Meriarkkitehtuuri (meritekniikka) yhdessä auto- ja ilmailutekniikan kanssa on alan - kuljetustekniikan - tekniikan ala , joka liittyy merialusten ja -rakenteiden suunnitteluun , rakentamiseen , ylläpitoon ja käyttöön.[ mitä? ] .
Aluksen alustava suunnittelu , yksityiskohtainen suunnittelu, rakentaminen, merikokeet, käyttö, huolto ja korjaus ovat päätoimia; laivojen suunnittelulaskelmia vaaditaan myös muunnoksen, uudelleenrakentamisen, modernisoinnin tai korjauksen kautta muunnetuille aluksille.
Laivastoarkkitehtuuri sisältää myös turvallisuussääntöjen ja vaurioiden hallintaa koskevien sääntöjen kehittämisen sekä alussuunnitelmien hyväksymisen ja sertifioinnin, jotta ne ovat sekä lakisääteisten että ei-lakisääteisten vaatimusten mukaisia [1] .
Laivasuunnittelussa käytetään sekä perus- että soveltavaa tutkimusta, suunnittelua, kehitystä, suunnittelun arviointia, luokittelua ja laskelmia laivakulkuneuvon elinkaaren kaikissa vaiheissa. Tätä varten se sisältää koneenrakennus- , sähkö- , elektroniikka- , ohjelmisto- ja turvallisuustekniikan elementtejä .
Alus - kaiken tyyppinen kuljetusväline, jota käytetään meriympäristössä, mukaan lukien kantosiipialukset , ilmatyynyalukset , sukellusveneet , vesilentokoneet , vesikulkuneuvot ja kiinteät tai kelluvat alustat [2] [3] .
Hydrostatiikka on tutkimus ja määrittäminen olosuhteista, joihin alus joutuu levossa vedessä ja sen kykyyn pysyä pinnalla. Tämä sisältää kelluvuuden , uppoamattomuuden ja muiden hydrostaattisten ominaisuuksien, kuten trimmauksen (aluksen kallistuskulma) ja vakauden (aluksen kyky palauttaa pystysuoran asennon sen jälkeen, kun se on kallistettu tuulen, meren tai kuorman vaikutuksesta, laskeminen [4] .
Hydrodynamiikka on tutkimus aluksen liikkeistä ulkoisten voimien ja siihen kohdistuvien momenttien vaikutuksesta. Se koskee myös veden virtauksen vaikutusten tutkimista laivan rungon, keulan ja perän ympärillä ja kohteiden, kuten potkurin lavojen , peräsimen lapojen tai potkurin tunneleiden läpi . Tällä tavalla aluksen työntövoiman laskenta liittyy hydrodynamiikkaan ja vastaavasti laivan siirtämiseen tarvittavan moottorin laskemiseen potkureiden (ruuvit, potkurit, vesisuihkut , purjeet ) avulla ja ohjattavuuden laskeminen (manööverointi), joka sisältää aluksen sijainnin ja suunnan hallinnan ja ylläpidon [4] .
Rakennesuunnittelu sisältää rakennusmateriaalin valinnan, aluksen globaalin ja paikallisen lujuuden rakenneanalyysin, rakenneosien tärinän ja aluksen rakenteelliset ominaisuudet merellä liikkuessa. Aluksen tyypistä riippuen rakenne ja muotoilu riippuvat käytettävästä materiaalista sekä määrästä. Jotkut laivat on valmistettu lasikuidusta, mutta suurin osa niistä on valmistettu teräksestä , ja kansirakenteessa on ehkä alumiinia [5] . Laivan koko rakenne on suunniteltu suorakaiteen muotoisilla paneeleilla, jotka koostuvat teräspinnoitteesta, perustuen 4 reunaan. Vaikka aluksen rakenne on riittävän vahva, sen tärkein voitettava voima on nurjahdus, joka rasittaa sen runkoa. Tärkeimmät pitkittäiset elementit ovat kansi, verhoilulevyt ja sisäpohja, jotka on rakenteellisesti tehty ristikoiksi lisätyillä pitkittäis- ja poikittaisjäykisteillä .
Pohjaratkaisut sisältävät konseptisuunnittelun, huoneiden jakautumisen, ergonomian , layoutin ja pääsyn, jotka vaikuttavat myös palosuojaukseen ja kapasiteettiin .
Aluksen rakenne riippuu käytetystä materiaalista. Käytettäessä terästä tai alumiinia käytetään levyjen ja profiilien hitsausta valssauksen , merkinnän, leikkaamisen ja taivutuksen jälkeen rakennesuunnittelupiirustuksen tai -mallin mukaisesti, minkä jälkeen suoritetaan asennus. Liimaa käytetään muihin materiaaleihin, kuten lasikuituun ja lasikuituun. Rakennusprosessi on harkittu huolellisesti ottaen huomioon kaikki tekijät, kuten turvallisuus, rakenteellinen lujuus, hydrodynamiikka ja aluksen layout. Jokainen huomioitu tekijä tarjoaa uuden materiaalivalinnan sekä valinnan aluksen tarkoitukseen. Rakenteen lujuutta arvioitaessa alusten törmäykset analysoidaan ja otetaan huomioon, miten aluksen rakenne muuttuu tällaisissa tapauksissa. Siksi materiaalien ominaisuudet harkitaan huolellisesti, koska törmäysaluksissa käytetyllä materiaalilla on elastisia ominaisuuksia. Törmäävän aluksen absorboima energia poikkeutetaan sitten vastakkaiseen suuntaan, mikä aiheuttaa kimmoiluilmiön, joka estää tai vähentää lisävaurioita [6] .
