολογισμός Κυρίων Υδροστατικών Μεγεθών στο Βύθισμα Σχεδίασης -Υδροστατικό Διάγραμμα 72 10.2.2 Παραμετρικές Καμπύλες Ευστάθειας - Cross Curves (Υπολογισμός Μοχλοβραχίονα Ευστάθειας ΚΖ στο Βύθισμα Σχεδίασης για Γωνία Εγκάρσιας Κλίσης φ = 10 deg) - Μέθοδος Σφηνών 10.2.3 Υπολογισμός Επιφάνειας Νομέων στο Βύθισμα Σχεδίασης - Καμπύλες Bonjean 75 10.2.4 Υπολογισμός Κατακλυσίμων Μηκών Μέθοδος SCHIROKAUER 75 10.3 Πλαίσιο Κανονισμών Ευστάθειας Πλοίου 77 10.3.1 Άθικτη Κατάσταση 77 10.3.2 Οι Κανονισμοί Ευστάθειας Άθικτου Πλοίου 78 10.4 Stability Book Καταστάσεις Φόρτωσης (Loading Conditions) 82 11 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ ΚΑΤΑΜΕΤΡΗΣΗΣ 84 11.1 Εισαγωγή 84 11.2 Εφαρμογή Διεθνών Κανονισμών Καταμέτρησης 85 11.2.1 Υπολογισμός Ολικής Χωρητικότητας (GT) 85 11.2.2 Υπολογισμός Καθαρής Χωρητικότητας (ΝT) 86 11.2.3 Σύνθεση Πληρώματος 88 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 89 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 91 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 92 ΝΑΥΠΗΓΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ - ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ 1Α Σχέδιο Γραμμών 93 1Β Σχέδιο Γενικής Διάταξης Υπό Μελέτη Πλοίου 95 1Γ Χωρητικότητες Δεξαμενών 97 1Δ Υδροστατικός Πίνακας 101 1Ε Υδροστατικό Διάγραμμα 107 1ΣΤ Deadweight Scale 109 74

7 1Z Παραμετρικές Καμπύλες Ευστάθειας - Cross Curves of Stability 113 1H Καμπύλες Εμβαδών Εγκάρσιων Τομών - Bonjean Curves 115 1Θ Κατακλύσιμα Μήκη -Floodable Length (Table) 117 1Ι Σχέδιο Κατακλυσίμων Μηκών - Floodable Length Curves 124 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 126 ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ 2Α Υπολογισμός Εγκάρσιας Τομής (Εμβαδόν Αx, Κατακόρυφη Ροπή Μvx) 127 2Β Υπολογισμός Υδροστατικού Διαγράμματος 135 2Γ Υπολογισμός Μοχλοβραχίονα Ευστάθειας ΚΖ στο Βύθισμα Σχεδίασης για Γωνία Εγκάρσιας Κλίσης 10 deg 138 2Δ Υπολογισμός Επιφάνειας νομέων στο Βύθισμα Σχεδίασης- Bonjean Curves 141 2E Υπολογισμός Κατακλυσίμων Μηκών με τη Μέθοδο SCHIROKAUER 160 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 173 ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΦΟΡΤΩΣΗΣ 3Α Full Load Departure Condition 174 3Β Full Load Arrival Condition 185 3Γ Ballast Departure Condition 196 3Δ Ballast Arrival Condition 208 3Ε Critical Ballast Departure Condition 220 3ΣΤ Critical Ballast Arrival Condition 230 3Ζ Lightship Weight (Not Sea Going Condition) 240 Τεύχος 2 12 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΝΤΟΧΗΣ ΜΕΣΗΣ ΤΟΜΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥΣ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥΣ ΤΟΥ ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΟΥ ΝΗΟΓΝΩΜΟΝΑ (A.B.S.) ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΟΥ ΜΕΣΗΣ ΤΟΜΗΣ 13 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ - ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΛΙΚΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΩΣΤΗΡΙΑΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 ΣΧΕΔΙΟ ΜΕΣΗΣ ΤΟΜΗΣ ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΠΛΟΙΟΥ MIDSHIP SECTION ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 ΠΙΝΑΚΕΣ ΙΣΟΤΑΧΏΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 ΚΥΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Κ.ΜΗΧΑΝΗΣ - ΜΕΙΩΤΗΡΑ

8 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ ΠΛΟΙΟΥ Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ο αρχικός σχεδιασμός (conceptual design) ενός μικρού πετρελαιοφόρου σκάφους, τύπου RoRo- Tanker, το οποίο θα μπορεί να μεταφέρει διάφορους τύπους καυσίμων στις ναυτικές βάσεις των ελληνικών νησιών διαθέτοντας παράλληλα τη δυνατότητα για διανομή αυτών στο εσωτερικό των νησιών για την υποστήριξη των στρατιωτικών βάσεων με καύσιμα. Το υπό μελέτη πλοίο θα διαθέτει όλα τα παρακάνω χαρακτηριστικά γνωρίσματα του πατρικού πλοίου ενώ παράλληλα υπόκειται σε περιορισμούς, που θεωρείται ότι εξυπηρετούν τις εθνικές ανάγκες αμύνης της χώρας μας και παρατίθενται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Επιχειρησιακές Απαιτήσεις υπό μελέτη πλοίου DWT 2750 τόνοι Μέγιστο πλάτος (Β) 14 μέτρα Υπηρεσιακή ταχύτητα 12.2 κόμβοι Μέγιστο Βύθισμα 5.0 μέτρα Αυτονομία 3700 ναυτικά μίλια Ικανοποίησης Προδιαγραφών Ευστάθειας IMO Resolution A.749(18) (no passengers) Νηογνώμονας ABS American Bureau of Shipping Η μεταφορική ικανότητα του υπό μελέτη πλοίου είναι υπερδιπλάσια αυτής των αντίστοιχων πλοίων που κατέχει το Π.Ν (Π/Φ ΟΥΡΑΝΟΣ, Π/Φ ΥΠΕΡΙΩΝ, Π/Φ ΩΡΙΩΝ, Π/Φ ΖΕΥΣ). Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται μεν, η δυνατότητα εξυπηρέτησης περισσότερων σταθμών σε ένα προγραμματισμένο πλου αλλά ταυτόχρονα δε, παρέχεται η ευχέρεια του ανεφοδιασμού των πολεμικών πλοίων πριν εισέλθουν στον λιμένα κατάπλου τους, έπειτα από τη συμμετοχή τους σε ναυτικές ασκήσεις ή άλλες επιχειρησιακές δραστηριότητες. Το μέγιστο πλάτος του υπό μελέτη πλοίου καθορίζεται στα 14 μέτρα έχοντας τη δυνατότητα του διάπλου της διώρυγας της Κορίνθου με ευχέρεια (max B=21.9m, max T=6.5m). Το μέγιστο βύθισμα έχει καθοριστεί στα 5.0 μέτρα ώστε να μην υφίσταται περιορισμός βάθους στους εξυπηρετούμενους γνωστούς λιμένες. Η αυτονομία (ακτίνα ενέργειας) των 3700 ναυτικών μιλίων είναι αρκετά ικανοποιητική για την κάλυψη τόσο των αναγκών που

9 προκύπτουν στους καθιερωμένους πλόες, στο πλαίσιο ανεφοδιασμού νήσων, όσο και κατά τη συμμετοχή του πλοίου σε ασκήσεις ως μονάδα διοικητικής υποστήριξης. Η υπηρεσιακή ταχύτητα των 12.2 Knots εκτιμάται ότι καλύπτει τις υπάρχουσες επιχειρησιακές ανάγκες αφού είναι μεγαλύτερη (περί το 25%) από αυτή των προαναφερθέντων πλοίων. Ο Αμερικανικός Νηογνώμονας (ABS) είναι από τους πλέον αναγνωρισμένους διεθνείς Νηογνώμονες, απαραίτητος δε για την απονομή μίας καθορισμένης κλάσης. O ABS είναι μέλος του IACS (International Association of Classification Societies), καλύπτοντας ικανοποιητικά τις απαιτήσεις μας. Το υπό μελέτη πλοίο ικανοποιεί τα κριτήρια άθικτης ευστάθειας (Intact Stability Criteria) του IMO Resolution A.749(18). Το πατρικό πλοίο MAISTROS επιλέχτηκε διότι ανταποκρίνεται στην σύγχρονη αντίληψη της ναυπηγικής τεχνολογίας και επιστήμης και είναι μία πρωτότυπη ναυπηγική κατασκευή στον τομέα των υπηρεσιών επιδεικνύοντας τα παρακάτω χαρακτηριστικά γνωρίσματα: Μεταφορική ικανότητα πλησίον της επιθυμητής (η μεταφορική ικανότητα υπό μελέτη πλοίου είναι μεγαλύτερη κατά 7.5% περίπου από αυτή του πατρικού). Σύγχρονο δεξαμενόπλοιο, διπλού κύτους. Διαθέτει προηγμένα συστήματα ασφαλείας για τη μεταφορά και διανομή του καυσίμου (όπως τα συστήματα Bottom Loading & Vapour Recovery Unit). Διαθέτει τη δυνατότητα να μεταφέρει έξι (6) βυτιοφόρα οχήματα (Road Tankers) συνολικού βάρους 156 τόνων. Στο πλαίσιο εκπόνησης μελέτης και σχεδίασης του υπό μελέτη πλοίου κατά την παρούσα διπλωματική εργασία έγιναν: Η επιλογή των κύριων διαστάσεων. Προκαταρκτική προσέγγιση ισχύος πρόωσης και επιλογή προωστηρίου εγκατάστασης. Προϋπολογισμός βάρους πλήρως εξοπλισμένου αλλά άφορτου πλοίου. Προκαταρκτικός έλεγχος ευστάθειας στην άθικτη κατάσταση. Ανάπτυξη σχεδίου ναυπηγικών γραμμών και σχεδίου γενικής διάταξης. Υπολογισμός υδροστατικού πίνακα, καμπυλών ευστάθειας και κατακλυσίμων μηκών.

