SlideShare a Scribd company logo
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Michał Sylwestrzak
Rozpoznawanie elementów statku 314[03].Z1.05
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inż. Krzysztof Bartosik
mgr inż. Ireneusz Kocoń
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Michał Sylwestrzak
Konsultacja:
mgr inż. Andrzej Zych
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 314[03].Z1.05
„Rozpoznawanie elementów statku”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu
technik mechanik okrętowy.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Klasyfikacja statków 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 13
4.1.3. Ćwiczenia 13
4.1.4. Sprawdzian postępów 15
4.2. Elementy teorii okrętu 16
4.2.1. Materiał nauczania 16
4.2.2. Pytania sprawdzające 23
4.2.3. Ćwiczenia 23
4.2.4. Sprawdzian postępów 24
4.3. Elementy konstrukcji kadłuba 25
4.3.1. Materiał nauczania 25
4.3.2. Pytania sprawdzające 45
4.3.3. Ćwiczenia 46
4.3.4. Sprawdzian postępów 47
4.4. Pędniki, stery i siłownie okrętowe 48
4.4.1. Materiał nauczania 48
4.4.2. Pytania sprawdzające 57
4.4.3. Ćwiczenia 57
4.4.4. Sprawdzian postępów 58
4.5. Elementy wyposażenia statku. Przeglądy i dokowanie statków 59
4.5.1. Materiał nauczania 59
4.5.2. Pytania sprawdzające 70
4.5.3. Ćwiczenia 71
4.5.4. Sprawdzian postępów 72
5. Sprawdzian osiągnięć 73
6. Literatura 78
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności dotyczących
rozpoznawania elementów statku.
W poradniku znajdziesz:
− wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
aby bez problemów opanować treści nauczania w ramach jednostki modułowej
„Rozpoznawanie elementów statku”,
− cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś nabyć podczas zajęć w ramach
tej jednostki modułowej,
− materiał nauczania, czyli niezbędne minimum wiadomości teoretycznych, wymaganych
do opanowania treści jednostki modułowej,
− zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś wymagane treści nauczania,
− ćwiczenia, podczas których będziesz doskonalił umiejętności praktyczne w oparciu o wiedzę
teoretyczną, zaczerpniętą z poradnika i innych źródeł,
− sprawdzian osiągnięć, czyli przykładowy zestaw zadań i pytań; pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, że dobrze wykorzystałeś zajęcia i uzyskałeś niezbędną wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,
− wykaz literatury uzupełniającej.
Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę jednostki
modułowej, określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać.
Nie zastępuje on ani podręczników, katalogów czy innych źródeł, ani wskazówek, instrukcji
i informacji udzielanych przez nauczyciela.
Na wcześniejszych etapach nauki nabyłeś wiedzę i umiejętności dotyczące podstaw
konstrukcji maszyn, oraz podstawowych układów sterowania i regulacji. Wszystkie one są
niezbędne dla opanowania umiejętności w niezwykle ważnym, ze względu na charakter Twoich
przyszłych zadań zawodowych, module „Podstawy okrętownictwa”.
W poradniku kolejno zostały przedstawione, w ramach odrębnych tematów, następujące
zagadnienia:
− klasyfikacja statków,
− elementy teorii okrętu,
− elementy konstrukcji kadłuba,
− pędniki, stery i siłownie okrętowe,
− elementy wyposażenia statku oraz przeglądy i dokowanie statków.
Na końcu każdego tematu znajdują się pytania sprawdzające. Odpowiadając na nie,
sprawdzisz stan opanowania danej partii materiału. Jeżeli stwierdzisz, że czegoś nie pamiętasz
lub nie rozumiesz, powinieneś wrócić do materiału nauczania i tam znaleźć odpowiedzi
na pytania, które sprawiły Ci kłopot.
Wykonanie ćwiczeń, zarówno przykładowych z poradnika, jak i z pewnością wielu innych,
zaproponowanych przez nauczyciela, pozwoli Ci lepiej zrozumieć i utrwalić nabytą wiedzę
przez praktyczne działanie.
Podsumowanie tematu stanowi sprawdzian postępów. Rozwiązuj uczciwie znajdujące się
w nim zadania. Znajomość własnych słabych stron jest kluczem do nadrobienia braków.
Przykładowy sprawdzian osiągnięć powinien być dobrym treningiem przed zaplanowanym
przez nauczyciela sprawdzianem, podsumowującym poziom wiedzy i umiejętności nabytych
przez Ciebie w ramach realizacji tej jednostki modułowej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych w module
314[03].Z1.01
Posługiwanie się
językiem angielskim
zawodowym
314[03].Z1.02
Stosowanie technik
ratowniczych oraz
ochrony
przeciwpożarowej
314[03].Z1.03
Stosowanie przepisów
dotyczących prawa
morskiego oraz zasad
bezpiecznej
eksploatacji statków
314[03].Z1.04
Stosowanie przepisów
ochrony środowiska
morskiego
314[03].Z1.05
Rozpoznawanie
elementów statku
314[03].Z1.06
Organizowanie pracy
na statku
Moduł 314[03].Z1
Podstawy okrętownictwa
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− rozróżniać, charakteryzować i dobierać materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane
w budowie i eksploatacji maszyn,
− odwzorowywać i konstruować części maszyn,
− planować technologię wykonania i wykonywać proste części maszyn za pomocą operacji
obróbki skrawaniem,
− wykonywać proste prace spawalnicze i elektroinstalacyjne,
− posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki technicznej,
− eksploatować układy elektryczne i elektroniczne,
− eksploatować układy automatyki okrętowej,
− korzystać z komputera,
− korzystać z różnych źródeł informacji,
− stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony
środowiska oraz udzielać pierwszej pomocy w stanach zagrożenia życia lub zdrowia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− sklasyfikować statki według ich konstrukcji, przeznaczenia, napędu,
− rozróżnić statki według ich konstrukcji, przeznaczenia, napędu,
− rozróżnić poszczególne elementy konstrukcyjne kadłuba statku,
− określić wytrzymałość i geometrię kadłuba statku,
− rozróżnić typy wiązań kadłuba,
− scharakteryzować materiały konstrukcyjne stosowane w budowie statków,
− dobrać materiały do budowy statków na podstawie określonych kryteriów,
− wyjaśnić podstawowe prawa pływalności, stateczności i niezatapialności statku,
− rozróżnić rodzaje pędników i sterów na statku,
− scharakteryzować sposoby sterowania statkiem,
− dobrać metody sondowania zbiorników,
− wykonać sondowanie zbiorników,
− rozróżnić wyposażenie pokładowe i ratownicze,
− określić termin przeglądów technicznych na podstawie dokumentacji,
− przygotować statek do przeglądu,
− wykonać dokowanie,
− skorzystać z dokumentacji konstrukcyjnej i statecznościowej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Klasyfikacja statków
4.1.1. Materiał nauczania
Kryteria podziału statków mogą być bardzo różne, ale najczęściej dokonuje się ich
rozróżnienia ze względu na:
− przeznaczenie,
− rodzaj napędu,
− zasięg i rodzaj żeglugi do jakiej są przeznaczone,
− materiał, z którego są zbudowane.
Zajmiemy się w tym miejscu wyłącznie statkami handlowymi, tj. uprawiającymi żeglugę
(czyli służącymi do transportu drogą wodną towarów i pasażerów), pamiętając, że istnieją
również statki przeznaczone do celów sportowych i rekreacyjnych (jachty), naukowo-
badawczych, militarnych (czyli okręty wojenne) i wielu innych.
Kryterium przeznaczenia stosowane jest najczęściej, ponieważ ma ono wpływ na takie cechy
statku, jak: prędkość, podział wewnętrzny kadłuba, układ wiązań, wyposażenie, sylwetka statku.
Według tego kryterium statki dzielimy na:
− pasażerskie,
− towarowe,
− specjalne.
Z uwagi na powolność statków, ich znaczenie w pasażerskim transporcie oceanicznym na
liniach regularnych całkowicie zanikło, eksploatowane są natomiast dwie grupy statków
pasażerskich: promy pasażerskie (lub pasażersko-samochodowe) oraz statki wycieczkowe
(rys. 1.)
Rys. 1. Statki pasażerskie: a) statek wycieczkowy, b) prom pasażersko – samochodowy [6]
Promy służą do przewozu dużego strumienia pasażerów na krótkich odcinkach, statki
wycieczkowe są natomiast pływającymi luksusowymi hotelami odbywającymi zazwyczaj
dłuższe, np. kilkutygodniowe, rejsy pomiędzy portami atrakcyjnych turystycznie rejonów świata.
Ze względu na bezpieczeństwo statki pasażerskie muszą spełniać szereg warunków takich jak
m.in niezatapialność i wyposażenie w odpowiednią ilość środków ratunkowych. Statki te cechuje
zazwyczaj duża prędkość, a w sylwetce dominują nadbudówki dla pomieszczenia i zapewnienia
wymaganego komfortu podróżowania pasażerom oraz bardzo licznej załodze hotelowej. Promy
pasażersko-samochodowe są dodatkowo zaopatrzone w furty umożliwiające samodzielny wjazd
i wyjazd pojazdów z poziomu pokładu samochodowego.
a) b)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Statki towarowe stanowią grupę niezwykle zróżnicowaną, którą można podzielić dodatkowo
na:
− statki do przewozu ładunków suchych,
− statki do przewozu ładunków płynnych.
Przestrzeń ładunkową statków do przewozu ładunków suchych stanowią ładownie,
zajmujące najczęściej całą przestrzeń kadłuba poza siłownią, oddzielone grodziami
wodoszczelnymi. Dostęp do ładowni zapewniają luki, obramowane zrębnicami luków i nakryte
pokrywami.
Do tej grupy statków zaliczamy:
− drobnicowce uniwersalne, służące do przewozu tzw. drobnicy, czyli towarów
w opakowaniach: skrzyniach, beczkach, belach, workach itp.; w takiej postaci przewozi się
obecnie znikomy ułamek ładunków (zwłaszcza poza głównymi liniami żeglugowymi),
dlatego tradycyjne drobnicowce odchodzą w przeszłość; w sylwetce drobnicowców
dominują dźwigi pokładowe, umożliwiające rozładunek statku bez udziału dźwigów
portowych;
− drobnicowce specjalizowane, służące do przewozu określonej grupy ładunków, pakowanych
w jednolitej postaci, np. papierowce (do przewozu papieru w znormalizowanych rolach),
drewnowce (do przewozu drewna w wiązkach), paletowce, samochodowce i wiele innych,
− kontenerowce, służące do przewozu towarów w znormalizowanych pojemnikach –
kontenerach, które dominują obecnie w przewozie towarów drobnicowych; kontener
załadowany drobnicą przez spedytora jest rozładowywany dopiero przez odbiorcę, co
znacznie przyspiesza prace przeładunkowe w portach; kontenerowce mogą, choć nie muszą,
być zaopatrzone w urządzenia przeładunkowe, ponieważ najczęściej obsługiwane są przez
portowe urządzenia dźwigowe w tzw. terminalach kontenerowych; dodatkową zaletą
stosowania kontenerów jest możliwość ich transportu w kilku warstwach ustawionych na
pokładzie,
− statki ro-ro służące do przewozu kontenerów na podwoziach kołowych, których przeładunek
odbywa się przez furty rufowe, dziobowe i burtowe jednostki; ich przestrzeń ładunkowa nie
ma postaci ładowni, ale pokładów ładunkowych,
− chłodniowce, przeznaczone do przewozu ładunków spożywczych, które mogą ulec zepsuciu
podczas transportu; chłodniowce są wyposażone w izolację termiczną ładowni oraz agregaty
chłodnicze i systemy wentylacyjne pozwalające na wtłaczanie do ładowni powietrza
o regulowanej temperaturze, stosownie do przewożonego asortymentu towarów;
w przypadku statków przeznaczonych do przewozu owoców dojrzewających podczas
transportu (bananów, cytrusów), regulacji poddaje się również skład atmosfery panującej
w ładowniach; chłodniowce należą do najszybszych jednostek handlowych i wyróżniają się
białym malowaniem kadłuba,
− masowce, służące do przewozu ładunków masowych, takich jak węgiel, rudy metali, ziarno
itp.; są to jednostki jednopokładowe o długich i szerokich lukach ładunkowych,
przeznaczone w zasadzie do obsługi przy pracach ładunkowych urządzeniami portowymi,
a więc często pozbawione własnych urządzeń przeładunkowych; część współczesnych
masowców jest przystosowana do przewozu ładunków masowych suchych i płynnych (np.
tzw. roporudomasowce).
Statki do przewozu ładunków płynnych to zbiornikowce, których przestrzeń ładunkową
stanowią zbiorniki, obsługiwane podczas przeładunku przez własny system pomp i rurociągów
statku. Wśród zbiornikowców występuje również znaczne zróżnicowanie wynikające ze
specyfiki przewożonych ładunków. Wyróżniamy wśród nich, m.in:
− zbiornikowce do przewozu surowej ropy naftowej, które cechują się największymi
rozmiarami spośród jednostek pływających (nośność powyżej 500 000 ton),
− produktowe, przeznaczone do przewozu produktów przerobu ropy naftowej (np. benzyn),
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
− chemikaliowce, przeznaczone do przewozu różnych chemikaliów, które wyposażone są
w wykonane ze stali kwasoodpornej lub pokryte specjalnymi farbami epoksydowymi
zbiorniki i instalację ładunkową; statek taki posiada ponadto specjalne instalacje do:
podgrzewania ładunku, utrzymywania odpowiedniego ciśnienia, utrzymywania
odpowiedniej atmosfery za sprawą gazów obojętnych oraz mycia zbiorników; często stosuje
są na chemikaliowcach kilka systemów rurociągów ładunkowych, co umożliwia przewóz
w różnych zbiornikach różnych ładunków,
− gazowce, przeznaczone do przewozu skroplonego gazu ziemnego (LNG) lub skroplonego
gazu porafinacyjnego (LPG), zaopatrzone najczęściej w kuliste zbiorniki ciśnieniowe, nie
będące elementem konstrukcyjnym kadłuba,
− siarkowce, służące do przewozu płynnej siarki.