Perinteisesti laivaston arkkitehtuuri on ollut enemmän käsityötä kuin tiedettä . Aluksen ääriviivojen soveltuvuus arvioitiin käyttämällä aluksen puolimallia. Epäsäännölliset muodot tai äkilliset siirtymät tuomittiin virheiksi. Tämä sisälsi takila , kannen layout ja jopa kiinnikkeet. Käytti subjektiivisia kuvauksia, kuten "kömpelö", "täysi" ja "siisti" nykyisten tarkempien termien sijaan. Aluksen kuvataan olevan "kauniin" muotoinen ja sen kuvataan edelleen olevan. Termi "kaunis" ei tarkoita vain sujuvaa siirtymistä keulasta perään, vaan myös muotoa, joka on "oikea". Sen määrittäminen, mikä on "oikea" tietyssä tilanteessa lopullisen tukianalyysin puuttuessa, on laivaston arkkitehtuurissa ratkaisematonta tähän päivään asti. Nykyaikaiset edulliset digitaaliset tietokoneet ja erikoisohjelmistot yhdistettynä laajaan testitankkeihin tehtävään tutkimukseen antavat laivaston arkkitehdeille mahdollisuuden ennustaa tarkemmin merikulkuneuvojen suorituskykyä. Näitä työkaluja käytetään laskemaan staattinen vakaus (sekä ehjä että vaurioitunut), dynaaminen vakaus, vastus, teho, rungon kehitys, rakenneanalyysi ja iskuanalyysi [ 7] . Tietoja julkaistaan säännöllisesti kansainvälisissä konferensseissa, joita järjestävät Society of Naval Architects and Marine Engineers (SNAME ) ja muut organisaatiot . Laskennallista nestedynamiikkaa käytetään ennustamaan kelluvan kappaleen vastetta satunnaisessa meriolosuhteissa.
Meriympäristössä työskentelyn monimutkaisuuden vuoksi merivoimien arkkitehtuuri on tiettyjen alojen asiantuntijoiden teknisesti pätevien ammattilaisten ryhmien välinen yhteistyö, jota usein koordinoi johtava laivaston arkkitehti [8] . Tämä luontainen monimutkaisuus tarkoittaa myös sitä, että käytettävissä olevat analyyttiset työkalut ovat paljon vähemmän kehittyneitä kuin lentokoneiden, autojen ja jopa avaruusalusten suunnittelussa käytettävät työkalut. Tämä johtuu ensisijaisesti meriajoneuvoa vaativan ympäristötiedon riittämättömyydestä sekä aaltojen ja tuulen vuorovaikutuksen laskemisen monimutkaisuudesta suunnitellun kohteen rakenteessa.
Venäjän laivaston arkkitehtuuri alkoi kehittyä Pietarin I ajoista lähtien, kun Venäjän laivaston rakentaminen alkoi. Kuuluisat venäläiset ja neuvostoarkkitehdit loivat tärkeitä teorioita laivojen suunnittelusta ja rakentamisesta sekä itse ainutlaatuisista (ensimmäisistä) laivatyypeistä:
| Aleksei Nikolajevitš Krylov |
Hän on kirjoittanut klassisia teoksia laivan värähtelyjen teoriasta aalloissa, laivan rakennemekaniikasta, laivan värähtelyteoriasta ja niiden uppoamattomuudesta , gyroskooppien teoriasta , ulkoisesta ballistiikasta, matemaattisesta analyysistä ja mekaniikasta sovellettaessa laivanrakennusta | ||
| Stepan Osipovich Makarov |
Maailman ensimmäisen arktisen luokan jäänmurtajan " Ermak " kehittämis- ja rakentamiskomission päällikkö | Jäänmurtaja "Ermak" | |
| Mihail Petrovitš Nalyotov |
Insinööri-keksijä, maailman ensimmäisen vedenalaisen miinakerroksen - sukellusvene " Crab " - luoja | Miinakerros "rapu" | |
| Ivan Grigorjevitš Bubnov |
Laivainsinööri, matemaatikko ja mekaanikko, ensimmäisen venäläisen polttomoottoreilla varustetun sukellusveneen - " Dolphin" -projektin kehittäjä | Sukellusvene "Dolphin" | |
| Vladimir Ivanovitš Jurkevitš |
Venäläinen ja amerikkalainen laivanrakennusinsinööri, kehitti projektin suurelle matkustaja-merilaivalle Atlantin ylittäville reiteille, ehdottaen laivan rungon alkuperäistä profiilia, jolla oli eräänlainen "sipulimainen" muoto " Normandia " . | Linja "Normandie" | |
| Igor Dmitrievich Spassky |
Ydinsukellusveneiden yleinen suunnittelija, Rubin Design Bureaun kaikkien sukellusveneiden johtava kehittäjä | APRKSN-luokka Antey |