10 Εφαρμογή κανονισμού καταμέτρησης, Εκτίμηση αντίστασης και ισχύος πρόωσης. Επιλογή προωστήριας εγκατάστασης, μειωτήρα και έλικας. Μελέτη αντοχής μέσης τομής με βάση τους κανονισμούς αναγνωρισμένου Νηογνώμονα (ABS). Εκπόνηση κατασκευαστικού σχεδίου μέσης τομής, Σύνταξη φυλλαδίου διαγωγής και ευστάθειας. Έλεγχος ικανοποίησης κανονισμών MARPOL. Στη διαδικασία της μελέτης 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 έγινε στο σχεδιαστικό πρόγραμμα AVEVA. Για τον υπολογισμό της αντίστασης χρησιμοποιήθηκε η ημιεμπειρική μέθοδος των Holtrop and Mennen με τη βοήθεια φύλλων υπολογισμού (Excel Spreadsheets). Για την επιλογή της έλικας χρησιμοποιήθηκε η ημι-εμπειρική μέθοδος των Holtrop and Mennen, κάνοντας χρήση των πολυωνύμων Κουμαρτζή, με τη βοήθεια φύλλων υπολογισμού (Excel Spreadsheets). 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, Hydrostatics) δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια του σχεδιαστικού πακέτου AutoCAD. Το 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 (American Bureau of Shipping). Τα κύρια χαρακτηριστικά του RoRo-Tanker που προέκυψε περιλαμβάνονται στον παρακάτω πίνακα 2. Το υπό μελέτη πλοίο θα ονομαστεί ATLAS.

11 Πίνακας 2: Κύρια Χαρακτηριστικά υπό μελέτη πλοίου Μήκος μεταξύ Καθέτων 86. 51 Metres Πλάτος 14 Metres Κοίλο 6 Metres Βύθισμα σχεδίασης 4.5 Metres Μέγιστο βύθισμα Γραμμής Φόρτωσης 5.135 Metres Ταχύτητα Υπηρεσίας 12.2 Knots Αυτονομία 3700 Sea miles Εγκατεστημένη ισχύς 2555 Kw Εκτόπισμα Σχεδίασης 4583 Tons Μέγιστο Εκτόπισμα Γραμμής φόρτωσης 5329 Tons Βάρος του άφορτου σκάφους 1843. 97 Tons

12 2. ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΣΚΑΦΟΥΣ 2.1. Σχεδιαστική Διαδικασία Η προκαταρκτική μελέτη του πλοίου έγινε σύμφωνα με την ελικοειδή καμπύλη μελέτης του J.H. Evans (1959), όπως αυτή απεικονίζεται στο σχήμα 1. Η καμπύλη αυτή δείχνει παραστατικά την σειρά υπολογισμού των διαφόρων στοιχείων μελέτης του πλοίου, ακολουθώντας μία επαναληπτική κυκλική διαδικασία με σκοπό την βαθμιαία προσέγγιση των τεχνικών χαρακτηριστικών του πλοίου, με βάση τις απαιτήσεις του πλοιοκτήτη κατά τρόπο τεχνοοικονομικά βέλτιστο. Με την παρούσα μελέτη γίνεται μία ουσιαστική πρώτη προσέγγιση στις απαιτήσεις του υποτιθέμενου πλοιοκτήτη, μία διαδικασία που είναι γνωστή ως Μελέτη Εφικτότητας Αρχικού Σχεδιασμού του πλοίου και αντιπροσωπεύει την πρώτη εξωτερική σπείρα της ελικοειδούς καμπύλης. Σχήμα 1. Ελικοειδής Καμπύλη Μελέτης (Design Spiral) κατά J.H.Evans (1959)

13 2.2. Επιλογή Κύριων Διαστάσεων και Συντελεστών Μορφής Αρχικά από τη βάση δεδομένων του Ε.Μ.Π επελέγησαν τα όμοια πλοία. Ένα εκ των οποίων, το πλοίο MAISTROS θεωρήθηκε ως πατρικό πλοίο και συλλέχθηκαν στοιχεία από τα σχέδια του. Λόγω της ιδιάζουσας κατασκευής του υπό μελέτη πλοίου που έγκειται στο γεγονός ότι μπορεί να μεταφέρει και βυτιοφόρα οχήματα, τελικά αντλήθηκαν χρήσιμα στοιχεία μόνο από τα πλοία MAISTROS και YUNITA και οι λόγοι που προέκυψαν χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια. Αξίζει δε να σημειωθεί ότι το βάρος άφορτου σκάφους (LS) του πατρικού πλοίου είναι κατά μέσο όρο 17% μεγαλύτερο από τα λοιπά όμοια πλοία κυρίως για δύο (2) λόγους. Πρώτον λόγω της επιπρόσθετης ενίσχυσης του καταστρώματος πάνω στο οποίο κινούνται τα βυτιοφόρα και κατά δεύτερον λόγω της μεγάλης έκτασης των υπερκατασκευών-υπερστεγασμάτων του πλοίου. Tα όμοια πλοία είναι δεξαμενόπλοια (tankers) νέας σχεδίασης (double hull) και κατατάσσονται σύμφωνα με το DWT τους, σε εύρος ±10% περίπου από το ζητούμενο. Τα στοιχεία τους περιλαμβάνονται στον ακόλουθο Πίνακα 3.

14 Πίνακας 3: Όμοια Πλοία ΟΜΟΙΑ ΠΛΟΙΑ Όνομα Σκάφους MAISTROS YUNITA SARA THERESA WAKAMATSU 2 ORIENTAL GLORY Κύριες διαστάσεις L(OA) m 89.95 86.3 87.53 89.92 85 L(BP) m 85.2 80 80.03 85 79.5 B m 14 13.5 14.39 13.2 13.4 D m 5.8 6 7.49 6.5 6.8 T m 4.27 4.5 6.2 5.5 5.66 DWT tons 2564.334 2514 2954 2998 2998 Δ Tons 4328.559 4002 4542 4338 4419 L.S Tons 1764.225 1488 1588 1340 1421 Πρόωση V service Knots 12 12 12 13 12.6 P B Kw 2040 2398 2040 2060 2060 P B HP(metric) 2735.684592 3215.77 2735.684592 2762.505029 2762.505029 Λόγοι Αναλογίες L/B 6.085714286 5.925926 5.561501042 6.439393939 5.932835821 L/D 14.68965517 13.33333 10.68491322 13.07692308 11.69117647 B/T 3.28 3 2.320967742 2.4 2.367491166 D/T 1.358313817 1.333333 1.208064516 1.181818182 1.201413428 C*γ 1.030184798 1.02855 1.028661175 1.028629622 1.028610077 C B 0.8193 0.8006 0.6184 0.6834 0.7125 CAD 167.78 135.45 173.2377231 211.5371642 194.9954866 W LS 0.255010667 0.22963 0.184100543 0.183737831 0.196161258 όπου: : η ισχύς αυτή είναι η απαιτούμενη ισχύς πέδησης, δηλαδή αυτή που βγαίνει από τη ν Κύρια Μηχανή. ή : ο συντελεστής περιβλήματος γάστρας. ή : το ειδικό βάρος του θαλασσινού νερού. : η ταχύτητα υπηρεσίας του πλοίου. : ο συντελεστής βάρους άφορτου πλοίου.. : η σταθερά Αγγλικού Ναυαρχείου C AD Δ V P. Β