Rys. 2. Statki towarowe: a) kontenerowiec, b) masowiec, c) gazowiec do przewozu skroplonego gazu
ziemnego (LNG), d) zbiornikowiec do przewozu surowej ropy naftowej [6]
Statki specjalne stanowią najbardziej zróżnicowaną grupę jednostek pływających, zarówno
pod względem przeznaczenia, jak i wielkości oraz cech budowy. Zaliczamy do nich m.in.:
− statki rybackie, dzielące się na statki łowcze i łowczo-przetwórcze, różniące się wielkością
i budową uwarunkowaną stosowaną przez nie technologią połowu (rodzajem sieci);
zaliczamy do nich kutry, lugry, trawlery, trawlery przetwórnie, bazy rybackie itp.,
− promy kolejowe i samochodowe,
− holowniki morskie i portowe,
− ciężarowce, które są jednostkami służącymi do przewożenia ładunków
wielkogabarytowych; wyróżnia się wśród nich wiele rodzajów, np. statki doki, ciężarowce
wpływne; za ich pomocą transportuje się np. ciężkie moduły platform wiertniczych
i kompletne statki; ich eksploatacją zajmują się nieliczne, wyspecjalizowane firmy
armatorskie,
− statki ratownicze,
− pogłębiarki, żurawie pływające, lodołamacze i inne statki spełniające funkcje pomocnicze
w portach i na szlakach żeglugowych.
a) b)
c) d)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Rys. 3. Statki specjalne: a) statek rybacki (trawler rufowy), b) holownik pełnomorski, c) środlądowy prom
samochodowy, d) ciężarowiec.[6]
Dokonując najogólniejszej klasyfikacji statków ze względu na rodzaj napędu można
podzielić je na:
− statki bez własnego napędu,
− statki z własnym napędem.
Do pierwszej grupy należą takie statki jak: barki, szalandy, żurawie pływające itp.
Statki z własnym napędem dzielą się na statki o napędzie:
− parowym,
− spalinowym,
− elektrycznym.
Napęd parowy może odbywać się za pomocą maszyny parowej tłokowej (spotykany obecnie
jedynie w statkach muzealnych) lub turbiny parowej (jeżeli do wytwarzania pary stosowana jest
energia atomowa, taki rodzaj napędu nazywa się potocznie atomowym).
Najpowszechniej stosowany jest napęd spalinowy, realizowany za pomocą silników
wysokoprężnych (Diesla), chociaż stosowany jest również napęd za pomocą turbin gazowych.
Napęd elektryczny charakteryzuje się tym, że silniki główne statku (tłokowe spalinowe albo
turbiny parowe lub gazowe) napędzają generatory energii elektrycznej, zasilające silniki
elektryczne napędzające z kolei pędniki wodne. Ten rodzaj napędu stosowany jest na statkach
wymagających dużej manewrowości (lodołamaczach, holownikach, promach itp.).
Ze względu na rodzaj uprawianej żeglugi statki dzielą się na:
− liniowce, zaprojektowane i zbudowane do obsługi transportu między dwoma lub większą
ilością portów, co rzutuje często na rodzaj zainstalowanych urządzeń dostosowanych do
warunków pracy w portach i wymiary główne umożliwiające manewry w tych portach,
− trampy, uprawiające żeglugę nieregularną, to znaczy zawijające do tych portów, do których
przeznaczony jest ładunek przyjęty przez armatora.
Ze względu na zasięg pływania statki morskie można podzielić na:
− statki o nieograniczonym rejonie żeglugi (statki żeglugi wielkiej),
− statki o ograniczonym rejonie żeglugi (np. przystosowane do żeglugi bałtyckiej, czyli
a) b)
c) d)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
żeglugi po Morzu Bałtyckim i innych morzach zamkniętych o podobnych warunkach
żeglugowych, a także żeglugi na morzach otwartych do 50 mil morskich od miejsca
schronienia, z dopuszczalną odległością między dwoma miejscami schronienia do 100 mil
morskich),
− statki przeznaczone do żeglugi przybrzeżnej, która oznacza żeglugę w odległości nie
większej niż 20 mil morskich od brzegu w rejonie Morza Bałtyckiego lub innego morza
zamkniętego o podobnych warunkach żeglugowych.
Zasięg pływania rzutuje w istotny sposób na konstrukcję statku (jego wytrzymałość) oraz
kwalifikacje, jakie musi spełniać załoga.
O podziale według kryterium materiału, z którego są zbudowane statki (a właściwie ich
kadłuby) można mówić jedynie w odniesieniu do jednostek małych (i tylko statków
specjalnych), ponieważ w budowie pozostałych jednostek stosowana jest wyłącznie stal
okrętowa.
Prócz stali do budowy kadłubów niewielkich jednostek wykorzystuje się stopy aluminium
i kompozyty.
Działalność instytucji klasyfikacyjnych
Klasyfikacja statków oznacza zaliczenie ich do jednej z klas w zależności od ich stanu
technicznego.
Klasyfikacja daje firmom ubezpieczeniowym gwarancję, że konstrukcja statku i materiały
zastosowane do jego budowy minimalizują ryzyko strat związanych z ubezpieczeniem zarówno
samego statku, jak i przewożonego przez niego ładunku.
Klasyfikacją zajmują się instytucje klasyfikacyjne w oparciu o wymagania zawarte
w swoich szczegółowych przepisach.
Najbardziej znanymi, działającymi od ponad stu lat instytucjami klasyfikacyjnymi są:
− brytyjska Lloyd’s Register of Shipping (LR),
− niemiecka Germanischer Lloyd (GL),
− amerykańska American Bureau of Shipping (ABS),
− włoska Registro Italiano Navale (RINA),
− norweska Det norske Veritas (DnV),
− francuska Bureau Veritas (BV),
Polską instytucją klasyfikacyjną jest Polski Rejestr Statków (PRS).
Zakres działania instytucji klasyfikacyjnych obejmuje:
− ustalanie wymagań w stosunku do materiałów używanych do budowy statków oraz kontrolę
tych materiałów,
− ustalanie wymagań w stosunku do konstrukcji statku (kadłuba i wyposażenia),
− kontrolę budowy statku w stoczni,
− okresową kontrolę stanu technicznego statku w czasie eksploatacji,
− modyfikację przepisów w oparciu o doświadczenia z eksploatacji statków i prowadzone
prace badawcze,
− prowadzenie rejestru statków zawierającego charakterystykę statków sklasyfikowanych
przez daną instytucję.
Przepisy instytucji klasyfikacyjnych można podzielić się na następujące grupy:
− zasady klasyfikacji,
− przepisy kadłubowe,
− przepisy dla urządzeń maszynowych,
− przepisy instalacji rurociągów,
− przepisy elektryczne,
− przepisy materiałowe,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
− przepisy specjalne (dotyczące np. zbiornikowców).
Nadzór klasyfikacyjny obejmuje cały proces budowy statku. Biuro konstrukcyjne stoczni po
uzgodnieniu z armatorem projektu wstępnego wykonuje dokumentację klasyfikacyjną,
obejmującą plany konstrukcyjne zasadniczych elementów statku, w zakresie wymaganym
przepisami tego towarzystwa klasyfikacyjnego, o którego klasę statek się ubiega. Dokumentacja
klasyfikacyjna zostaje sprawdzona i (po ewentualnych korektach) zatwierdzona przez instytucję
klasyfikacyjną, co stanowi podstawę do wykonania projektu roboczego statku. Podczas budowy
statku inspektorzy instytucji klasyfikacyjnej na bieżąco kontrolują jakość wykonywanych prac
oraz zgodność ich przebiegu z zatwierdzoną dokumentacją, uczestniczą w próbach i po ich
pomyślnym zakończeniu wydają statkowi świadectwo klasyfikacyjne, będące podstawą do
wciągnięcia go do rejestru.
Rys. 4. Emblematy towarzystw klasyfikacyjnych: a) Lloyd’s Register of Shipping, b) Det norske Veritas,
c) Germanischer Lloyd, d) American Bureau of Shipping, e) Registro Italiano Navale, f) Bureau Veritas,
g) Polskiego Rejestru Statków. h) Siedziba Lloyd’s Register of Shipping w centrum Londynu dominuje
w panoramie miasta, świadcząc o budowanym przez dziesięciolecia prestiżu tej instytucji, a jednocześnie
jej śmiała forma akcentuje związek z najnowocześniejszymi gałęziami techniki [6]
Działalność International Maritime Organisation (IMO)
International Maritime Organisation jest instytucją wyspecjalizowaną Organizacji Narodów
Zjednoczonych, zajmującą się zagadnieniami morskimi, w szczególności bezpieczeństwem na
morzu oraz zapobieganiu zanieczyszczeniu środowiska przez statki.
IMO inicjuje zawieranie konwencji (umów międzynarodowych) oraz modyfikację umów już
obowiązujących (w formie podpisywanie dodatkowych tzw. protokołów), regulujących
zagadnienia związane z tą problematyką.
a)
b)
f)
c)
d)
g)
e)
h)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
Przykładami takich konwencji są:
− SOLAS (International Convention for the Safety of Life at Sea), Międzynarodowa
konwencja o bezpieczeństwie życia na morzu; reguluje ona takie kwestie jak: konstrukcja,
niezatapialność i stateczność statków, wymagania stawiane urządzeniom maszynowym
i instalacjom elektrycznym, ochrona przeciwpożarowa, wykrywanie i gaszenie pożarów na
statkach, wymagane środki i urządzenia ratunkowe, radiokomunikacja, bezpieczeństwo
żeglugi, zasady przewozu ładunków (w tym ładunków niebezpiecznych), zarządzanie
bezpieczną eksploatacją statków; wielokrotnie nowelizowana, ostatnio w 1988 roku,
− SAR, Międzynarodowa konwencja o poszukiwaniu i ratownictwie morskim z 1979 roku,
− COLREG, Konwencja w sprawie międzynarodowych przepisów o zapobieganiu zderzeniom
na morzu z 1972 roku.
Obowiązkiem państw – sygnatariuszy konwencji jest dostosowanie prawa krajowego do
regulacji zawartych w konwencjach i wdrażanie mechanizmów ich przestrzegania.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie jest przeznaczenie drobnicowców uniwersalnych?
2. Co to są trampy?
3. Czym charakteryzuje się przestrzeń ładunkowa statków ro-ro?
4. Co to są produktowce?
5. Do jakich celów stosuje się ciężarowce?
6. Jaki rodzaj napędu jest najczęściej stosowany na statkach handlowych?
7. Jaki jest zasięg pływania statków żeglugi przybrzeżnej?
8. Jaką nazwę nosi polska instytucja klasyfikacyjna ?
9. Kiedy nowobudowany statek jest wciągany do rejestru instytucji klasyfikacyjnej?
10. Czego dotyczy konwencja COLREG?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie różnych źródeł informacji sprządź opis statków określanych terminami: ro-ro,
con-ro, lo-lo, ca-ca, OO, OBO, BIBO, capesize, handysize, laker, B-Max, Q-Max, seawaymax,
panamax.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w materiałach niezbędne informacje,
2) sporządzić opisy w formie ustalonej wraz z nauczycielem podczas wprowadzenia do
ćwiczenia,
3) dokonać prezentacji wykonania ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− komputery z dostępem do sieci LAN, oprogramowaniem do obróbki grafiki i biurowym,
− poradnik dla ucznia i pozycje z biblioteczki podręcznej pracowni,
− zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
Ćwiczenie 2
Określ, jakie jednostki pływające przedstawione są na poniższych ilustracjach:
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić na podstawie charakterystycznych cech i sklasyfikować przedstawione jednostki,
2) ustalić nazwy dla rozpoznanych jednostek, korzystając z materiałów porównawczych,
3) w oparciu o różne źródła informacji sporządzić ich krótką charakterystykę,
4) dokonać prezentacji rezultatów ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− komputery z dostępem do sieci LAN,
− poradnik dla ucznia i pozycje z biblioteczki podręcznej pracowni,
− zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić podstawowe kryteria podziału statków?  
2) sklasyfikować statki ze względu na przeznaczenie, napęd i konstrukcję?  
3) rozpoznać statki o różnym przeznaczeniu i konstrukcji?  
4) scharakteryzować działalność instytucji klasyfikacyjnych?  
5) wymienić najważniejsze instytucje klasyfikacyjne?  
6) scharakteryzować działalność IMO?  
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
4.2. Elementy teorii okrętu
4.2.1. Materiał nauczania
Pływalność statku
Pływalnością nazywamy zdolność do utrzymywania się statku na powierzchni wody.
Zjawisko pływalności opisuje powszechnie znane prawo Archimedesa.
O zachowaniu się statku (podobnie jak innych ciał) decyduje wypadkowa przeciwnie
skierowanych sił: siły ciężkości i siły wyporu. Jeżeli ciężar statku jest mniejszy od siły wyporu,
statek będzie pływał; w przypadku równowagi sił, statek będzie utrzymywał się na wodzie
w danym położeniu (na przykład na pewnej głębokości, jak zanurzona jednostka podwodna),
natomiast jeżeli ciężar statku przewyższy siłę wyporu, statek zatonie. Ewentualność taka może
być następstwem uszkodzenia kadłuba i wdarcia się do jego wnętrza znacznej ilości wody, której
ciężar nadmiernie powiększy ciężar statku.
Rys. 5. Wpływ relacji pomiędzy ciężarem statku a siłą wyporu na pływalność [7]
Zapas pływalności, jaki powinien posiadać statek, nosi nazwę wolnej burty.
Wolna burta jest to mierzona na owrężu (w połowie długości statku pomiędzy pionami)
pionowa odległość między górną krawędzią pokładu a wodnicą ładunkową.
W normalnych warunkach eksploatacyjnych statek jest załadowany w stopniu, który
zapewnia zapas pływalności pozwalający na bezpieczną żeglugę.
Zapas ten można określić przez porównanie całkowitego ciężaru statku (wraz z ładunkiem,
zapasami itd.) z maksymalnym dopuszczalnym dla niego ciężarem wynikającym z przepisów
o niezatapialności.
Prostą metodą określenia zapasu pływalności jest obserwacja położenia znaku wolnej burty
(znaku Plimsolla). Znak ten jest nanoszony na burtę według przepisów instytucji klasyfikacyjnej,
którą identyfikują umieszczone na nim inicjały (AB – American Bureau of Shipping, BV –
Bureau Veritas, GL – Germanischer Lloyd, LR – Lloyd's Register, NV – Det Norske Veritas, PR
– Polski Rejestr Statków).