15 2.2.1 Υπολογισμός Γινόμενου ή Από το υδροστατικό διάγραμμα του πατρικού πλοίου MAISTROS για βύθισμα Τ=4.20m και για ισοβύθιστο πλοίο (μηδενική διαγωγή - Trim=0) αντιστοιχεί γεωμετρικό εκτόπισμα Δ=4219.10 tons και CB=0.8175. Έτσι εφαρμόζοντας τον τύπο: Δ 4219.1 1.03018 / 3, C B L BP B T 0.8175 85.2 14 4.2 όπου: 1.025 είναι το ειδικό βάρος του θαλασσινού νερού και ο όρος k A αντιπροσωπεύει τον συντελεστή περιβλήματος γάστρας [1](σελ. 289). 2.2.2 Επιλογή Πλάτους (B) Για πλάτος (Β) επιλέγεται το μέγιστο επιτρεπόμενο σύμφωνα με τις απαιτήσεις που έχουν τεθεί. Έτσι το πλάτος του υπό μελέτη πλοίου συμπίπτει με το πλάτος του πατρικού με αποτέλεσμα να μην έχουμε μεταβολές στην εσωτερική διαρρύθμιση των χώρων των υπερκατασκευών και υπερστεγασμάτων. Επιπρόσθετα κατά αυτόν τον τρόπο διατηρούμε τις διαστάσεις της ράμπας των βυτιοφόρων σταθερές. Οπότε προκύπτει: 2.2.3 Επιλογή Βυθίσματος (Τ) Για την επιλογή του βυθίσματος σχεδίασης (Τ des ) χρησιμοποιούμε το μέσο όρο του λόγου B/T από τα όμοια πλοία, οπότε προκύπτει: 3.28 3 3.14 2 3.14 14 4.46 5.0 3.14 2.2.4 Υπολογισμός Γεωμετρικού Εκτοπίσματος (Δ Γ1 ) Για την επιλογή του Δ Γ1 χρησιμοποιούμε τον μέσο όρο του λόγου DWT/ Δ των όμοιων πλοίων, οπότε προκύπτει: DWT 2564.334 4328.559 2514 4002 0.5924 0.6282 0.6102 2 2 0.6102 2750 0.61 02.

16 2.2.5 Επιλογή Συντελεστή Γάστρας (C Β1 ) Για την επιλογή του συντελεστή γάστρας (C Β1 ) χρησιμοποιούμε το μέσο όρο των συντελεστών γάστρ ας από τα όμ οια πλοία, οπότε προκύπτει:... 2.2.6 Υπολογισμός Μήκους Μεταξύ Καθέτων (L BP1 )..... 2.2.7 Επιλογή Κοίλου (D 1 ) Για την επιλογή του κοίλου χρησιμοποιούμε το μέσο όρο του λόγου D/T από τα όμοια πλοία, οπότε προκύπτει: D 1.358 1.333 1.3455 T 2 Λαμβάνοντας T=4.46 m, βρίσκουμε D 1 =6.00 m. 2.2.8 Υπολογισμός Βάρους Κενού Σκάφους (L.S 1 ) Για τον υπολογισμό του βάρους του κενού σκάφους LS 1 (Lightship Weight) του υπό μελέτη πλοίου χρησιμοποιείται ο συντελεστής βάρους κενού σκάφους του πατρικού πλοίου, ο πότε έχουμε:.... 2.2.9 Υπολογισμός Εκτοπίσματος Βαρών (Δ B1 ) Το εκτόπισμα που προκύπτει από την άθροιση των επιμέρους βαρών του υπό μελέτη πλοίου είναι:.

17 2.2.10 Έλεγχος Γεωμετρικού Εκτοπίσματος και Εκτοπίσματος Βαρών (Δ B1 ) Απαιτείται να ισχύει: 0 Δ Δ Δ % 0.5% Είναι προφανές όμως ότι ισχύει Δ Γ1 < Δ Β1 (άτοπο) 2.2.11 Επαναπροσδιορισμός Κύριων Διαστάσεων και Συντελεστή Γάστρας Θα επιχειρήσουμε να αυξήσουμε την τιμή του γεωμετρικού εκτοπίσματος (Δ Γ1 ) του υπό μελέτη πλοίου με αύξηση του βυθίσματος (Τ) και του συντελεστή γάστρας. Έτσι αν θεωρήσουμε:... τότε κατά σειρά έχουμε: Το κοίλο του υπό μελέτη πλοίου το διατηρούμε σταθερό όπως το υπολογίσαμε προηγουμένως, δηλαδή έχουμε:. Το μήκος μεταξύ καθέτων του υπό μελέτη πλοίου το διατηρούμε σταθερό όπως το υπολογίσαμε προηγουμ ένως, δηλαδή έχουμε:. Στο σημείο αυτό θα μπορούσαμε να προσεγγίσουμε τον αδιάστατο αριθμό Froude, για την ταχύτητα υπηρεσίας του. υπό μελέτη πλοίου, από τη σχέση: Όπου η ταχύτητα υπηρεσίας σε (m/sec), g η επιτάχυνση της βαρύτητας σε (m/sec 2 ) και σε (m). Η τιμή αυτή του αριθμού θεωρείται ότι είναι ευνοϊκή [1] (Παράγραφος 2.3.1, Πίνακας 2.2, Σχήμα 2.13) ως προς την αντίσταση κυματισμού για το υπό μελέτη πλοίο, δηλαδή αποφεύγεται ο συντονισμός των πρωραίων και πρυμναίων συστημάτων κυματισμών με αποτέλεσμα τη μείωση της αντίστασης κυματισμού R W. Το γεωμετρικό εκτόπισμα υπολογίζεται:..... Το βάρος του κενού σκάφους LS 1 (Lightship) του υπό μελέτη πλοίου υπολογίζεται:

18.... Το εκτόπισμα (Δ Β1 ) προκύπτει από την άθροιση των επιμέρους βαρών του υπό μελέτη πλοίου είναι:. 2.2.12 Έλεγχος Βαρών Στο σημείο αυτό πρέπει να γίνει εκ νέου έλεγχος του εκτοπίσματος. Είναι προφανές ότι ισχύει Δ Γ Δ Β. Όμως, απαιτείται να επαληθεύεται η ανισότητα: (Δ Γ - Δ Β )/Δ Γ 0.5% Πράγματ ι : Δ Γ Δ Β Δ Γ % 4603.2 4603 % 0.00434% 0.5% 4603.2 Επομένως η διαφορά αυτή θεωρείται αποδεκτή. 2.2.13 Υπολογισμός Συντελεστή Μέσης Τομής ( ) Αρχικά χρησιμοποιείται ο εμπειρικός τύπος του Η. Kerlen: C 1.006 0.0056 C H.K B. C H.K 1.006 0.0056 0.82. C H.K 0.9946 Επαναλαμβάνουμε τον υπολογισμό του συντελεστή μέσης τομής C Μ1, αυτή την φορά χρησιμοποιώντα ς τον τύπο του Va n Lammern: C V L 0.9 0.1 CB 0.9 0.1 0. 82 Επιλέγεται ο μέσος όρος: C V L 0.982 C H.K C V L 2. 2.2.14 Υπολογισμός Πρισματικού Συντελεστή (C P1 ) Ο πρισματικός συντελεστ ής δίνεται από τη ν σχέση: 0.82 0.988.

19 2.2.15 Υπολογισμός Συντελεστή Ισάλου Επιφανείας (C WL1 ) Ο συντελεστής ισάλου επιφανεία ς υπολογίζεται από τον εμπειρικό τύπο: 1 2 C B 3 1 2 0.82 3. 2.2.16 Συνοπτικός Πίνακας Τιμών Κύριων Διαστάσεων και Συντελεστών Μορφής Υπό Μελέτη Πλοίου Συμπερασματικά, οι κύριες διαστάσεις και οι συντελεστές μορφής γάστρας του υπό μελέτη πλοίου που προσδιορίστηκαν φαίνονται στον παρακάτω πίνακα 4: Πίνακας 4: Κύρια Χαρακτηριστικά ATLAS L [m]: 86.51 C B : 0.82 B [m]: 14.00 C M : 0.988 D [m]: 6.00 C WL : 0.88 T [m]: 4.5 C P : 0.83 και το εκτόπισμα είναι: Δ [t] 4603.2 2.3 Προκαταρκτική Προσέγγιση Ισχύος Προώσεως και Επιλογή Προωστήριου Εγκατάστασης Υπολογίζουμε αρχικά την σταθερά Αγγλικού Ναυαρχείου [1] από τον μέσο όρο των όμοιων πλοίων. Έτσι έχουμε: 167.78 135.45. 2 Για την εκτίμηση της απαιτούμενης ισχύος πρόωσης για τη δεδομένη ταχύτητα υπηρεσίας (12.2 knots) και το εκτόπισμα Δ Γ1 (4603.2 tons) που εκτιμήθηκε, χρησιμοποιείται ο μέσος όρος της σταθεράς Αγγλικού Ναυαρχείου CAD που υπολογίστηκε παραπάνω από τα στοιχεία ομοίων πλοίων. Η σταθερά Αγγλικού Ναυαρχείου ορίζεται ως ακολούθως: C AD Δ V P με την ισχύ να δίνεται σε HP, την ταχύτητα σε knots και το εκτόπισμα σε tons, οπότε η εκτιμούμενη απαιτούμ ενη ισχύς πρόωσης του υπό μελέτη πλοίου προκύπτει: 4603.2 12.2 3314.1. 151.62