Linia przechodząca przez środek koła oznacza letnią linię ładunkową. Z prawej strony koła
znajduje się podziałka, zawierająca linie ładunkowe odpowiadające:
− wodzie słodkiej w tropiku (TF),
− wodzie słodkiej (F),
− wodom tropikalnym (T),
− sezonowi letniemu (S),
− sezonowi zimowemu (W).
Różnice pomiędzy położeniem poszczególnych linii wynikają ze zmiany gęstości wody
w zależności od jej temperatury i zasolenia, co rzutuje na zmianę zanurzenia statku przy tym
samym jego ciężarze.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Statek może być zanurzony maksymalnie do górnej krawędzi linii odpowiadającej strefie,
w której się znajduje. Podział świata na strefy i czas obowiązywania zimy i lata w niektórych
z tych stref jest określony w załączniku do międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych.
Znaki wolnej burty mogą nieco się różnić w zależności od przepisów towarzystwa
klasyfikacyjnego, wielkości statku, rodzaju przewożonego ładunku. Dla zapewnienia trwałości
elementy znaku są napawane na poszyciu kadłuba.
Rys. 6. Przykładowe znaki Plimsolla: a) wg ABS (TF – woda słodka w tropiku, F – woda słodka, T – wody
tropikalne, S – sezon letni, W – sezon zimowy), b) wg PRS (TS – woda słodka w tropiku, S – woda
słodka, T – wody tropikalne, L – sezon letni, Z – sezon zimowy, ZAP – sezon zimowy dla
Północnego Atlantyku) [6, 7].
Miarą siły wyporu statku jest jego wyporność, czyli ciężar wody wypartej przez zanurzoną
część kadłuba natomiast miarą siły ciężkości – jego ciężar całkowity.
Obie te wielkości są podawane w tonach i służą powszechnie do określania wielkości statku.
Stateczność statku
Pod pojęciem stateczności należy rozumieć zdolność statku wychylonego z położenia
równowagi do powrotu w położenie początkowe po ustąpieniu sił, które to zakłócenie
równowagi wywołały.
W trakcie normalnej eksploatacji statek pływa bez przechyłu (w stanie równowagi).
Przechył (pomijając sytuację takie, jak prowadzenie przeładunku, podawanie paliwa lub
balastowanie niesymetryczne), jest zwykle spowodowane działaniem sił zewnętrznych,
wywołanych wiatrem, falowaniem lub dużym wychyleniem steru przy znacznej prędkości.
Jeżeli siły powodujące przechył narastają powoli i nie powodują występowania znacznych
wartości przyspieszeń, przechył taki określa się jako statyczny, natomiast wówczas, gdy
przechyłom towarzyszą znaczne przyspieszenia (np. w wyniku gwałtownego uderzenia wiatru),
określa się go jako dynamiczny.
W związku z powyższym rozpatruje się stateczność statyczną i dynamiczną statku.
Stateczność statyczna opisuje zachowanie się statku przy niewielkich kątach przechyłu (do 10°),
natomiast dynamiczna przy dynamicznym działaniu sil przechylających i większych kątach
przechyłu.
Należy w tym miejscu zastrzec, że problem zapewnienia stateczności, kluczowy dla
bezpiecznego prowadzenia żeglugi, znajduje się w centrum uwagi odrębnej dziedziny wiedzy
okrętowej, jaką jest teoria okrętu, a pełna jego analiza wymaga operowania skomplikowanym
aparatem matematycznym. W tym miejscu zatem zagadnienia te zostaną przedstawione
w sposób uproszczony, w zakresie niezbędnym dla określenia podstawowych zasad oceny
stateczności.
Statek stanowi jednolitą konstrukcję, której środek ciężkości G znajduje się w pewnej
odległości nad stępką K. Oznaczmy tę odległość jako KG. W trakcie eksploatacji statku
położenie środka ciężkości ulega zmianie w zależności od stanu załadowania (środek ciężkości
a) b)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
obniża się, gdy ładunek zostanie przyjęty nisko, podnosi się natomiast np. po załadunku na
pokład górny).
Ciężar statku jest równoważony siłą wyporu. Środkiem wyporu jest środek ciężkości
zanurzonej części kadłuba statku F, wzniesiony ponad stępką na wysokość KF.
Rys. 7. Układ sił oddziaływujących na kadłub statku w przechyle [8]
Na statku nie przechylonym środek ciężkości i środek wyporu leżą w płaszczyźnie symetrii.
W trakcie przechyłu środek ciężkości nie zmienia swego położenia, natomiast środek
wyporu przemieszcza się (dla małych kątów przechyłu) po łuku, zmieniając swoje położenie
zależnie od kształtu zanurzonej części kadłuba. Wektor siły wyporu tworzy z płaszczyzną
symetrii statku kąt równy kątowi przechyłu. Przedłużenie wektora siły wyporu (niezależnie od
wartości kąta przechyłu) przecina płaszczyznę symetrii zawsze w tym samym punkcie, zwanym
metacentrum (M). Odległość GM pomiędzy środkiem ciężkości a metacentrum nosi nazwę
wysokości metacentrycznej i jest równa:
KGKMGM −= ,
przy czym KM ujęte jest w tablicach przygotowanych przez konstruktorów, uwzględniających
każdy stan załadowania danego statku, zaś KG jest obliczane przez starszego oficera
z uwzględnieniem wszystkich przyjętych na statek ciężarów i położenia ich środków ciężkości.
Należy zaznaczyć, że właśnie do obowiązków starszego oficera należy przeprowadzenie
odpowiednich obliczeń i przedstawienie ich do zaakceptowania kapitanowi, tak aby statek
w każdym stanie załadowania spełniał wymagania instytucji klasyfikacyjnej dotyczące
stateczności. Obliczenia takie pozwalają na ocenę stateczności w momencie wyjścia z portu
załadunkowego oraz przyjścia do portu przeznaczenia (z uwzględnieniem zużycia zapasów, czyli
paliwa, wody słodkiej itd., co zwykle pogarsza stateczność statku).
Wysokość metacentryczna jest najprostszym miernikiem stateczności statku przy małych
kątach przechyłów (stateczności statycznej).
Można wyróżnić trzy stany równowagi statku:
− stałą,
− chwiejną,
− obojętną.
Normalna, bezpieczna eksploatacja statku możliwa jest jedynie przy pierwszej z nich, gdy
metacentrum znajduje się powyżej środka ciężkości (wartość wysokości metacentrycznej jest
dodatnia) a przy przechyle statku występuje moment prostujący, przywracający go do pozycji
pionowej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
Rys. 8. Położenie środka ciężkości, środka wyporu i metacentrum dla stanu równowagi stałej,
chwiejnej i obojetnej [7]
M – metacentrum, G – środek ciężkości, F – środek wyporu zanurzonej części kadłuba.
W przypadku, gdy statek znajduje się w równowadze chwiejnej (metacentrum leży poniżej
środka ciężkości, a więc wartość wysokości metacentrycznej jest ujemna), odchylenie się statku
od pionu spowoduje natychmiastowe jego przewrócenie się. W przypadku równowagi obojętnej
środek ciężkości i metacentrum pokrywają się, a statek po wytrąceniu z położenia równowagi
pozostanie w stałym przechyle.
Należy zaznaczyć, iż duży wpływ na stan równowagi statku posiadają płyny znajdujące się
w zbiornikach paliwowych, balastowych, ładunkowych itd. O ile zbiornik nie jest całkowicie
napełniony, występuje w nim zjawisko swobodnych powierzchni cieczy, które obniża wysokość
metacentryczną statku i w niektórych stanach załadowania może zagrozić jego stateczności.
Dlatego w obliczeniach statecznościowych jest uwzględniana poprawka na swobodne
powierzchnie, zaś jedną z zasad bezpieczeństwa jest utrzymywanie zbiorników, w miarę
możliwości, albo pustych, albo całkowicie napełnionych.
Na wzburzonym morzu statki podlegają działaniu sił zewnętrznych (falowanie, wiatr)
powodujących nieraz znaczne przechyły i zachowanie się statku w takich warunkach zależy od
spełnienia kryteriów stateczności dynamicznej.
Obliczenia konieczne do oceny stateczności dynamicznej są bardziej skomplikowane
i polegają na określeniu wielkości ramienia pary prostującej, czyli odległości wektorów pary sił
(ciężaru i wyporu). Jak pamiętamy, para sił jest stanowi moment, który w tym wypadku
nazwiemy momentem prostującym.
Rys. 9. Zmiana wielkości ramienia prostującego przy zmianie kąta przechyłu [8]
Analizując krzywą ramion momentów prostujących widzimy, iż ramię momentu przy
zwiększaniu kąta przechyłu najpierw rośnie, a następnie maleje; poza punktem, w którym osiąga
wartość zerową moment prostujący staje się momentem przechylającym, powodującym
wywrócenie się statku.
Krzywe ramion w istotny sposób zależą od wysokości metacentrycznej (a w praktyce od
zanurzenia statku). Im wyższa wartość GM, tym wyższe są wartości ramion prostujących dla
tych samych kątów przechyłu oraz tym większy jest zakres krzywej, co oznacza, że statek może
podlegać większym przechyłom bez ryzyka wywrócenia się (rys. 10.).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Rys. 10. a) Krzywa ramion momentów prostujących. b) Krzywe ramion
momentów prostujących dla różnych wartości GM [8]
Nie oznacza to jednak, że wartość wysokości metacentrycznej należy maksymalizować za
wszelką cenę, gdyż wiąże się z nią również okres kołysania się statku. Ze wzrostem GM okres
kołysania ulega skróceniu, natomiast ze zmniejszaniem – wydłużeniu. Z kolei im krótszy jest
okres kołysania się statku, tym większe są szybkości kątowe i przyspieszenia, jakim podlegają
elementy konstrukcji statku oraz mocowania ładunku.
Nadmierna wysokość metacentryczna może spowodować zatem tak wielkie siły
bezwładności, oddziaływujące na system mocowania ładunku, iż ulegnie on zniszczeniu.
Wysokość metacentryczna powinna zatem być dobierana w sposób optymalny, przez
staranne rozmieszczenie ładunku w przestrzeni ładunkowej. Niekiedy celowo pozostawia się
swobodne powierzchnie w zbiornikach, w celu "zmiękczenia statku", czyli obniżenia jego
wysokości metacentrycznej. Wziąć należy również pod uwagę, że wysokość metacentryczna
ulega zmianom nie tylko w trakcie operacji przeładunkowych w porcie, ale także w czasie
podróży morskiej, np. z powodu zużycia paliwa, wody słodkiej, przebalastowania itd.
Rozmieszczanie ładunku odbywa się w oparciu o dokumentację statecznościową, zaś
odpowiednich wyliczeń dokonuje się na współczesnych statkach przy pomocy komputera
pokładowego.
Poza rozmieszczeniem zasadnicze znaczenie dla zapewnienia stateczności ma
zabezpieczenie ładunków przed możliwością przemieszczania się.
Szczególne zagrożenie dla stateczności ze strony ładunku dotyczy statków poziomego
ładowania (ro-ro, con-ro, promów).
a)
b)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Przyczynami takiego stanu rzeczy są:
− przewóz znacznej części ładunku na pokładach otwartych,
− szczególne utrudnienie, jakie sprawia mocowanie ładunków tocznych,
− posiadanie przez pojazdy resorów, utrudniające ich sztywne zamocowanie,
− niewłaściwe zasztauowanie (załadowanie) i zamocowanie ładunku wewnątrz kontenerów
lub pojazdów,
− nieznane, a często zbyt wysokie położenie środka ciężkości ładunku w pojeździe,
− minimalizacja czasu postoju statku w porcie, nie sprzyjająca dobremu zamocowaniu
ładunku.
W niesprzyjających warunkach pogodowych wypadki zerwania się ładunków tocznych nie
są odosobnione. Zerwanie się nawet jednego pojazdu powoduje często reakcję lawinową, gdyż
pod wpływem jego nacisku lub uderzenia pękają mocowania kolejnych pojazdów, które wskutek
kołysania się statku przesuwają się na jedną burtę, pogłębiając przechył, co może doprowadzić
do utraty stateczności przez statek ro-ro w ciągu kilku minut.
Duże zagrożenie dla stateczności statku niesie transport ładunków drobnicowych, zwłaszcza
trudnych do mocowania: tzw. sztuk ciężkich i wyrobów walcowanych.
Sztuki ciężkie są to zazwyczaj duże gabarytowo i mające znaczny ciężar jednostkowy
konstrukcje, maszyny lub urządzenia wymagające specjalnego zamocowania. Ponieważ są to
jednostki nieznormalizowane, mocowanie ich wymaga w każdym przypadku zastosowania innej
metody.
Wyroby walcowane, ze względu na niski tzw. współczynnik sztauerski, powodują pełne
wykorzystanie nośności statku przy niewielkim tylko wykorzystaniu kubatury przestrzeni
ładunkowej (zajmują jedynie niewielką wysokość nad dnem wewnętrznym statku), mają więc
nisko położony środek ciężkości. Co za tym idzie, załadowany nimi statek jest bardzo
"sztywny", czyli ma krótki okres kołysań. Skutkiem tego jest występowanie znacznych
przyspieszeń, a więc i sił działających na mocowania ładunku, przy czym właśnie mocowanie
wyrobów walcowanych ze stali i innych metali stanowi największą trudność.
Zerwanie się mocowań i przesunięcie ciężkiego ładunku na jedną burtę powoduje znaczny
przechył, który jest bardzo trudny do zniwelowania przy użyciu balastów. Stateczność statku
ulega w efekcie znacznemu pogorszeniu.
Źródłem specyficznych zagrożeń dla stateczności są ładunki masowe. W przypadku ziarna
przewożonego luzem problem stanowi jego podatność na osiadanie i przesypywanie się nawet
przy niewielkich stosunkowo kątach przechyłu, co powoduje przemieszczenie się jego środka
ciężkości, a zatem również zmianę położenia środka ciężkości statku i uzyskanie przez statek
przechyłu stałego. Przy maksymalnym wykorzystaniu nośności nie ma możliwości
zniwelowania przechyłu przy pomocy balastów. Z uwagi na zagrożenie występujące przy
transporcie ziarna, jest on regulowany szczegółowymi przepisami międzynarodowymi. Starszy
oficer przed wyjściem w morze wykonuje dokładne obliczenia wielkości stałego przechyłu, jaki
w konkretnym stanie załadowania może wystąpić wskutek przesypania się ziarna. Jeśli
wyliczony przechył przekracza wartości dopuszczalne, wówczas wymagane jest np. położenie na
wierzch ziarna luzem kilku warstw ładunku workowanego. W niektórych sytuacjach przepisy
wymagają budowy specjalnych grodzi przesypowych lub zasobników pozwalających na
uzupełnienie wolnej przestrzeni w ładowniach, powstałej wskutek osiadania ziarna w trakcie
podróży. Innym stosowanym rozwiązaniem jest ułożenie na powierzchni ziarna pewnie
zamocowanej podłogi z desek, brezentu itd.
Każdy statek, na którym przewidywany jest przewóz ziarna luzem, powinien posiadać
przygotowaną przez konstruktorów i zatwierdzoną przez instytucję klasyfikacyjną "Informację
o stateczności przy przewozie ziarna luzem". Pozwala ona na szybką ocenę zgodności danego
stanu załadowania z wymaganiami przepisów.
Innym zagrożeniem dla stateczności jest wilgoć zawarta w niektórych ładunkach masowych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
(np. koncentratach niektórych rud, miale węglowym). Zbyt duża ilość wilgoci powoduje, iż
w czasie transportu morskiego ładunek taki może zachowywać się jak gęsta substancja płynna,
która przemieszczając się na jedną z burt powoduje pogłębiający się przechył i w końcu utratę
stateczności. Aby zapobiec podobnym wypadkom, przepisy międzynarodowe wymagają
przedstawienia kapitanowi przed przystąpieniem do załadunku wyników ekspertyzy zawierającej
dane o stwierdzonej i dopuszczalnej zawartości wilgoci w danym ładunku.
Niezatapialność statku
Niezatapialnością nazywamy zdolność do utrzymywania się statku, przy zachowaniu
stateczności, na powierzchni wody po zatopieniu jednego lub kilku przedziałów wskutek
uszkodzenia poszycia kadłuba.
Napływ wody do kadłuba w efekcie uszkodzenia powoduje zwiększanie się zanurzenia
statku aż do momentu, gdy poziomy wody w ładowni i za burtą nie wyrównają się. Jeśli zapas
pływalności jest wystarczająco duży, statek utrzyma się na powierzchni.
Niezatapialność statku jest osiągana przez zastosowanie zabezpieczeń konstrukcyjnych,
organizacyjno-technicznych oraz przez walkę ludzi ze skutkami awarii.
Głównym sposobem realizacji zabezpieczeń konstrukcyjnych jest zapewnienie statkowi
odpowiedniego zapasu pływalności i stateczności przez podział kadłuba na wodoszczelne
przedziały, wyposażone w urządzenia do pomiaru ilości wody oraz instalacje osuszające
i wyrównawcze.
Elementami takiego podziału są: grodzie poprzeczne, dno podwójne, podwójne burty
i grodzie wzdłużne.
Poprzeczne grodzie wodoszczelne rozciągają się od burty do burty i od dna zewnętrznego do
pokładu ciągłego, noszącego nazwę pokładu grodziowego. Pierwsza od dziobu grodź poprzeczna
nosi nazwę grodzi zderzeniowej. Ma ona zapobiegać zalaniu leżących za nią przedziałów
w przypadku kolizji.
Prostopadle do grodzi poprzecznych przebiegają grodzie wzdłużne. Ich zastosowanie ma
jednak tę wadę, że powoduje niesymetryczne zatopienie przedziałów wodoszczelnych
w przypadku rozszczelnienia kadłuba, co w konsekwencji wywołuje znaczny przechył,
zmniejszający awaryjną wolną burtę. Aby tego uniknąć, w niektórych konstrukcjach statków
stosowane są stałe połączenia przedziałów oraz zbiorników burtowych, dzięki czemu
jednoczesnemu zalaniu ulegają np. zbiorniki z obu burt, nie powodując przechyłu statku.
Podwójne burty i podwójne dno zabezpieczają wnętrze statku przed zalaniem wodą
w przypadku uszkodzenia poszycia zewnętrznego, a w przypadku zbiornikowców chronią
również środowisko przed zanieczyszczeniem na skutek wycieku przewożonego ładunku.
Przepisy wymagają, aby statek po częściowym zatopieniu (jednego, dwóch lub trzech
przedziałów) nie stracił stateczności i pływalności. Mówimy więc odpowiednio, iż statek posiada
niezatapialność jedno-, dwu-, czy trzyprzedziałową; przykładowo, niezatapialność
dwuprzedziałowa oznacza, iż statek w dowolnym stanie załadowania może utrzymać się na
wodzie po zalaniu dwóch sąsiadujących ze sobą przedziałów.
Ze względów ekonomicznych i funkcjonalnych wiele statków, zwłaszcza małych, nie
posiada niezatapialności, gdyż dzielenie i tak niewielkiej przestrzeni na kilka wodoszczelnych
przedziałów mogłoby doprowadzić do zatracenia przez statek możliwości spełniania głównego
zadania, czyli przewożenia ładunków.
W takich przypadkach na etapie konstruowania dąży się do tego, aby budowa statku
zapewniała, iż w stanie uszkodzonym będzie on tonął bez nadmiernego przechyłu
i przegłębienia, ponieważ utrata stateczności (przewrócenie się statku) następuje błyskawicznie,
często nie dając załodze szansy na ratunek, natomiast utrata pływalności (tonięcie statku)
następuje zwykle na tyle wolno, aby załoga zdążyła go opuścić.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaki jest warunek pływalności statku?
2. Co oznacza pojęcie wolnej burty?
3. W jaki sposób oznacza się letnią linię ładunkową?
4. Co oznacza pojęcie stateczności statycznej statku?
5. Jak zachowuje się statek w stanie stateczności chwiejnej?
6. Jaki jest warunek stateczności statycznej?
7. W jaki sposób zmienia się krzywa ramion momentów prostujących wraz ze zmianą kąta
przechyłu?
8. Jakie negatywne skutki wynikają z nadmiernej wysokości metacentrycznej?
9. Jakie zagrożenia dla stateczności statku wiążą się z transportem ziarna?
10. Który z członków załogi statku odpowiada za prawidłowe rozmieszczenie ładunku?
11. Za pomocą jakiego rozwiązania konstrukcyjnego osiąga się niezatapialność statku?
12. Co oznacza niezatapialność trójprzedziałowa?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie przepisów klasyfikacyjnych i konwencji międzynarodowych określ zakres
wymagań co do niezatapialności statków określonych klas.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w przepisach klasyfikacyjnych wymagania stawiane statkom poszczególnych klas,
wskazanych przez nauczyciela,
2) uściślić zakres wymagań w oparciu o przepisy konwencji SOLAS,
3) sporządzić na arkuszu papieru podaniowego notatkę, uwzględniającą: znak klasy, opis klasy
i szczegółowe wymagania w zakresie niezatapialności,
4) dokonać prezentacji wykonania ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich,
− konwencja SOLAS,
− papier podaniowy i przybory piśmienne.
Ćwiczenie 2
Zapoznaj się z dokumentacją statecznościową statku.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zawartością dokumentacji statecznościowej otrzymanej od nauczyciela,
2) odszukać w dokumentacji statecznościowej elementy wymienione w wymaganiach
stawianych przez przepisy klasyfikacyjne,
3) sporządzić w zeszycie przedmiotowym notatkę, opisującą formę i zawartość
poszczególnych elementów dokumentacji statecznościowej,
4) przygotować się do dyskusji podsumowującej ćwiczenie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
Wyposażenie stanowiska pracy:
− „Informacja o stateczności”,
− przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich,
− zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) wyjaśnić pojecie pływalności i podać warunek jej zapewnienia?  
2) ocenić stan załadowania statku na podstawie znaku wolnej burty?  
3) wyjaśnić pojęcie stateczności statycznej i warunek jej zapewnienia?  
4) wyjaśnić pojecie stateczności dynamicznej i warunki jej zapewnienia?  
5) wyjaśnić pojęcie niezatapialności i sposoby jej osiągania?  
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
4.3. Elementy konstrukcji kadłuba
4.3.1. Materiał nauczania
Geometria kadłuba
Opis kształtu kadłuba poprzedźmy określeniem jego tzw. wymiarów głównych (rys. 11.).
Z wymiarów długości najważniejszymi są:
− długość całkowita cL , czyli największą długość kadłuba okrętu bez części wystających poza
jego zarys,
− długość między pionami ppL , czyli odległość między pionem dziobowym i rufowym; pion
rufowy (PR) to prosta prostopadła do wodnicy konstrukcyjnej poprowadzona przez oś
trzonu sterowego, natomiast pion dziobowy (PD) to prosta prostopadła poprowadzona na
dziobie przez najbardziej skrajny punkt wodnicy konstrukcyjnej.
Z wymiarów szerokości najważniejszymi są:
− szerokość całkowita cB , czyli największa szerokość kadłuba okrętu,
− szerokość konstrukcyjna B, czyli szerokość maksymalna podwodzia, tzn. części
teoretycznego kadłuba okrętu poniżej płaszczyzny pływania w konstrukcyjnym stanie
pływania (konstrukcyjny stan pływania to stan pływania przewidywany dla okrętu
o projektowanym załadowaniu).
Rys. 11. Wymiary główne kadłuba [8]
Dla dalszego opisu geometrii kadłuba należy określić 4 tzw. płaszczyzny odniesienia
kadłuba (rys. 12.).
Pierwszą z nich jest płaszczyzną symetrii, czyli pionową płaszczyzna, poprowadzona
umownie przez kadłub w kierunku od dziobu do rufy.
Statek załadowany, na spokojnej wodzie, zanurza się do drugiej z płaszczyzn, wymienionej
wcześniej tzw. wodnicy konstrukcyjnej (tożsamej z letnią wodnicą ładunkową) prostopadłej do
płaszczyzny symetrii.
Płaszczyzna poprowadzona w połowie odległości pomiędzy dwoma pionami, prostopadła do
wodnicy konstrukcyjnej i do płaszczyzny symetrii nosi nazwę płaszczyzny owręża, natomiast
owręże to obrys kadłuba w tej płaszczyźnie. Płaszczyzna równoległa do wodnicy konstrukcyjnej
i poprowadzona przez dolną krawędź owręża nosi nazwę płaszczyzny podstawowej
(bez wgłębiania się w szczegóły konstrukcyjne można przyjąć w uproszczeniu, że płaszczyzna
podstawowa przechodzi przez stępkę statku).
Wysokość boczna H jest to wysokość kadłuba mierzona pomiędzy płaszczyzną podstawową
a linią pokładu przy burcie w płaszczyźnie owręża (rys 11.).
Zanurzenie konstrukcyjne T jest to zanurzenie najniższego punktu podwodzia
w płaszczyźnie owręża. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że są statki (np. holowniki, statki
rybackie) mające nachyloną stępkę i różne zanurzenie dziobu i rufy (tzw. przegłębienie).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
W takich wypadkach określa się zanurzenia dziobu i rufy (odpowiednio DT i RT ) jako
odległości mierzone na odpowiednich pionach między górną krawędzią stępki a wodnicą
konstrukcyjną.
Rys. 12. Płaszczyzny odniesienia.
1 – płaszczyzna symetrii, 2 – wodnica konstrukcyjna, 3 – plaszczyzna
owręża, 4 – owręże, 5 – płaszczyzna podstawowa [7]
Ponieważ kształty kadłuba są na ogół bardzo skomplikowane i trudno byłoby przedstawić je
za pomocą funkcji matematycznych, określa się je graficznie na rysunku zwanym liniami
teoretycznymi.
Dla linii teoretycznych przyjmuje się 3 wzajemnie prostopadłe płaszczyzny odniesienia:
Rys. 13. Kadłub statku w prostokątnym ukladzie współrzędnych.[8]
− symetrii xz;
− owręża yz;
− podstawową xy,
a następnie wykonuje się przekroje kadłuba szeregiem płaszczyzn równoległych do
płaszczyzn odniesienia, otrzymując w ten sposób:
− wzdłużnice, czyli linie przecięcia powierzchni teoretycznego kadłuba okrętu
z płaszczyznami wzdłużnicowymi (równoległymi do płaszczyzny symetrii), którymi są
płaszczyzny prostopadłe do osi y układu konstrukcyjnego osi kadłuba,
− wrężnice, czyli linie przecięcia teoretycznego kadłuba okrętu z płaszczyznami
wrężnicowymi (równoległymi do płaszczyzny owręża), którymi są płaszczyzny prostopadłe
do osi x układu konstrukcyjnego osi kadłuba;
− wodnice, czyli linie przecięcia powierzchni teoretycznego kadłuba okrętu z płaszczyznami
wodnicowym (równoległymi do płaszczyzny podstawowej), którymi są płaszczyzny
prostopadłe do osi z układu konstrukcyjnego osi kadłuba.
Na rysunku linii teoretycznych kadłub przedstawia się z reguły zwrócony dziobem w prawo.
Kształty kadłuba stalowego określają zewnętrzne krawędzie wręgów. Ilość przekrojów
wzdłużnicowych nie jest ściśle określona i wynosi od 2, 3 do kilkunastu, zależnie od szerokości
statku. Ich odstęp ustala się albo dzieląc połowę szerokości kadłuba na równe części, albo
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
w określonych odległościach (np. co 1 lub 2 metry). Niegdyś numerowało się je cyframi
rzymskimi, poczynając od płaszczyzny symetrii, obecnie stosuje się przeważnie oznaczenia za
pomocą cyfr arabskich, określające ich odległość od płaszczyzny symetrii.
Rys. 14. Linie teoretyczne kadłuba [5]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Wrężnice (zwane wręgami teoretycznymi) otrzymuje się dzieląc długość między pionami na
10 lub 20 (zależnie od długości statku) równych części i prowadząc przekroje w miejscach
podziału. Ze względu na skomplikowane kształty dziobu i rufy z reguły stosuje się w tych
częściach kadłuba tzw. wrężnice połówkowe, dzieląc dodatkowo na pół odstęp między
normalnymi wrężnicami. Wrężnice oznacza się kolejnymi cyframi arabskimi, poczynając od
pionu rufowego, który otrzymuje znak 0. Niekiedy kreśli się dodatkowe wrężnice (nr 20,5 i 21)
dla odwzorowania kształtu dziobu statku w części znajdującej się przed pionem dziobowym.
Kształty wrężnic obrazuje się na płaszczyźnie owręża, którą na rysunku umieszcza się
niekiedy w przekroju owręża na tle wzdłużnic.
Ze względu na symetrię kadłuba wrężnice wykreśla się tylko dla jednej burty, obrazując po
lewej stronie przekroju na owrężu obrysy wrężnic rufowych, po prawej zaś wrężnic dziobowych.
Przekroje wodnicowe rozmieszcza się na ogół w określonych, równych odstępach (np. dla
większych statków co 1 m). Dawniej oznaczało się je kolejnymi cyframi arabskimi, poczynając