20 Ως κύρια μηχανή της προωστήριας εγκατάστασης επιλέγεται ένας (1) τετράχρονος μεσόστροφος κινητήρας Diesel που να ανταποκρίνεται στις παραπάνω απαιτήσεις για Μέγιστη Συνεχή Ισχύ (MCR). Πιο συγκεκριμένα, από τη σειρά κινητήρων Marine Engine IMO Tier ΙI Programme Edition 2013 της εταιρείας MAN B&W και ειδικότερα από τους Medium Speed Propulsion Engines επιλέγεται ο κινητήρας 7L27/38 με επτά (7) κυλίνδρους σε σειρά, που αποδίδει Μέγιστη Συνεχή Ισχύ (MCR) 2555 KW στις 800 RPM, όταν χρησιμοποιείται καύσιμο MDO (Marine Diesel Oil). Η εκτίμηση του απαιτούμενου ηλεκτρικού φορτίου του υπό μελέτη πλοίου γίνεται με βάση την εκτιμούμενη ισχύ πρόωσης και προσδιορίζεται από την ακόλουθη σχέση: 100 0.55. 100 0.55 2471.3. 230.5 Η παραπάνω τιμή προσαυξάνεται με ένα ποσοστό της τάξης του 20-25%, λόγω πιθανών διακυμάνσεων φορτίου και μελλοντικών πρόσθετων απαιτήσεων από τις ειδικές λειτουργίες των σύγχρονων δεξαμενοπλοίων, οπότε τελικά προκύπτει: Για την εξυπηρέτηση του φορτίου αυτού επιλέγονται τρεις (3) ηλεκτροκινητήρες, με κάθε ένα από αυτούς να είναι ικανός να καλύψει το απαιτούμενο φορτίο. Οι δύο προβλέπεται να λειτουργούν μόνιμα εναλλάξ και ο τρίτος να βρίσκεται σε κατάσταση αυτόματης εφεδρείας. Επίσης, επιλέγεται και ένας τέταρτος ηλεκτροκινητήρας, χαμηλότερης ηλεκτρικής ισχύος από τους τρεις κύριους, για την εξυπηρέτηση των απαιτούμενων ζωτικών μηχανημάτων και συσκευών του πλοίου για αντιμετώπιση κάθε έκτακτης κατάστασης ανάγκης (emergency damage condition). Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας θα τοποθετηθεί σε ανώτερο κατάστρωμα, εκτός διαμερίσματος ηλεκτροστασίου. Όλοι οι κύριοι ηλεκτροκινητήρες επιλέγεται να έχουν την ίδια ονομαστική ισχύ για απλοποίηση της συντήρησης και ελαστικότητα στη λειτουργία. Έτσι, από τη σειρά κινητήρων Perkins Diesel Generators επιλέγονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις, τρεις (3) τετράχρονοι, 6-κύλινδροι ηλεκτροκινητήρες Model: YP280G (turbocharged) που αποδίδουν ο καθένας 280KW/ 350KVA στις 1500 RPM και στα 50 Hz, διαστάσεων L*W*H (mm) : 3500*1105*1960 και βάρους (kg) : 3480. Ο ηλεκτροκινητήρας ανάγκης επιλέγεται από την ίδια σειρά, είναι 6- κύλινδρος, Model: YP120G (turbocharged) που αποδίδει 120KW/ 150KVA στις

21 1500 RPM και στα 50 Hz, διαστάσεων L*W*H (mm) : 2645*730*1630 και βάρους (kg) : 1550. 3. ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΡΟΥΣ ΠΛΗΡΩΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΑΛΛΑ ΑΦΟΡΤΟΥ ΠΛΟΙΟΥ Κατά την προκαταρτική φάση της μελέτης είναι ιδιαίτερα σημαντική η κατά το δυνατόν ακριβής προσέγγιση των διαφόρων ομάδων βαρών του υπό μελέτη πλοίου. Σύμφωνα με την εξίσωση εκτοπίσματος, το εκτόπισμα Δ είναι: όπου LS (Light Ship Weight) το βάρος κενού σκάφους, δηλαδή του πλήρως εξοπλισμένου αλλά δίχως εφόδια και ωφέλιμο φορτίο πλοίου, και DWT το πρόσθετο βάρος του πλοίου. Στην παρούσα φάση θα προσεγγιστεί το LS. Το βάρος κενού σκάφους αναλύεται ως εξής: όπου: W ST: το βάρος της μεταλλικής κατασκευής, W OT: το βάρος ενδιαίτησης και εξοπλισμού και W M: το βάρος της μηχανολογικής εγκατάστασης. Για τον υπολογισμό καθενός από τα παραπάνω βάρη θα χρησιμοποιηθούν ορισμένες προσεγγιστικές μέθοδοι υπολογισμού. Αρχικά θα γίνει υπολογισμός του βάρους κενού σκάφους του πατρικού πλοίου με βάση τα διαθέσιμα στοιχεία. Εν συνεχεία θα γίνει σύγκριση την προσεγγιστικής τιμής (calculated) με την πραγματική (actual), για το πατρικό πλοίο, για να διαπιστωθεί καταρχάς η ακρίβεια των μεθόδων και αφετέρου θα υπολογιστεί ο λεγόμενος διορθωτικός συντελεστής για τις μεθόδους που κάναμε χρήση, με σκοπό η τελική τιμή για το υπό μελέτη πλοίο να προκύψει έπειτα από διόρθωση με τον εν λόγω συντελεστή. 3.1 Υπολογισμός Βάρους (LS) Πατρικού Πλοίου MAISTROS 3.1.1 Βάρος Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) Στις επόμενες τρεις παραγράφους προσδιορίζεται το βάρος της μεταλλικής κατασκευής του πατρικού πλοίου με τρεις διαφορετικές μεθόδους.

22 3.1.1.1 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με τη Μέθοδο WATSON Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, το βάρος μεταλλικής κατασκευής μπορεί να υπολογιστεί με βάση το δείκτη εξοπλισμού E N (Equipment Numerical) του πλοίου κατά Lloyd s Register, ο οποίος ορίζεται ως: N N E N L B T 0.8 L D T 0.85 h l 0.75 h l όπου: N 1, h 1i, l 1i : αριθμός, ύψος και μήκος των υπερστεγασμάτων (πλάτος έως 0.92*Β) N 2, h 2i, l 2i : αριθμός, ύψος και μήκος των υπερκατασκευών (πλάτος 0.92*Β). Με βάση το σχέδιο γενικής διάταξης (General Arrangement) του πατρικού πλοίου βλέπουμε ότι στις υπερκατασκευές μπορούμε να συμπεριλάβουμε το πρόστεγο (Back), το επίστεγο (Poop) και το μεσόστεγο (Foam Station etc) που βρίσκεται στην προέκταση του επιστέγου. Από τη μέτρηση των υπερκατασκευών, υπό κλίμακα, προκύπτει ο ακόλουθος πίνακας 5: Πίνακας 5: Υπολογισμός παράστασης Υπερκατασκευές Μήκος l [m] Ύψος h [m] l * h [m 2 ] Επίστεγο (Poop) 46.07 5.2 239.56 Μεσόστεγο (FIFI Inventory and Chemical Prot. Room, cargo 4.29 2.80 12.01 inventory room) Πρόστεγο (Back) 10.72 2.80 30.02 : 289.59 Από το ίδιο σχέδιο παρατηρούμε ότι έχουμε υπερστεγάσματα τα οποία είναι ο χώρος ενδιαιτήσεων στο A Deck, ο χώρος ενδιαιτήσεων στο B Deck, ο χώρος της γέφυρας στο Bridge Deck και άνωθεν του χώρου της γέφυρας το Top Wheel House Deck. Με μέτρηση των διαστάσεων των παραπάνω χώρων, υπό κλίμακα, προκύπτει ο ακόλουθος πίνακας:

23 Πίνακας 6: Υπολογισμός παράστασης Υπερστεγάσματα Μήκος l [m] Ύψος h [m] L*h [m 2 ] A Deck 21 2.5 52.5 B Deck 20.36 2.5 50.9 Bridge Deck 13.92 3.35 46.63 Top Wheel House Deck 4.71 2.35 11.08 : 161.1 οπότε ο δείκτης εξοπλισμού (E N ) υπολογίζεται : 85.2 14 4.27 0.8 85.2 5.8 4.27 0.85 161.1 0.75 289.59 2015.02 Με βάση τ η βελτιωμένη μορφή της μεθόδου είναι: W ST K E N. 0.035 2015.02. 1091.159 µη διορθωµένο όπου ο συντελεστής Κ επιλέγεται : Κ 0.035 για δεξαμενόπλοια με Ε Ν = 2015.02. Το (W ST )* αναφέρεται σε πλοίο με κανονικό συντελεστή γάστρας C B * στο ύψος 0.8D ίσο με 0.7. To C B * προσεγγίζεται με τον ακόλουθο τύπο: C B C B 1 C B 0.8 D T 3 T 0.823873 0.7 0.8175 1 0.8175 0.8 5.8 4.2 3 4.2 όπου C B1 =0.8175 είναι ο συντελεστής γάστρας που αντιστοιχεί σε βύθισμα T=4.2m σύμφωνα με τους πίνακες των υδροστατικών διαγραμμάτων του πατρικού πλοίου. Οπότε, τελικά από τη μέθοδο Watson προκύπτει: W ST 1 0.5 C B 0.7 1091.159 1 0.5 0.823873 0.7.. 3.1.1.2 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με την Μέθοδο SCHNEEKLUTH ΚΑΙ MÜLLER KÖSTER. Αρχικά με τη μέθοδο Schneekluth υπολογίζεται το βάρος της μεταλλικής κατασκευής μέχρι το ανώτατο συνεχές κατάστρωμα (D) και στη συνέχεια με την μέθοδο Müller - Köster υπολογίζεται το βάρος των υπερκατασκευών και των υπερστεγασμάτων.

24 Για την εφαρμογή της μεθόδου Schneekluth χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα στοιχεία του πατρικού πλοίου MAISTROS : L = 85.20 m B = 14.00 m D = 5.80 m T = 4.27 m C B(T) = 0.81932 Έτσι C BD = C B(T) + [C 1 * (D - T) / T] * (1 - C B(T) ) = 0.81932 + [0.25 * (5.8 4.27)/4.27] * (1 0.81932) = 0.8355 (θεωρήθηκε C 1 = 0.25, γιατί πρόκειται για πλοίο με μικρό άνοιγμα νομέων υπεράνω της ισάλου). Για τον υπολογισμό του όγκου V u κάτωθεν του ανώτατου συνεχούς καταστρώματος χρησιμοποιείται η σχέση: όπου: L B D C BD 85.20 14 5.8 0.8355. όγκος έως το. S Β F S A C καθόσον δεν υφίσταται σιμότητα (S F =S A =0) στο πατρικό πλοίο και ως εκ τούτου δεν έχουμε αύξηση όγκου λόγω σιμότητας. Επίσης, δεν υφίσταται κυρτότητα (b=0) στο πατρικό πλοίο και ως εκ τούτου δεν έχουμε αύξηση όγκου λόγω κυρτότητας, δηλαδή: L B b 0.7 C BD Τέλος, δεν υφίστανται στόμια κυτών στο πατρικό πλοίο και ως εκ τούτου δεν έχουμε αύξηση όγκου λόγω στομίων κυτών, δηλαδή: αύξηση όγκου λόγω στομίων κυτών οπότε αθροίζοντας προκύπτει: V u = 5780.19m 3. Το βάρος της μεταλλικής κατασκευής (W ST ) μέχρι το ανώτατο συνεχές κατάστρω μα δίνεται από τη σχέση: 1 0.033 12 1 0.06 1 0.05 1.85 1 0.2 0.85 0.92 1 1 0.75 0.98

25 όπου D o = 4 m, L/ D 9, 0.126546. 0.112 10 1.05 0.112 85.2 10 1.05 Ακολούθως υπολογίζουμε τα γινόμενα της ανωτέρω σχέσης : 1 0.033 L 12 0.911241379 D 1 0.06 n D D 0.973 B 1 0.05 1.85 0.971810344 D 1 0.2 T 0.85 0.977241379 D 0.92 1 C BD 0.94706025 1 0.75C BD C M 0.98 1.009587363 οπότε αντικαθιστώντας τελικά προκύπτει:. Το βάρος της μεταλλικής κατασκευής του σκάφους W ST, που υπολογίστηκε σύμφωνα με τον ανωτέρω τύπο, πρέπει να διορθωθεί ως εξής [1](σελ. 232): Λόγω της ύπαρξης βολβοειδούς πλώρης το παραπάνω αποτέλεσμα επιδέχεται διόρθωση (προσαύξηση κατά 0.55% που μεταφράζεται σε 0.0055*588.9 tons=3.2389 tons), οπότε συνυπολογίζοντας την εν λόγω προσαύξηση προκύπτει τελικά:.. Με τη μέθοδο Müller-Köster υπολογίζεται το βάρος των υπερκατασκευών και υπερστεγασμάτων συναρτήσει του περικλειόμενου όγκου και της θέσης του. Το πατρικό πλοίο διαθέτει υπερκατασκευές (πρόστεγο και επίστεγο). Στο επίστεγο συμπεριλαμβάνουμε και το μεσόστεγο ως φυσική συνέχειά του. Υπολογισμός βάρους προστέγου (Back): Για να υπολογίσουμε το βάρος της μεταλλικής κατασκευής του πρόστεγου θα πρέπει να υπολογίσουμε αρχικά τον περικλειόμενο όγκο που καταλαμβάνει αυτό. Από το General Arrangement του πατρικού βρίσκουμε : 273.41 και επιλέγοντας 130 / [1](σελ.236) έχουμε: 273.41..

26 Υπολογισμός βάρους επιστέγου (Poop): Για να υπολογίσουμε το βάρος της μεταλλικής κατασκευής του επιστέγου θα πρέπει να υπολογίσουμε αρχικά τον περικλειόμενο όγκο που καταλαμβάνει αυτό. Από το General Arrangement του πατρικού βρίσκουμε : 3421.55. Επιπρόσθετα επιλέγεται 75 / με μία προσαύξηση 20% της τιμής αυτής επειδή το επίστεγο εκτείνεται υπεράνω του ενός κύτους [1] (σελ. 236) οπότε έχουμε : και τελικά προκύπτει: 1.2 90 / 3421.55 Υπολογισμός βάρους υπερστεγασμάτων:.. Το βάρος των υπερστεγασμάτων (στεγάσματα με ενδιαιτήσεις) υπολογίζεται από την ακόλουθη σχέση: W. w DH C DH A h k k k όπου: W DH: το βάρος κάθε υπερστεγάσματος. C DH: το ογκομετρικό βάρος του ανάλογα με τη θέση και το λόγο Α ο /Α u. Α ο: η επιφάνεια του υπερκείμενου καταστρώματος συμπεριλαμβανομένης της επιφάνειας αστέγαστων εξωτερικών διαδρόμων. A u: η πραγματικά στεγασμένη επιφάνεια του καταστρώματος. Α m: ο μέσος όρος των επιφανειών Α ο και Α u. h: το ύψος του υπερστεγάσματος. k 1, k 2, k 3: διορθωτικοί συντελεστές ανάλογοι του ύψους και του μήκους των εσωτερικών τοιχωμάτων του υπερστεγάσματος και του μήκους του πλοίου.

27 Με βάση τα παραπάνω, τελικά προκύπτει ο ακόλουθος πίνακας 7: Πίνακας 7: Υπολογισμός παράστασης W υπερστ. Υπερστεγάσματα A u A o A o /A u C DH A m h k 1 k 2 k 3 W DH A DECK 194 298 1.536 71.5 246 2.5 0.998 1.05 0.95 43.774 B DECK 173.2 194 1.1201 60.5 183.6 2.5 0.998 1.05 0.95 27.644 BRIDGE DECK 105 128 1.219 58 116.5 3.35 1.015 1.175 0.95 25.646 W/H TOP 47.5 57.8 1.217 45 52.6 2.8 1.004 1.175 0.95 7.427 Άθροισμα [kp] 104.49 W υπερστ. [t] 104.49 Οπότε, τελικά το βάρος της μεταλλικής κατασκευής του πατρικού πλοίου, σύμφωνα με τον συνδυασμό των μεθόδων των Schneekluth και Muller-Köster, θα είναι:.. 592.139 104.9 35.545 307.935. 3.1.1.3 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με την Μέθοδο των Συντελεστών Βάρους Τέλος, θα επιχειρήσουμε να δουλέψουμε με τον συντελεστή βάρους μεταλλικής κατασκευής που αναφέρεται σε δεξαμενόπλοια. Έτσι επιλέγουμε: 110 / κ αι εφαρμόζ οντας τον ακόλουθο τύπο προκύπτει : 110 85.2 14 5.8 3.1.2 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W ΟT ) Πατρικού Πλοίου Στην προκείμενη φάση θα επιχειρήσουμε να προσεγγίσουμε το βάρος της ενδιαίτησης και εξοπλισμού του πατρικού πλοίου αρχικά με την μέθοδο SCHNEEKLUTH, εν συνεχεία με την μέθοδο STROHBUSCH και τελευταία με την χρήση ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΤΙΚΩΝ ΤΥΠΩΝ προκειμένου να αξιολογήσουμε την ακρίβεια των μεθόδων και να καταστεί δυνατή η χρήση κάποιας για το υπό μελέτη πλοίο. 3.1.2.1 Υπολογισμός Βάρους W ΟT με τη Μέθοδο SCHNEEKLUTH Αρχικά χρησιμοποιείται η μέθοδος αναλυτικού υπολογισμού των ομάδων βαρών κατά Schneekluth. Σύμφωνα με αυτή είναι:

28 Ομάδα Ι: Καλύμματα στομίων κυτών: Το συγκεκριμένο πλοίο είναι δεξαμενόπλοιο, οπότε δεν υπάρχουν στόμια κυτών και το αντίστοιχο βάρος είναι W I = 0. Ομάδα ΙΙ: Φορτοεκφορτωτικά μέσα: Το MAISTROS διαθέτει ένα περιστρεφόμενο γερανό στην περιοχή του μεσοστέγου (Crane Cargo Area) βάρους 5.63 τόνων, ένα μικρό περιστρεφόμενο γερανό (Mob Davit) βάρους 1.6 τόνων που βρίσκεται αριστερά στο A DECK, ένα μικρό περιστρεφόμενο γερανό (Raft Davit) βάρους 1.6 τόνων που βρίσκεται δεξιά στο A DECK, μία ράμπα κατάπρυμα μήκους εννέα (9) μέτρων και βάρους περί τους 16.6 tons για την φορτοεκφόρτωση των βυτιοφόρων οχημάτων. Το συνολικό τους βάρος είναι W II = 25.43 tons. Ομάδα ΙΙΙ: Ενδιαίτηση: Για μικρά δεξαμενόπλοια το βάρος της ενδιαίτησης υπολογίζεται με βάση το αντίστοιχο ειδικό βάρος που είναι περίπου 165 kp/m 2 [1](σελ. 267), οπότε για τη συνολική επιφάνεια χώρων ενδιαίτησης, η οποία υπολογίστηκε από το G.A και είναι ίση με 414.5 m 2 (εμβαδόν ενδιαιτήσεων A και B Deck), έχουμε: W IIΙ = 165 kp/m 2 * 414.5 m 2 = 68.39 tons. Ομάδα IV: Λοιπά βάρη: Για τον υπολογισμό τους χρησιμοποιείται ο προσεγγιστικός τύπος [1](σελ. 268). Ο συντελεστής C 1 επιλέγεται ίσος με 0.26 λόγω του ότι το πλοίο είναι δεξαμενόπλοιο και θα έχει μεγαλύτερο βάρος σωληνώσε ων από άλλου τύπου πλοία). Έτσι έχουμε : 85.2 14 5.8 0.26. Συνολικά το βάρος ενδιαίτησης και εξοπλισμού θα είναι: 0 25.43 68.39 94.4. 3.1.2.2 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) του Πατρικού Πλοίου με τη Μέθοδο STROHBUSCH Με την μέθοδο αυτή χρησιμοποιούνται τυπικοί συντελεστές από τις ομάδες βαρών ενδιαίτησης και εξοπλισμού κατά Ε.Strohbusch [3](σελ.86). Οι συντελεστές βάρους για το πατρικό πλοίο επιλέγονται ως εξής: w I = 1, w II1 = 0, w II2 = 2,w III = 2, w IV = 4.5, w V =2, w VI = 0.1, w VII = 0.4, w VIII1 = 0, w VIII2 = 2, w IX = 1, οπότε: 15 85.2 14 5.8.

29 3.1.2.3 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) του Πατρικού Πλοίου με Προσεγγιστικούς Τύπους Τέλος, χρησιμοποιείται ο ακόλουθος προσεγγιστικός τύπος [1](σελ.257) όπου για μικρά δεξαμενόπλοια (L BP 150m) ο συντελεστής Κ ΟΤ λαμβάνεται ίσος με 0.28 t/m 2. Έ τσι, έχ ουμε: 0.28 85.2 14.. 3.1.3 Υπολογισμός Βάρους Μηχανολογικής Εγκατάστασης (W Μ ) του Πατρικού Πλοίου Στην παρούσα φάση επιχειρούμε να προσεγγίσουμε μηχανολογικής το βάρος της εγκατάστασης του πατρικού πλοίου, αρχικά με χρήση του προσεγγιστικού τύπου των WATSON-GILFILLAN, εν συνεχεία με τη χρήση έτερου προσεγγιστικού τύπου των WATSON-GILFILLAN συναρτήσει του βάρους της κύριας μηχανής. Μία τρίτη προσπάθεια βασίζεται στην προσεγγιστική μέθοδο μέσω ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ HP-w m και η τελευταία μέθοδος γίνεται με βάση τους συντελεστές των ομάδων βαρών της μηχανολογικής εγκατάστασης κατά STROHBUSCH, προκειμένου να αξιολογήσουμε την ακρίβεια των μεθόδων και να καταστεί δυνατή η χρήση κάποιας(ων) για το υπό μελέτη πλοίο. Το βάρος της μηχανολογικής εγκατάστασης αναλύεται ως εξής: όπου: W MM είναι το βάρος της κύριας μηχανής, W MS το βάρος του ελικοφόρου άξονα και της έλικας, και W MR το βάρος των λοιπών μηχανολογικών εξαρτημάτων. 3.1.3.1 Υπολογισμός Βάρους W Μ με Βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο WATSON- GILFILLAN Με βάση τον προσεγγιστικό τύπο Watson-Gilfillan [1](σελ.272) και επιλέγοντας συντελεστή C MD 0.21 (για μεσόστροφους κινητήρες Diesel) υπολογίζεται κατευθείαν το συνολικό βάρο ς της μηχανολογικής εγκατάστασης:. 0.21 2040.. ό.

30 3.1.3.2 Υπολογισμός Βάρους W Μ με Βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο WATSON- GILFILLAN συναρτήσει του Βάρους της Κύριας Μηχανής Κατά Watson-Gilfillan [1](σελ.274) το συνολικό βάρος ντιζελοκίνητων εγκαταστάσεων μπορεί να προσεγγισθεί συναρτήσει του βάρους της κύριας μηχανής ως εξής: W M W MM W MREST με M 12 MC W M R 12 RPM 24.48 t ons και W MREST C MCR. 0.72 2040. 149.3 tons (C m = 0.72 για δεξαμενόπλοια) οπότε: 24.48 149.3. 3.1.3.3 Υπολογισμός Βάρους (W Μ ) με βάση την Προσεγγιστική Μέθοδο μέσω Διαγράμματος HP- W m Μέσω του διαγράμματος HP-w m [3](σελ.90) και για την ιπποδύναμη του πατρικού πλοίου 2040 KW (2735.68 HP) βρίσκουμε ειδικό βάρος εγκατάστασης μηχανοστασίου w m = 68 kp /HP=0.068 tons/hp. Έτσι έχουμε: 0.068 2735.68. 3.1.3.4 Υπολογισμός Βάρους (W M ) με βάση των Συντελεστών Ομάδων Βαρών Μηχανολογικής Εγκατάστασης κατά STROHBUSCH Από τον αντίστοιχο πίνακα [1] (σελ.273) προκύπτουν: W MR1 /(L*B*D) = 5 kp/m 3 => W MR1 = 5 * 85. 2*14*5.8 = 34.59 W MR2 /SHP = 35 kp/hp => W MR2 = 35*(2735.68*0.98) = 93.83 tons (ισχύει SHP 0.98*BHP). W MS /SHP = 4 kp/hp => W MS = 4 *(2735.68*0.98) = 10.72 tons. W MM /SHP = 16 kp/hp για μεσόστροφους κινητήρες Diesel νέας τεχνολογίας => W MM = 16 *(2735. 68*0.98) = 42.89 tons, άρα συνολικά είναι: 34.59 93.83 10.72 42.89..