od płaszczyzny podstawowej, obecnie oznaczane są przez podanie (wyrażonej w metrach)
odległości od płaszczyzny podstawowej. Ze względu na symetrię wodnic względem płaszczyzny
symetrii kadłuba wykreśla się je tylko dla jednej burty.
W celu zwiększenia dokładności odwzorowania kształtów kadłuba na rysunku linii
teoretycznych stosuje się niekiedy jeszcze jeden rodzaj przekrojów półpłaszczyznami
prostopadłymi do płaszczyzn wrężnicowych i nachylonymi względem płaszczyzn
wzdłużnicowych pod kątem nieprostym. Otrzymane w ten sposób linie przecięcia
z powierzchnią teoretycznego kadłuba okrętu noszą nazwę ukośnic. Na rysunku umieszczane są
one po drugiej stronie rzutu wodnic i oznaczane kolejnymi małymi literami alfabetu łacińskiego,
poczynając od ukośnicy najniższej. Ich liczba i rozmieszczenie zależy najczęściej od
wzajemnego układu wrężnic i wodnic.
W związku z powyższym na rysunku kadłuba wyróżnia się cztery zasadnicze rzuty:
− rzut na płaszczyznę symetrii, zwany profilem, na którym wrężnice i wodnice występują jako
linie proste,
− rzut na płaszczyznę podstawową, zwany rysem wodnic, na którym wrężnice i wzdłużnice
występują jako linie proste,
− rzut na płaszczyzny ukośnic, zwany rysem ukośnic, na którym wrężnice występują jako linie
proste,
− rzut na płaszczyznę owręża, zwany rysunkiem wrężnic, na którym wodnice i wzdłużnice
występują jako linie proste.
Nie trzeba dodawać, że współcześnie kreślenie linii teoretycznych wykonuje się
komputerowo z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania wspierającego
projektowanie.
Kształty kadłubów okrętowych, nawet w wypadku zbliżonych wymiarów głównych, mogą
się bardzo między sobą różnić.
Różnice te (wynikające najczęściej z własności nawigacyjnych, oporowych, możliwości
ładunkowych, jakie powinien posiadać statek określonego typu) znajdują odbicie w wartościach
stosunków wymiarów głównych i współczynników pełnotliwości.
Najczęściej poddaje się analizie następujące stosunki wymiarów głównych:
− stosunek długości do szerokości L/B, który ma duży wpływ na wielkość oporów stawianych
przez statek przy pływaniu, a tym samym na prędkość; w miarę wzrostu stosunku L/B opory
ruchu maleją i rośnie prędkość, natomiast pogarsza się zwrotność i stateczność,
− stosunek szerokości do zanurzenia B/T, który ma duże znaczenie dla stateczności
początkowej i dla wielkości oporów w czasie pływania; jego zwiększenie powoduje
polepszenie stateczności początkowej, ale jednocześnie powoduje wzrost oporów,
− stosunek długości do wysokości bocznej L/H, który ma duże znaczenie dla wytrzymałości
wzdłużnej statku.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Współczynniki pełnotliwości są to stosunki określonych objętości i pól (rys. 15).
Współczynnik pełnotliwości kadłuba δ jest to stosunek objętości zanurzonej części kadłuba
V do objętości prostopadłościanu o wymiarach HBL ⋅⋅ . W wypadku stosowania długości
między pionami ( ppL ) oznacza się go symbolem ppδ :
HBL
V
⋅⋅
=δ ,
HBL
V
pp
pp
⋅⋅
=δ .
Współczynnik ten informuje o smukłości kadłuba i ma zasadniczy wpływ na prędkość
okrętu. Im większa ma być prędkość, tym smuklejszy powinien być kadłub, czyli tym mniejszy
musi być współczynnik pełnotliwości. Znając wartość współczynnika pełnotliwości kadłuba
i wymiary główne, można obliczyć objętość zanurzonej części kadłuba:
δ⋅⋅⋅= HBLV .
Współczynnik pełnotliwości przekroju wodnicowego α jest to stosunek pola przekroju
wodnicowego zF do pola opisanego na nim prostokąta:
BL
Fz
⋅
=α .
Od wartości tego współczynnika zależy prędkość i stateczność okrętu.
Współczynnik pełnotliwości przekroju wrężnicowego β jest to stosunek pola zanurzonej
części przekroju wrężnicowego xF do pola opisanego na nim prostokąta:
TB
Fx
⋅
=β .
Rys. 15. Współczynniki pełnotliwości: a) kadłuba, b) przekroju wodnicowego, c) przekroju wrężnicowego [8]
Ciężar statku pustego jest to ciężar kadłuba całkowicie wyposażonego w sprzęt i urządzenia
niezbędne do jego eksploatacji, bez zapasów (paliw, olejów, woda słodkiej), balastu i ładunku.
Nośność jest to maksymalny ciężar, jaki statek może przyjąć na burtę w ramach
największego dopuszczalnego zanurzenia. Nośność obejmuje ładunek oraz wszelkie zapasy,
balast, załogę wraz z jej rzeczami osobistymi itp. Określa się ją skrótem DWT (deadweight
tonnage) i podaje w tonach.
Pojemności statku w przeszłości wyrażana była w tzw. tonach rejestrowych. Tona
rejestrowa jest równa 100 stopom sześciennych, czyli 2,83 m3
. Rozróżniano przy tym:
− pojemność rejestrową brutto (BRT – brutto register tonnage), czyli objętość wszystkich
zamkniętych pomieszczeń na statku,
b) c)
a)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
− pojemność rejestrową netto (NRT – net register tonnage), czyli objętość pomieszczeń
przeznaczonych do przewozu ładunku i pasażerów.
Obecnie, dla określenia pojemności statku stosuje się, podawane w liczbach
niemianowanych:
− pojemność brutto (GT – gross tonnage),
− pojemność netto (NT – net tonnage).
Elementy konstrukcyjne kadłuba
Konstrukcja statku jest uzależniona od funkcji jaką ma on spełniać, a zwłaszcza:
− ładunków jaki ma przewozić,
− przepisów klasyfikacyjnych dotyczących danego typu statków,
− rejonu pływania,
− sposobu eksploatacji,
jednak rozwiązania konstrukcyjne różnych statków cechuje znaczne podobieństwo.
Główne części konstrukcji statku to kadłub i ustawione na nim nadbudówki.
Kadłub statku towarowego dzieli się na część ładunkową (ładownie lub zbiorniki), przedział
siłowni, dziób oraz rufę. Podział ten uzyskuje się przez zastosowanie grodzi wodoszczelnych
poprzecznych i wzdłużnych.
Kadłub ma konstrukcję szkieletową wykonaną ze stalowych kształtowników tworzących
wzdłużny, poprzeczny lub mieszany układ wiązań (wzmocnień).
Rys. 16. Układy wiązań kadluba: a) poprzecznych, b) wzdłużnych [7]
Statki małe (krótkie) budowane są z wykorzystaniem poprzecznego układu wiązań
(w którym istotną rolę odgrywa poszycie kadłuba), który dobrze przenosi obciążenia lokalne.
Na statkach większych konieczne jest wykorzystanie mieszanego układu wiązań, zaś na
statkach największych układu wiązań wzdłużnych. Zaletą zastosowania wiązań mieszanych
i wzdłużnych jest zwiększenie wytrzymałości kadłuba, a zwłaszcza podniesienie odporności na
skręcanie i zginanie. Elementami wiązań poprzecznych są:
− denniki, dające oparcie poszyciu dna kadłuba,
− wręgi, biegnące wzdłuż burt i przenoszące obciążenia od naporu wody i od ładunku,
− pokładniki, stanowiące podparcie dla pokładu.
Dennik, wręgi i pokładnik tworzą ramę wręgową, będącą elementem konstrukcyjnym
położonym w płaszczyźnie prostopadłej do osi podłużnej kadłuba.
Elementy wiązań wzdłużnych noszą nazwę wzdłużników. Rozróżnia się przy tym:
− wzdłużniki burtowe, umieszczone na różnych wysokościach wzdłuż burt, poza stykiem
burty z pokładem lub dnem,
− wzdłużniki denne, biegnące na różnych szerokościach wzdłuż dna,
− wzdłużniki obłowe, umieszczone na styku burty z dnem,
− wzdłużniki pokładnikowe, biegnące wzdłuż styku burty z pokładem,
a) b)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
− wzdłużniki pokładowe, biegnące pod powierzchnią pokładu.
Poszycie kadłuba wykonuje się ze stosunkowo cienkiej (rzadko przekraczającej grubość
40 mm) powłoki blach.
Rys. 17. Konstrukcja części dziobowej statku: 1 – poszycie burty, 2 – gródź zderzeniowa, 3 – usztywnienie grodzi,
4 – pokład dziobówki, 5 – kluza łańcuchowa, 6 – pokład główny, 7 – pokładnik wzmocniony skrajnika,
8 – przestrzeń dziobówki, 9 – nadburcie dziobówki, 10 – wzmocniony wręg skrajnika, 11 – wzdłużnuik
dodatkowy skrajnika, 12 – dziobnica spawana, 13 – gródź przelewowa, 14 – komory łańcuchowe,
15 – platforma, 16 – tunel steru strumieniowego, 17 – gruszka dziobowa, 18 – przydziobnicowa blacha
nadburcia, 19 – skrajnik dziobowy [7]
Część dziobowa to przednia część statku, znajdująca się przed przednią grodzią
zderzeniową. Dziobnica (stewa dziobowa), stanowiąca najbardziej wysunięty element kadłuba,
wykonana jest zwykle z profilu odlanego ze staliwa lub też jest spawana z odpowiednio
ukształtowanych, grubych blach. Do dziobnicy dospawanie są blachy poszycia dziobu.
Na dziobowej części pokładu głównego ustawiona jest na większości statków konstrukcja
zwana nadbudówką dziobową (dziobówką). Przestrzeń w nadbudówce dziobowej, zamknięta od
góry pokładem nadbudówki, jest wykorzystywana na pomieszczenia gospodarcze i mieści
magazynki oraz urządzenia zasilające windy, stery strumieniowe itp.
Poniżej pokładu głównego znajdują się komory łańcucha kotwicznego oraz, znajdujący się
przed grodzią przednią, skrajnik dziobowy (zbiornik balastowy, rzadziej zbiornik wody
słodkiej), który sięga aż do stępki statku.
Dolna część dziobu uformowana w kształcie tzw. gruszki, poprawiającej charakterystykę
hydrodynamiczną przedniej części kadłuba, przez co zmniejsza jego opory, a więc zwiększa
szybkość i zmniejsza zużycie paliwa.
Wzmocniona konstrukcja dziobu (zagęszczenie denników, wzdłużników i innych
elementów wiązań) powoduje, iż dziób, ulegając w trakcie zderzenia zniszczeniu, wchłania
większość energii towarzyszącej ewentualnej kolizji, chroniąc przed uszkodzeniem i zalaniem
bardziej wrażliwą część ładunkową statku.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Rys. 18. Budowa przedniej grodzi zderzeniowej: 1 – denny wzdłużnik środkowy, 2 – poszycie
burty, 3 – wręg burtowy, 4 – środkowa gródź ramowa, 5 – wiązar grodzi,
6, 7 – wzmocnienia grodzi, 8 – węzłowka pozioma, 9 – komory łańcuchowe [7]
Przestrzeń statku znajdująca się pomiędzy grodzią zderzeniową a grodzią przedziału siłowni
(zazwyczaj znajdującą się na wysokości przedniej ściany nadbudówki) jest przeznaczona do
przewozu ładunków. Na statkach do przewozu ładunków suchych jest ona podzielona przez
grodzie poprzeczne i wzdłużne na ładownie, natomiast na statkach do przewozu ładunków
płynnych i gazowych na zbiorniki ładunkowe. Ponadto w części tej znajdują się zbiorniki
balastowe, paliwowe, koferdamy (puste przestrzenie), pompownie itd.
Grodzie dzielą wewnętrzną przestrzeń kadłuba na przedziały wodoszczelne w sposób
wyznaczony przepisami instytucji klasyfikacyjnych; ich ilość i rozmieszczenie wynika
z przepisów o niezatapialności.
W zasadzie odległości między grodziami są jednakowe, niekiedy jednak stosowane są na
przemian ładownie krótkie i długie, i wówczas odstępy międzygrodziowe są różne.
Powszechnie stosowane są obecnie grodzie profilowane (faliste), cechujące się wysoką
wytrzymałością.
Na statkach poziomego ładowania, na których ze względów operacyjnych budowa grodzi
poprzecznych jest niewskazana, zastępowane są one szczelnymi pokładami, zapewniającymi
podział kadłuba na wodoszczelne przedziały poziome. O ile jednak w przestrzeni ładunkowej
grodzie występują, są one wyposażone w wielkie, wodoszczelne drzwi grodziowe, pozwalające
na płynny przeładunek pojazdów.
Rozwiązania przestrzeni ładunkowej na różnych typach statków różnią się między sobą.
Cechą charakterystyczną ładowni masowców jest brak grodzi wzdłużnej (występuje ona
niekiedy w formie szczątkowej) oraz brak charakterystycznych dla drobnicowców
międzypokładów. Dno wewnętrzne w pobliżu obła jest natomiast pochylone, co ułatwia
zsypywanie się ładunku w końcowej fazie wyładunku, upraszczając i przyspieszając tę operację.
W tak powstałej przestrzeni mieszczą się obłowe zbiorniki balastowe. Pod pokładem
umieszczone są z kolei balastowe zbiorniki szczytowe. W stanach balastowych, gdy statek jest
bardzo "sztywny" (ma dużą wysokość metacentryczną i krótki okres kołysań) ich napełnienie
pozwala na pewne wydłużenie okresu kołysań. Z kolei przy lżejszych ładunkach masowych,
wypełniających niemal całe ładownie, ograniczają możliwość przesypywania się ładunku.
Niekiedy w zbiornikach tych mieszczą się również tunele komunikacyjne.
Na statkach o pełnym otwarciu ładowni i na masowcach o podwójnej burcie występują
w przestrzeni ładunkowej grodzie wzdłużne, stanowiące wewnętrzną ścianę ładowni. Są one
gładkie (elementy wiązań znajdują się wewnątrz zbiorników burtowych), ale mogą zawierać
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
elementy niezbędne dla mocowania określonego ładunku (np. umieszczone we wnękach
pierścienie mocujące, prowadnice kontenerów itp.). W podwójnych burtach mieszczą się
również zbiorniki balastowe oraz tunele komunikacyjne.
Rys. 19. Ładownie: a) masowca z pojedynczą burtą, b) masowca z podwójną burtą, c) kontenerowca
z prowadnicami kontenerów: 1 – wzdłużna zrębnica ładowni, 2 – węzłówka zrębnicy
ładowni, 3 – wzdłużnik pokładowy, 4 – wręg ramowy, 5 – pokładnik wzdłużny, 6 – wręgi
burtowe wzdłużne, 7 – wręg burtowy, 8 – poszycie zewnętrzne kadłuba, 9 – węzłówka
dolna wręgu, 10 – wzdłużne usztywnienie obła, 11 – studzienka zęzowa, 12 – wzdłużnik
denny, 13 – dennik ramowy, 14 – wręg ramowy, 15 – tunel środkowy, 16 – stępka,
17 – denny wzdłużnik boczny, 18 – poszycie dna wewnętrznego, 19 – poszycie dna
zewnętrznego, 20 – wzdłużnik zbiornika obłowego, 21 – zbiornik obłowy, 22 – obłowy pas
poszycia, 23 – wzdłużnik burtrowy, 24 – zbiornik szczytowy [7]
Z kolei ładownie drobnicowca są wyposażone najczęściej w 1 lub 2 międzypokłady, które
pozwalają na racjonalne rozmieszczenie ładunków przewożonych pomiędzy wieloma portami
załadunkowymi i wyładunkowymi oraz chronią delikatne ładunki przed koniecznością zbyt
wysokiego piętrzenia. Międzypokłady te są zamykane pokrywami lukowymi.
Na samochodowcach liczba międzypokładów dochodzi do 11, a nawet 13. Niekiedy
stosowane są na nich dodatkowe międzypokłady podwieszane lub opuszczane.
Przestrzeń ładunkową na zbiornikowcach stanowią zbiorniki ładunkowe, mające na
współcześnie budowanych statkach ściany gładkie (elementy wzmacniające i usztywniające
konstrukcję znajdują się w dnie podwójnym, w podwójnych burtach lub pokładzie), co
znacznym stopniu upraszcza ich mycie. Na chemikaliowcach i produktowcach zbiorniki
wykonywane są często ze stali nierdzewnej.
a) b)
c)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Cechą charakterystyczną konstrukcji kadłuba współcześnie budowanych statków jest dno
podwójne. Sięga ono od burty do burty i obejmuje obło burtowe. W dnie podwójnym znajdują
się zbiorniki balastowe, paliwowe oraz tunele, którymi biegną rurociągi balastowe, zęzowe,
ładunkowe, itd.
Rys. 20. Budowa dna podwójnego: 1 – wzdłużnik środkowy, 2 – wręg wzdłużny dna
wewnętrznego, 3 – wzdłużnik denny boczny, 4 – otwór ulżeniowy,
5 – płyta obłowa, 6 – krzywizna obła , 7 – burta statku, 8 – wzdłużnik
denny dna zewnętrznego, 9 – poszycie dna zewnętrznego, 10 – dennik,
11 – poszycie dna wewnętrznego, 12 – studzienka zęzowa [7]
Dno podwójne ma zróżnicowaną wysokość, przy czym najwyższe jest zwykle w części
dziobowej i rufowej statku.
W siłowni, poza zbiornikami znajdującymi się w dnie podwójnym, jest ono jedynie
przykryte luźnymi płytami stalowymi, przestrzeń pod którymi to tzw. zęzy maszynowe,
natomiast w pozostałych rejonach statku stanowi element konstrukcji sztywnej kadłuba.
Układ wiązań dna podwójnego składa się z belek ułożonych wzdłuż i w poprzek statku.
W płaszczyźnie symetrii statku biegnie wzdłużnik środkowy, łączący stewę dziobową i rufową.
Po jego obu stronach umieszczone są boczne wzdłużniki denne, zaś poprzecznie do nich
przebiegają denniki.
Poza dennikami będącymi ścianami zbiorników i wykonanymi jako pełne, pozostałe
posiadają wycięte otwory ulżeniowe i komunikacyjne. Umożliwiają one dostęp do przestrzeni
pomiędzy poszyciem zewnętrznym a wewnętrznym dla przeprowadzenia czyszczenia
i konserwacji oraz pozwalają na swobodne przelewanie się cieczy.
W dnie podwójnym rozmieszczone są włazy do zbiorników i koferdamów o pokrywach
wpuszczanych w dno wewnętrzne.
W narożnikach ładowni usytuowane są studzienki zęzowe, również wpuszczone w dno
podwójne i zawierające kosze ssawne systemu zęzowego. W nich zbiera się woda, która
przedostała się do ładowni i z nich jest usuwana przy pomocy pompy zęzowej.
Część ładunkowa statku ograniczona jest przednią grodzią siłowni.
Od tyłu przedział siłowni zamyka gródź rufowa (rys. 21.), za którą znajduje się rufa statku
(rys. 22.) z koszem rufowym, skrajnikiem rufowym oraz tylnicą. Skrajnik rufowy jest
zbiornikiem wody słodkiej lub balastowej, umieszczonym za grodzią rufową ponad wałem
śrubowym, wychodzącym przez pochwę wału. Tylnica (stewa rufowa) jest to odlew staliwny lub
konstrukcja spawana, zawierająca wyjście wału napędowego i stanowiąca zawieszenie dla steru,
natomiast kosz rufowy to charakterystyczna, wysunięta część konstrukcji rufy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Rys. 21. Gródź rufowa z końcówką wału: 1 – dennik skrajnika rufowego, 2 – wał
śruby napędowej, 3 – pomieszczenie maszyny sterowej, 4 – wręg
burtowy, 5 – pokład główny, 6 – pokład rufówki, 7 – gródź rufowa,
8 – usztywnienia grodzi, 9 – węzłówka [7]
Pokład statku podlega znacznym obciążeniom, wynikającym z pracy kadłuba na fali, faktu
przewożenia na nim (w przypadku drobnicowców, kontenerowców) ładunku o znacznym
ciężarze oraz zalewania przez masy wody podczas pogody sztormowej. W konstrukcji pokładu
wyróżnia się wzmocnienia w postaci pokładników i wzdłużników. Dodatkowymi
wzmocnieniami są zrębnice lukowe, stanowiące obramowanie luków ładunkowych, na których
spoczywają pokrywy lukowe, oraz fundamenty, na których zamontowane są windy kotwiczne,
cumownicze, żurawiki łodziowe oraz urządzenia przeładunkowe. Kolumny podpierające pokład
noszą nazwę pilersów. Na współczesnych statkach handlowych stosuje się niemal wyłącznie
pokłady stalowe.
Rys. 22. Budowa rufy w rejonie stewy rufowej: 1 – stewa rufowa (tylnica),
2 – skrajnik rufowy, 3 – gródź rufowa, 4 – wał śrubowy,
5 – pochwa wału, 6 – kosz rufowy, 7 – stopa steru, 8 – ster,
9 – głowica zamocowania steru, 10 – okno sterowe [7]
Poszycie kadłuba to powłoka z blach pokrywająca dno, burty i pokład statku. Płaty
poszycia, podobnie jak całość konstrukcji sztywnej kadłuba, łączone są obecnie wyłącznie za
pomocą spawania.
Grubość blach poszycia zależy od wielkości statku i związanych z tym sił występujących
w czasie pracy kadłuba, ich usytuowania oraz zastosowanego układu wiązań wewnętrznych
kadłuba.
Najgrubsze blachy są stosowane na dnie statku, które narażone jest na duże naprężenia
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
zarówno w trakcie normalnej eksploatacji, jak i podczas wodowania oraz w trakcie dokowania.
Najgrubszym elementem dna statku jest biegnąca wzdłuż jego osi wzdłużnej stępka.
Poszycie burt największą grubość przyjmuje tuż przy dnie i maleje w kierunku pokładu.
Większą grubość posiada burta w miejscu zwanym mocnicą burtową, czyli połączeniu burty
i pokładu oraz w rejonach dziobu i rufy. Burty statków, posiadających klasę lodową, są ponadto
wzmocnione (przez zastosowanie odpowiednich wiązań i grubszych blach poszycia) w obrębie
tzw. pasa lodowego.
Grubość poszycia pokładu wykazuje znaczne zróżnicowanie. Blachy o największej grubości
stosowane są w rejonie luków ładunkowych.
Przedłużenie burty ponad pokład otwarty stanowi nadburcie, które zabezpiecza ludzi i sprzęt
statkowy przed wypadnięciem za burtę oraz w pewnym stopniu ogranicza napływ na pokład
wody i chroni ładunek pokładowy. Konstrukcja nadburcia umożliwia swobodny odpływ wody.
Wytrzymałość kadłuba
Statek jest konstrukcją narażoną na silne naprężenia, wynikające przede wszystkim z:
− nierównomiernego (a niekiedy nieprawidłowego) załadunku lub wyładunku,
− pracy kadłuba na fali.
Statki przyjmują do swych ładowni dziesiątki, a nawet setki tysięcy ton ładunku, przy czym
dzieje się to sekwencjami. Może więc wystąpić sytuacja, iż posiadają one duże ciężary w jednej
ładowni, podczas gdy ładownie sąsiednie, puste, mają znaczną wyporność. Na grodziach
oddzielających sąsiednie ładownie będą zatem występowały ogromne obciążenia, w postaci sił
tnących i momentów gnących, które mogą doprowadzić do poważnych uszkodzeń kadłuba,
a nawet do przełamania statku.
Rys. 23. a) Obciążenia kadłuba wynikające z nierównomiernego obciążenia przedzialów
ładunkiem. b) Zamienne wykorzystanie balastu i ładunku dla uzyskania zbliżonego
obciążenia przedziałów [7]
Z tego powodu każdy duży statek posiada specjalnie przygotowany przez konstruktorów
program ładowania, który ustala kolejność i ilość ładunku, jaki może być przyjęty
w poszczególnych sekwencjach do każdej ładowni, aby nie dopuścić do przekroczenia naprężeń
dopuszczalnych.
Trudniejsze do uniknięcia są szkody, jakich kadłub statku może doznać na fali oceanicznej.
Co prawda statki są projektowane tak, aby wytrzymały bardzo duże obciążenia, niemożliwe
jednak jest przewidzenie warunków ekstremalnych, jakie w ciągu swej eksploatacji statek może
napotkać.
Szczególnym zagrożeniem dla wytrzymałości statku jest poruszanie się kursem
b)
a)
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
prostopadłym do fal o długości równej długości statku, jakie nierzadko spotyka się podczas
żeglugi oceanicznej.
Rys. 24. Obciążenia zginające kadłub na grzbiecie i w dolinie
fali o długości równej długości statku [8]
Dlatego też żegluga w obszarach pogody sztormowej wymaga szczególnej ostrożności,
przejawiającej się w szczególności odpowiednio wczesnym rozpoczęciem sztormowania.
Sztormowanie polega na redukcji szybkości lub zmianie kursu, koniecznymi dla zmniejszenia
skutków niekorzystnego oddziaływania na kadłub warunków zewnętrznych.
Zjawiskiem szczególnie niebezpiecznym dla kadłuba jest tzw. slamming, czyli twarde
uderzenia części dziobowej lub rufowej statku o falę. W jego wyniku następują silne wstrząsy
i długotrwałe wibracje kadłuba, powodujące zmęczenie i pękanie elementów konstrukcji
kadłuba.
Materiały konstrukcyjne stosowane w budowie statków
Podstawowym materiałem, z którego wykonywane są kadłuby okrętowe, jest stal okrętowa,
dzieląca się według sposobu produkcji na stal walcowaną, kutą i odlewaną, czyli staliwo.
Największy udział wśród wyrobów stalowych mają wyroby walcowane (blachy
i kształtowniki), stanowiące fabrykat stosowany na wiązania i poszycie. Staliwo i stal kuta
używane bywają na nieliczne elementy kadłuba, jak dziobnica i tylnica.
Stal okrętowa musi spełniać wymagania:
− technologiczne, wynikające ze stosowanych w budowie kadłuba metod technologicznych,
− wytrzymałościowe, wynikające z warunków pracy konstrukcji kadłuba.
Wymagania te obejmują własności mechaniczne, skład chemiczny i sposób wytwarzania
stali.
Metody technologiczne (spawanie) wymagają stosowania stali walcowanych
drobnoziarnistych, o niskiej zawartości węgla, odtlenionych manganem i krzemem
i uspokojonych aluminium, poddanych wyżarzaniu normalizującemu.
Z warunków obciążenia i pracy konstrukcji wynikają wymagania wytrzymałościowe, przede
wszystkim: granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, a także udarność (szczególnie
w niskich temperaturach, zapobiegająca tzw. kruchemu pękaniu).
Jakość stali okrętowej jest przedmiotem szczególnej uwagi instytucji klasyfikacyjnych,
a przepisy jej dotyczące są bardzo szczegółowe (przykładowo w Przepisach Klasyfikacji
i Budowy Statków Morskich Polskiego Rejestru Statków zagadnienia te reguluje część IX
„Materiały i spawanie”). Fabrykaty ze stali okrętowej podlegają odbiorowi jakościowemu
inspektora instytucji klasyfikacyjnej u wytwórcy (w hucie), po którym podlegają trwałemu
ocechowaniu znakiem instytucji i otrzymują odpowiednie świadectwo (atest).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Instytucje klasyfikacyjne poszczególnych krajów formułują własne przepisy dla określenia
jakości stali kadłubowych, jednak różnice występujące w tych przepisach są stosunkowo
niewielkie, gdyż wymagania określane są w oparciu o wzajemne uzgodnienia, niezbędne ze
względu na współpracę przemysłu okrętowego różnych krajów.
Dzielą zatem instytucje klasyfikacyjne stale kadłubowe na dwie grupy wytrzymałości:
− stal zwykłą,
− stal o podwyższonej wytrzymałości (PW).
Każda z grup dzielona jest na kategorie jakości, przy czym w poszczególnych kategoriach
stale nie różnią się zwykle granicą plastyczności i wytrzymałością na rozciąganie, natomiast
odmienny jest ich skład chemiczny, udarność, sposób odtleniania lub obróbka cieplna.
Przykładowo, przepisy PRS wyróżniają stale zwykłe o kategoriach A, B, D i E oraz stale
PW o kategoriach AH32, AH36, AH40, DH32, DH36, DH40, EH32, EH36, EH40, FH32, FH36,
FH40, przy czym litera H stanowi oznaczenie stali PW, natomiast liczba (32, 36, 40) oznacza
najmniejszą dopuszczalną granicę plastyczności Re (odpowiednio: 315, 355 i 390 MPa).
Zależnie od rodzaju wiązania przepisy wymagają stosowania określonej kategorii stali.
Na bardziej odpowiedzialne wiązania i fragmenty poszycia stosuje się wyższe kategorie stali,
charakteryzujące się z reguły wyższą udarnością i odpornością na kruche pękanie. W wyborze
kategorii stali odgrywa również rolę grubość elementu, bowiem im grubsza blacha, tym mniejsza
jest jej odporność na działanie karbu oraz gorsza spawalność. Ponadto im niższa temperatura
w przewidywanym rejonie eksploatacji statku, tym wyższa kategoria stali powinna zostać użyta
do jego wykonania.
Rys. 25. Przykład doboru kategorii stali i grubości blach na poszycie burt [13]
Blachy okrętowe wytwarzane są przez huty w typoformatach, określonych przez grubość,
szerokość i długość.
Grubość produkowanych blach jest stopniowana co 0,5 mm dla blach cienkich (do 10 mm),
co 1 mm dla blach o średnich grubościach (10÷20 mm), co 2 mm dla blach o grubościach od
22 mm do 32 mm oraz co 4 mm dla blach o grubościach powyżej 32 mm.
Arkusze blach mają znormalizowaną szerokość 1000÷3500 mm (mniejsze szerokości mają
blachy cieńsze, a większe – blachy grubsze) stopniowaną co 250 mm. Długości arkuszy sięgają
18 metrów, przy czym istnieje tendencja do zwiększania formatów, zwłaszcza blach grubszych,
z uwagi na wzrost wielkości budowanych kadłubów. Ograniczeniem w tym względzie są
możliwości transportowe oraz wyposażenie techniczne stoczni, np. w urządzenia transportu
wewnętrznego.
Spośród wielu rodzajów kształtowników walcowanych największe zastosowanie w budowie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