31 3.2 Συνοπτική Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Υπολογισμού LS 0 του Πατρικού Πλοίου MAISTROS Το βάρος κενού σκάφους LS 0 υπολογίζεται από το άθροισμα του βάρους της μεταλλικής κατασκευής W ST, του βάρους ενδιαίτησης και εξοπλισμού W OT, και του βάρους της μηχανολογικής εγκατάστασης W M. Στον πίνακα 8 που ακολουθεί συνοψίζονται τα αποτελέσματα των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν. Με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι τιμές που δεν χρησιμοποιούνται στον υπολογισμό του LS του πατρικού, λόγω της μεγάλης απόκλισής τους από τις πραγματικές. Πίνακας 8: Υπολογισμός L.S 0 πατρικού πλοίου W ST (tons) W OT (tons) W M (tons) Watson 1159 Schneekluth 188.2 1 η μέθοδος Watson- Gilfillan 185.3 2 η μέθοδος Watson- Schneekluth & Gilfillan 173.8 Müller -Köster 1040.52 Strohbusch 103.8 Διάγραμμα HP- w m 186 Μέθοδο συντελεστών 761 Προσεγ/κός Τύπος 334 Strohbusch 182 Ληφθείσα Τιμή 1159 Ληφθείσα Τιμή 334 Ληφθείσα Τιμή 184.4 L.S 0 = W ST + W OT + W M 1677.4 Από το Stability Booklet του πατρικού πλοίου είναι γνωστό ότι LS πραγμ. = 1764.2 tons, οπότε ο συνολικός διορθωτικός συντελεστής ή συντελεστής συσχέτισης (λ LS ) που θα χρησιμοποιηθεί αργότερα στον υπολογισμό του LS του υπό μελέτη πλοίου είναι:.. 1677.4 1764.2. Το σφάλμα αυτό είναι εντός των αποδεκτών ορίων: 0.94 λ LS 1.06. Στη συνέχεια ακολουθεί ο υπολογισμός των αντίστοιχων ομάδων βαρών για το υπό μελέτη πλοίο. Ακολουθείται η ίδια ακριβώς διαδικασία με το πατρικό πλοίο κατά την οποία υπολογίζονται μόνο οι μεθοδολογίες που τα αποτελέσματά τους προσεγγίζουν τις πραγματικές τιμές.

32 4. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΑΡΟΥΣ L.S ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΠΛΟΙΟΥ ATLAS. 4.1 Υπολογισμός Βάρους Μεταλλικής Κατασκευής (W ST ) με τη Μέθοδο WATSON. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, το βάρος μεταλλικής κατασκευής μπορεί να υπολογιστεί με βάση το δείκτη εξοπλισμού E N (Equipment Numerical) του πλοίου κατά Lloyd s Register, ο οποίος ορίζεται ως: E N L B T 0.8 L D T 0.85 h l 0.75 h l όπου: N 1, h 1i, l 1i : αριθμός, ύψος και μήκος των υπερστεγασμάτων (πλάτος έως 0.92*Β) N 2, h 2i, l 2i : αριθμός, ύψος και μήκος των υπερκατασκευών (πλάτος 0.92*Β) Θεωρούμε ότι το υπό μελέτη πλοίο θα έχει τις ίδιες υπερκατασκευές και υπερστεγάσματα με το πατρικό, οπότε θα ισχύουν οι παρακάτω δ ύο ( 2) πίνακες: N Πίνακας 9: Υπολογισμός παράστασης Υπερκατασκευές Μήκος l [m] Ύψος h [m] l * h [m 2 ] Επίστεγο (Poop) 46.07 5.2 239.56 Μεσόστεγο (Foam Station) 4.29 2.80 12.01 Πρόστεγο (Back) 10.72 2.80 30.02 N 289.59 Πίνακας 10: Υπολογισμός παράστασης Υπερστεγάσματα Μήκος l [m] Ύψος h [m] L*h [m 2 ] A Deck 21 2.5 52.5 B Deck 20.36 2.5 50.9 Bridge Deck 13.92 3.35 46.63 Top Wheel House Deck 4.71 2,35 11.08 οπότε είναι: 161.1 E N 86.51 14 4.5 0.8 86.51 6.00 4.5 0.85 161.1 0.75 289.59 2058.3745

33 Με βάση τη βελτιωμένη μορφή της μεθόδου είναι: W ST K E N. 0.035 2058.3745. 1123.21 (μη διορθωμένο) (επιλέγουμε συντελεστή Κ 0.035 για δεξαμενόπλοια με Ε Ν = 2058.37) Το (W ST )* αναφέρεται σε πλοίο με κανονικό συντελεστή γάστρας C B * στο ύψος 0.8D ίσο με 0.7. To C B * προσεγγίζεται με τον ακόλουθο τύπο: 0.8175 C B C B 1 C B 0.8 D T 3 T 1 0.8175 0.8 6.00 4.2 3 4.2 0.82619 0.7 όπου C B1 =0.8175 είναι ο συντελεστής γάστρας που αντιστοιχεί σε βύθισμα T=4.2m σύμφωνα με τους πίνακες των υδροστατικών διαγραμμάτων του πατρικού πλοίου. Οπότε, τελι κά από τη μέθοδο Watson προκύπτει: 1 0.5 0.7 1123.21 1 0.5 0.82619 0.7. 4.2 Υπολογισμός Βάρους Ενδιαίτησης και Εξοπλισμού (W OT ) Υπό Μελετη Πλοίου με Προσεγγιστικό Τύπο Χρησιμοποιείται ο ακόλουθος προσεγγιστικός τύπος [1](σελ.257) όπου για μικρά δεξαμενόπλοια ο συντελεστής Κ ΟΤ λαμβάνεται ίσος με 0.28 t/m 2. Έτσι έχουμε: 0.28 86.51 14.. 4.3 Υπολογισμός Βάρους Μηχανολογικής Εγκατάστασης (W Μ ) Υπό Μελετη Πλοίου Στην παρούσα φάση θα προσεγγίσουμε το βάρος της μηχανολογικής εγκατάστασης του υπό μελέτη πλοίου, αρχικά με χρήση του προσεγγιστικού τύπου WATSON-GILFILLAN, εν συνεχεία με μία προσεγγιστική μέθοδο μέσω του ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ HP-w m και τελευταία με την μέθοδο που βασίζεται στους συντελεστές των ομάδων βαρών της μηχανολογικής εγκατάστασης κατά STROHBUSCH. Το βάρος της μηχανολο γικής εγκατάστασης αναλύεται ως εξής: όπου W MM το βάρος της κύριας μηχανής, W MS το βάρος του ελικοφόρου άξονα και της έλικας, και W MR το βάρος των λοιπών μηχανολογικών εξαρτημάτων.

34 4.3.1 Υπολογισμός Βάρους W Μ με βάση τον Προσεγγιστικό Τύπο WATSON GILFILLAN Με βάση τον προσεγγιστικό τύπο Watson-Gilfillan [1](σελ.272) και επιλέγοντας συντελεστή C MD 0.21 (για μεσόστροφους κινητήρες Diesel) υπολογίζεται κατευθείαν το συνολικό βάρος της μηχανολογικής εγκατάστασης:. 0.21 2471.3.. 4.3.2 Υπολογισμός Βάρους W Μ με βάση την Προσεγγιστική Μέθοδο μέσω Διαγράμματος HP- W M Μέσω του διαγράμματος HP-w m [3](σελ.90) και για την ιπποδύναμη του υπό μελέτη πλοίου 2163.3 kw (2901 HP) βρίσκουμε w m = 68 kp /HP=0.068 tons/hp. 0.068 3314.1. 4.3.3 Υπολογισμός Βάρους W Μ με βάση των Συντελεστών Ομάδων Βαρών Μηχανολογικής Εγκατάστασης κατά STROHBUSCH Από τον αντίστοιχο πίνακα [1]( σελ.273) προκύπτουν: W MR1 /LBD = 5 kp/m 3 => W MR1 = 5 * 86.51*14*6,00 = 36.33 W MR2 /SHP = 35 kp/hp => W MR2 = 35*(3314.1*0,98) = 113.67 tons (ισχύει SHP 0,98 BHP). W MS /SHP = 4 kp/hp => W MS = 4 *(3314.1*0.98) = 12.99 tons W MM /SHP = 16 kp/hp για μεσόστροφους κινητήρες Diesel νέας τεχνολογίας => W MM = 16 *(3314.1*0.98) = 51.965 tons Οπότε συνολ ικά έχουμε: 36.33 113.67 12.99 51.965. 4.4 Συνοπτική Παρουσίαση Αποτελεσμάτων Υπολογισμού L.S Υπό Μελετη Πλοίου Στον παρακάτω πίνακα 11 παρουσιάζονται συγκεντρωτικά τα αποτελέσματα των μεθόδων που υπολογίστηκαν κατά την διαδικασία εξεύρεσης του L.S του υπό μελέτη πλοίου ATLAS πριν γίνει η διόρθωση με τον συντελεστή λ LS. :