kadłuba mają:
− kątowniki nierównoramienne,
− teowniki,
− płaskowniki łebkowe (łebkowniki).
W mniejszym stopniu wykorzystywane są również: kątowniki równoramienne, ceowniki,
dwuteowniki, profile specjalne, pręty okrągłe i półokrągłe oraz rury bez szwu.
Rys. 26. Profile stalowe gorącowalcowane, stosowane w budowie
okrętów: kątownik równoramienny, kątownik
nierównoramienny, teownik, płaskownik łebkowy,
dwuteownik, ceownik [11]
Staliwo, używane w budowie kadłuba w postaci odlewów tylnic, dziobnic, a także
wsporników wałów, trzonów i ram sterowych jest, podobnie jak stal walcowana, objęte ścisłymi
wymaganiami przepisów instytucji klasyfikacyjnych. Staliwne odlewy poddawane są z reguły
obróbce cieplnej. Elementy kadłuba po obróbce podlegają spawaniu. W prefabrykacji i montażu
kadłuba znajduje zastosowanie wyłącznie spawanie elektryczne, wykonywane takimi metodami
jak:
− spawanie automatyczne pod topnikiem (łukiem krytym),
− spawanie półautomatyczne drutem pełnym lub rdzeniowym w osłonie gazowej
(MIG/MAG),
− spawanie elektrodą otuloną.
Proces spawania regulują przepisy instytucji klasyfikacyjnych, obejmujące:
− certyfikację materiałów spawalniczych (materiały spawalnicze wymagają uznania instytucji
klasyfikacyjnej, które jest jednoznaczne z nadaniem im określonej kategorii, informującej
m.in. o własnościach wytrzymałościowych, takich jak np. udarność w niskich
temperaturach, oraz o własnościach technologicznych np. dopuszczonych pozycjach
spawania),
− zasady doboru kategorii materiałów spawalniczych do wykonania połączeń materiałów
konstrukcyjnych określonej kategoriach,
− przebieg procesu technologicznego (prace spawalnicze w obrębie kadłuba mogą wykonywać
wyłącznie spawacze posiadający uprawnienia danego towarzystwa, uzyskane w wyniku
pozytywnie zdanego egzaminu),
− zakres i sposób kontroli spoin.
Po montażu stalowy kadłub okrętu podlega konserwacji, wykonywanej za pomocą
najczęściej trójwarstwowych powłok malarskich, wykonanych z zastosowaniem specjalnych farb
okrętowych. Zagadnienia dotyczące malowania kadłuba zostaną szczegółowo omówione
w kolejnej jednostce modułowej.
Do budowy kadłubów mniejszych jednostek stosowane są również stopy aluminium
i laminaty. O ile zastosowanie stopów aluminium do budowy kadłubów ma charakter
ograniczony ze względu na cenę tego materiału, jak również postęp technologiczny w zakresie
wytwarzania kadłubów z laminatów, o tyle dość powszechnie stosowane są one do budowy
nadbudówek, ze względu na znaczne oszczędności ciężarowe, dzięki czemu uzyskuje się
obniżenie położenia środka ciężkości, a tym samym poprawienie stateczności statku. Aluminium
jako materiał niemagnetyczny jest również doskonałym tworzywem na konstrukcję nadbudówki
w rejonie kompasu magnetycznego.
Stopy aluminium stosowane w okrętownictwie zawierają magnez i niewielką ilość manganu,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
nie mogą natomiast zawierać domieszek miedzi ze względu na podatność na korozję
międzycząsteczkową, jaka wystąpiłaby pod wpływem działania wody morskiej oraz soli
zawartej w powietrzu.
Materiały walcowane z tych stopów (płyty i profile), poddawane są zwykle procesom
uodporniania powierzchni przeciw korozji m.in. przez anodowanie drogą utleniania
elektrolitycznego lub pokrywanie cienką warstewką kadmu lub cynku.
Łączenie elementów konstrukcji aluminiowych odbywa się głównie za pomocą spawania
w osłonie gazów szlachetnych, na przykład argonu, lub za pomocą elektrod.
Połączenia konstrukcji aluminiowych z konstrukcją stalową muszą być izolowane za
pomocą przekładek, zapobiegających bezpośredniemu zetknięciu się obu metali, dla uniknięcia
utworzenia się ogniwa galwanicznego, a w rezultacie szybkiego zniszczenia konstrukcji
w wyniku korozji elektrochemicznej.
Laminaty poliestrowo-szklane jako tworzywa konstrukcyjne do budowy kadłuba są
stosowane w okrętownictwie od około 50 lat i wykazują liczne zalety w porównaniu
z klasycznymi materiałami (drewnem, stopami aluminium i stalą):
− są lekkie (ich gęstość jest ok. pięciokrotnie mniejsza niż gęstość stali),
− cechują się wysoką wytrzymałością (zwłaszcza udarnością),
− nie wymagają konserwacji (są całkowicie odporne na korozję, gnicie lub niszczenie przez
robactwo),
− zapewniają całkowitą szczelność kadłuba,
− nie wymagają tak pracochłonnych procesów technologicznych, jak stal i aluminium,
− umożliwiają prowadzenie budowy w małych stoczniach o skromnym wyposażeniu, przez
personel o stosunkowo niskich kwalifikacjach,
− pozwalają na uzyskanie wysokiej gładkości poszycia kadłuba,
− umożliwiają nadanie jednostce nowoczesnych kształtów (pozwalają na formowanie
dowolnych krzywizn),
− cechują się wysokim stopniem tłumienia wibracji i hałasu,
− cechują je dobre własności izolacyjne i niemagnetyczność.
Do budowy kadłubów w największym zakresie stosuje się laminaty na bazie żywic
poliestrowych, zbrojone tkaninami szklanymi i matami szklanymi.
Dodać należy, że konstrukcja kadłuba z laminatu jest zasadniczo różna od kadłuba
metalowego, m.in. często nie występują w niej tradycyjnie rozumiane wiązania.
Niniejszy przegląd nie obejmuje oczywiście wszystkich materiałów stosowanych
w okrętownictwie, ponieważ materiały do budowy elementów wyposażenia okrętowego nie
odbiegają zasadniczo od tych stosowanych w innych dziedzinach techniki.
Zbiorniki i ich sondowanie
Ze względów eksploatacyjnych statek wyposażony jest w dużą ilość (do kilkudziesięciu)
zbiorników.
Zbiorniki statkowe sklasyfikować można ze względu na:
− konstrukcję,
− rozmieszczenie,
− przeznaczenie.
Pod względem konstrukcji zbiorniki dzielą na:
− wstawiane,
− kadłubowe.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
Rys. 27. Przykładowy układ zbiorników na statko ro-ro [7]
Zbiornikami wstawianymi są samonośne zbiorniki ładunkowe na gazowcach, nie związane
sztywno z kadłubem statku. Zbiorniki kadłubowe to, dla przykładu, zbiorniki w dnie
podwójnym.
Ze względu na rozmieszczenie dzielimy zbiorniki na:
− zbiorniki dna podwójnego,
− zbiorniki obłowe,
− zbiorniki w skrajnikach,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
− zbiorniki wysokie,
− zbiorniki podpokładowe.
Zbiorniki dna podwójnego mieszczą się między dnem wewnętrznym a zewnętrznym i są
ograniczone szczelnymi dennikami i wzdłużnikami. Skrajniki zajmują przestrzeń od jednego
z górnych pokładów do (najczęściej) stępki przed przednią grodzią zderzeniową i za grodzią
rufową. Zbiorniki wysokie sięgają od dna do jednego z pokładów i rozciągać się mogą od burty
do burty. Zbiorniki podpokładowe (szczytowe) zajmują przestrzeń pomiędzy burtami
i pokładem.
Ze względu na przeznaczenie zbiorniki dzielimy na:
− balastowe,
− wody słodkiej,
− paliwa ciężkiego,
− paliwa lekkiego,
− olejów,
− ładunkowe,
− specjalnego przeznaczenia (np. stabilizacyjne, przeciwprzechyłowe).
Zbiorniki balastowe stanowią liczną grupę zbiorników, zwłaszcza na statkach poziomego
ładowania, na których prowadzony niesymetrycznie przeładunek wymaga dużych i szybkich
operacji balastowych. Na bieżąco niewielkie przechyły mogą być likwidowane przy pomocy
automatycznych pomp systemu przeciwprzechyłowego, które z dużą wydajnością
przepompowują wodę pomiędzy wyodrębnionymi burtowymi zbiornikami balastowymi
(zbiornikami przeciwprzechyłowymi). Przy większym przechyle konieczne staje się jednak
uruchomienie dodatkowo zbiorników właściwego systemu balastowego.
Kolejnym zadaniem zbiorników balastowych jest poprawienie stateczności statku. Przyjęcie
wody balastowej do nisko położonych zbiorników służy zwiększeniu wysokości metacentrycznej
statku.
W sytuacji odwrotnej, gdy załadowane dolne ładownie i pusty pokład otwarty powodują
nadmierną stateczność, ("usztywnienie" statku) w celu zmniejszenia występujących w takiej
sytuacji nadmiernych przyspieszeń, niebezpiecznych dla konstrukcji statku, napełnia się
podpokładowe zbiorniki balastowe.
Na statkach poziomego ładowania, w celu zmniejszenia przyspieszeń groźnych dla
zamocowań ładunku, stosuje się system stabilizacyjny, oparty o np. zbiornik typu FLUME.
Działanie systemu polega na zakłóceniu normalnych przechyłów statku na fali przez opóźnienie
przepływu wody pomiędzy zbiornikami balastowymi, znajdującymi się na obu burtach,
w stosunku do przechyłów statku. Opóźnienie przepływu uzyskuje się dzięki zastosowanie
przewężeń w rurociągach łączących zbiorniki. W rezultacie okres kołysań statku ulega
wydłużeniu, natomiast ich amplituda – zmniejszeniu. Zbiorniki takie są zwykle umieszczane
w pobliżu owręża i są to zbiorniki wysokie, biegnące od burty do burty. Pozostałe zbiorniki
balastowe znajdować się mogą we wszystkich innych miejscach, tzn. zarówno w skrajnikach, jak
i w dnie podwójnym, oble dennym i podwójnych burtach statku.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
Rys. 28. Podpokładowy zbiornik balastowy: 1 – pokrętło zaworu
odcinającego, 2 – zamknięcie rury sondażowej, 3 – właz,
4 – gródź wzdłużna, 5 – gródź przednia, 6 – wiązania
kadłuba, 7 – gródź tylna, 8 – kosz ssawny, 9 – burta [7]
Zbiorniki paliwa ciężkiego (dla silnika głównego) są umieszczane głównie w dnie
podwójnym, ale niekiedy przeznacza się do tego celu również zbiorniki wysokie. Zbiorniki te
wyposażone są w system grzewczy (z reguły parowy), konieczny z uwagi na dużą gęstość paliwa
ciężkiego, uniemożliwiającą jego transport przy niskiej temperaturze.
Zbiorniki paliwa lekkiego umieszczane są głównie w dnie podwójnym (rzadziej w burtach);
a niektóre z nich znajdują się w obrębie siłowni. Zbiorniki paliwa lekkiego nie wymagają
systemu grzewczego.
W siłowni znajdują się ponadto zbiorniki oleju smarnego.
Zbiorniki wody słodkiej znajdują się zwykle w rufowej części kadłuba. W celu zapewnienia
odpowiednich standardów czystości wody wymagają pokrycia ścian wewnętrznych specjalnymi
rodzajami farb.
Przestrzeń ładunkową zbiornikowców stanowią zbiorniki ładunkowe. W zależności od typu
ładunku, są one wykonane z odpowiedniego gatunku stali (np. nierdzewnej lub kwasoodpornej)
i mają odpowiednie wyposażenie np.:
− urządzenia do mycia,
− urządzenia do napełniania gazem neutralnym,
− system grzania ładunku, bezpośredni (za pomocą wężownic grzewczych umieszczonych
wewnątrz zbiornika) lub pośredni (w koferdamach sąsiadujących ze zbiornikiem).
Elementami wyposażenia zbiorników są ponadto, stosownie do potrzeb:
− rurociągi do napełniania i rurociągi ssawne,
− pompy,
− włazy i schodnie,
− urządzenia odpowietrzające,
− rury sondażowe,
− urządzenia do pomiaru stopnia zapełnienia,
− urządzenia do pomiaru temperatur,
− alarmy wysokiego i niskiego poziomu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
Rys. 29. Budowa i wyposażenioe zbiornika ładunkowego na chemikaliowcu: 1 – wzdłużna
gródź falista, 2 – wężownice grzewcze ładunku, 3 – rurociąg opadowy do załadunku
i cyrkulacji ładunku, 4 – poprzeczna gródź falista, 5 – schodnia, 6 – właz, 7 – rurociąg
odpowietrzenia i wentylacji zbiornika, 8 – radarowy miernik poziomu, 9 – alarm
wysokiegio stanu, 10 – wlot instalacji do mycia zbiornika, 11 – pompa głębinowa [7]
W związku z rozwojem automatyki okrętowej ręczne sondowanie zbiorników odgrywa
coraz mniejszą rolę. Miejsce sond ręcznych zajęły czujniki poziomu cieczy (np. radarowe,
ultradźwiękowe) włączone do obwodów pomiarowo-kontrolnych, sygnalizacyjnych albo
automatycznego sterowania i regulacji; wypracowane przez takie czujniki sygnały umożliwiają
albo prowadzenie napełniania bądź opróżniania zbiorników bez udziału człowieka
(jak w opisanej wcześniej instalacji przeciwprzechyłowej), bądź pozwalają na zdalny odczyt
niezbędnej informacji (o stanie zapełnienia, osiągnięciu poziomów alarmowych) w czasie
rzeczywistym (np. z mostka zintegrowanego). Tym niemniej sondowanie ręczne jest stosowane
jako główna lub rezerwowa metoda sondowania.
Identyfikację zbiorników ułatwiają znajdujące się przy wszystkich wylotach sondażowych
tabliczki rozpoznawcze. Wyprowadzenia przewodów umieszczane są ponad zbiornikami, a ich
lokalizacja zależy m.in. od przeznaczenia zbiornika, np. wyprowadzenia przewodów
pomiarowych zbiorników paliwa ciężkiego lub olejów mogą znajdować się w siłowni lub
w tunelu wału, natomiast wyprowadzenia przewodów pomiarowych zbiorników paliwa lekkiego
ze względów bezpieczeństwa znajdują się na pokładzie otwartym. Na pokład otwarty
wyprowadza się również rury pomiarowe z innych zbiorników, nad którymi nie ma
odpowiednich pomieszczeń do ich umieszczenia oraz rury pomiarowe na statkach pasażerskich.
Sondę pomiarową, w postaci płaskownika pomiarowego o długości 1 metra, wsuwa się do
przewodu pomiarowego, po uprzednim otwarciu jego wylotu. Zabezpieczenie wylotu może
stanowić:
− kurek samozamykający, stosowany na wylotach przewodów pomiarowych zbiorników
paliwa ciężkiego i wody słodkiej,
− przykręcana pokrywa stosowana jako zamknięcie przewodów pomiarowych
wyprowadzonych na pokład otwarty,
− nakręcany korek, stosowany w przypadku otworów do sondowania umieszczonych
w przewodach odpowietrzających.
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14