35 Πίνακας 11: Υπολογισμός L.S Υπό Μελέτη Πλοίου (Μη διορθωμένο) W ST [t] W OT [t] W M [t] Watson 1194.1 Schneekluth Δ.Υ 1ηWatson-Gilfillan 219.75 Schneekluth & M-K Δ.Υ Strohbusch Δ.Υ 2ηWatson-Gilfillan Δ.Υ Διάγραμμα HP- w m 225.36 Μέθοδο συντελεστών Δ.Υ Προσεγ. Τύπος 339.12 Strohbusch 214.995 Ληφθείσα Τιμή 1194.1 Ληφθείσα Τιμή 339.12 Ληφθείσα Τιμή 220.02 *Δ.Υ: Δεν Υπολογίστηκε Mε τη χρήση του διορθωτικού συντελεστή λ LS προκύπτει:.. 1753.24. 0.950799229 Τέλος υπολογίζουμ ε τον συντελ εστή βάρους του LS:. 1843.97. / 86.51 14 6.00 L.S. [t] 1753.24 4.5 Έλεγχος Βαρών Στο σημείο αυτό πρέπει να γίνει εκ νέου έλεγχος του εκτοπίσματος: Το εκτόπισμα που έχει προκύψει από τα γεωμετρικά στοιχεία της γάστρας του υπό μελέτη πλοίου είναι: 4603.2 Το εκτόπισμα που προκύπτει από την άθροιση των επιμέρους βαρών του υπό μελέτη πλοίου είναι: είναι:. 1843.97 2750. Είναι προφανές ότι ισχύει Δ Γ Δ Β όπως απαιτείται, και (Δ Γ -Δ Β )/Δ Γ 0.5% Πράγματι: Δ Δ Δ % 4603.2 4593.97 % 0.2% 0.5% 4603.2 Επομένως η διαφορά αυτή θεωρείται αποδεκτή! Τέλος, η νέα τιμή του πρόσθετου βάρους DWT του υπό μελέτη πλοίου θα. 4603.2 1843.97. 2750 απαιτήσεως

36 5. ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ (DWT) Αρχικά, γίνεται ανάλυση του πρόσθετου βάρους (DWT) για το υπό μελέτη πλοίο, το οποίο είναι ίσο με: W MPS & όπου: W PAYLOAD : το βάρος του ωφέλιμου φορτίου, W F : το συνολικό βάρος των καυσίμων (W DO ) και των λιπαντικών (W LO ), W DO : το βάρος των καυσίμων, W LO : το βάρος των λιπαντικών, W FW : το βάρος του φρέσκου νερού, W PROVISIONS : το βάρος των εφοδίων, W CREW & EFFECTS : το βάρος του πληρώματος και των αποσκευών, W MPS : το βάρος των Διαφόρων Εφοδίων (Miscellaneous Provisions Stores), W MT : το βάρος των Δευτερευουσών Δεξαμενών (Miscellaneous Tanks) Β : το βάρος του υγρού μη μόνιμου έρματος (Water Ballast). Υπολογισμός καυσίμων (W DO ): Τα απαιτούμενα καύσιμα (Diesel Oils) για τη λειτουργία της κύριας μηχανής και των ηλεκτροκινητήρων για ένα ταξίδι χωρίς ανεφοδιασμό, μπορούν να προσεγγιστούν από τον παρακάτω τύπο. To υπό μελέτη πλοίο θα διαθέτει δεξαμενές diesel oil, γιατί οι κύριες μηχανές και οι ηλεκτρομηχανές των πολεμικών σκαφών καταναλώνουν τ έτοιου τύπου καύσι μο:,, / 10 όπου P B,1 : η απαιτούμενη ισχύς της κύριας μηχανής [KW], b 1 : η ειδική κατανάλωση της κύριας μηχανής [gr/kwh], t 1 : ο χρόνος ταξιδίου χωρίς ανεφοδιασμό [h], P B,2 : η απαιτούμενη μέση ισχύς των ηλεκτροκινητήρων [KW], b 2 : η ειδική κατανάλωση των ηλεκτροκινητήρων [gr/kwh], t 2 : ο χρόνος λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων [h], : ο μέσος βαθμός απόδοσης ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους, C : συντελεστής εφεδρείας που κυμαίνεται από 1.2 έως 1.4 Ισχύουν: P B,1 = 0.85*MCR=0.85* 2471.3 KW =2100.6 KW b 1 = 190 gr/kwh

37 P B,2 = 280 KW b 2 = 190 gr/kwh E 0.83 C = 1.4 Ο χρόνος ταξιδιού δίνεται από τη σχέση:. 3700 303.278 12.64 12.2 Τέλος, ο συντελεστής C κυμαίνεται μεταξύ των τιμών C 1.2 1.4 και επιλέγεται ίσος με C =1.4 Συνυπολογί ζοντας όλα τα παραπάνω, έχουμε:, 10 2100.6 190 303.278 1.4 10 149.46 (βάρος πετρε λαίου γι α τη λειτουργία της Κύριας Μηχανής προώσεως), / 10 280 190 303.278 1.4 10 0.83 27.214 (βάρος πετρελαίου για τη λειτουργία των ηλεκτροπαραγωγών ζευγών). Οπότε συνολικά θα ι σχύει: 149.46 27.21. Από το Capacity Plan του πατρικού πλοίου παρατηρούμε πως οι δεξαμενές πετρελαίου για ιδία χρήση καταλαμβάνουν όγκο 326.15 m 3, ο οποίος ξεπερνά κατά πολύ τον απαιτούμενο όγκο (205.4 m 3 ) για την αποθήκευση των 176.675 τόνων πετρελαίου DIESEL που υπολογίσαμε παραπάνω. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αυτονομία του πατρικού πλοίου είναι περί τα 7750 ν.μ. Υπολογισμός Βάρους Λιπαντικών (W LO ): Το βάρος των απαιτούμενων λιπαντικών ελαίων (lube oils) υπολογίζεται προσεγγιστικά στα 3-5% του βάρους τω ν καυσίμων, οπότε θα είναι: 4% 4% 176.675. Συνολι κά θα είναι: 176.675 7.067. Υπολογισμός Βάρους Φρέσκου Νερού (W FW ): Το βάρος του φρέσκου νερού υπολογίζεται με βάση το πλήρωμα και τις ημέρες ταξιδιού. Το φρέσκο νερό που απαιτείται είναι περίπου 215kg/ανθρωποημέρα

38 για πόσιμο νερό και καθαριότητα. Έτσι, για το υπό μελέτη πλοίο με πλήρωμα 18 ατόμων και ταξίδι 12.64 ημερών χωρίς ανεφοδιασμό, είναι: 215 18 12.64. Υπολογισμός Βάρους Πληρώματος και Αποσκευών (W CREW & EFFECTS ): Το βάρος του κάθε ατόμου λαμβάνεται ίσο με 75 kg και οι αποσκευές έκαστου ατόμου 60 kg. Έτσι, για το υπό μελέτη πλοίο με πλήρωμα 18 ατόμων και ταξίδι 12.64 ημερών χω ρίς ανεφοδιασμό, είναι: & 18 0.135. Υπολογισμός Βάρους Εφοδίων (W PROVISIONS ): Το βάρος των εφοδίων τροφίμων υπολογίζεται περίπου στα 12kg/ανθρωποημέρα, οπότε για το υπό μελέτη πλοίο με πλήρωμα 18 ατόμων και ταξίδι 12.64 ημερ ών χωρίς ανεφ οδιασμό, είναι: 18 0.012 12.64. Υπολογισμός Βάρους Διαφόρων Εφοδίων (Miscellaneous Provisions Stores) (W MPS ): Τα βάρη αυτά τα θεωρούμε τα ίδια με το πατρικό, έχουν συνολικό βάρος 13 tons και αναλυτικά είναι: GARAGE STORE (2.0 tons) FIFI/CHEM PROTECTION STORE(2.0 tons) PAINT STORE (3.0 tons) BOSUN STORE (3.0 tons) CARGO INVENTOR Y ROOM (3.0 tons) Επομένως έχουμε: Υπολογισμός Βάρους Δευτερευουσών Δεξαμενών (Miscellaneous Tanks) (W MT ): Τα βάρη των δεξαμενών αυτών τα θεωρήσαμε περίπου 10%, κατά μέσο όρο, προσαυξημένα σε σχέση με αυτά του πατρικού πλοίου, έχουν συνολικό βάρος 49.234 tons και αναλυτικά είναι: FW Drain Tank (1.896 tons) Sludge Tank (8.194 tons)