More Related Content

What's hot

Wykonywanie protez szkieletowych
Wykonywanie protez szkieletowych Wykonywanie protez szkieletowych
Wykonywanie protez szkieletowych
Dawid Bogocz
 
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
Kamil Kiełczewski
 
4. Udzielanie pierwszej pomocy
4. Udzielanie pierwszej pomocy4. Udzielanie pierwszej pomocy
4. Udzielanie pierwszej pomocyWiktor Dąbrowski
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
Kamil Kiełczewski
 
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
Lukas Pobocha
 
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
Kamil Kiełczewski
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...Wiktor Dąbrowski
 
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznejWiktor Dąbrowski
 
17
1717
17
Emotka
 
Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
  Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej   Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
Dawid Bogocz
 
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiącychWiktor Dąbrowski
 
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
Lukas Pobocha
 
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żuciaAnalizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
Dawid Bogocz
 
Wykonywanie aparatów stałych
Wykonywanie aparatów stałychWykonywanie aparatów stałych
Wykonywanie aparatów stałych
Dawid Bogocz
 
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego 25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
Lukas Pobocha
 
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
Dawid Bogocz
 
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
Dawid Bogocz
 

What's hot (20)

Wykonywanie protez szkieletowych
Wykonywanie protez szkieletowych Wykonywanie protez szkieletowych
Wykonywanie protez szkieletowych
 
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
2. Charakteryzowanie budowy, fizjologii i patologii narządu żucia.
 
4. Udzielanie pierwszej pomocy
4. Udzielanie pierwszej pomocy4. Udzielanie pierwszej pomocy
4. Udzielanie pierwszej pomocy
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
 
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
10. Wykorzystywanie różnych materiałów w elektrotechnice
 
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
14. Prowadzenie dokumentacji administracyjnej
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
 
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej
9. Prowadzenie dokumentacji stomatologicznej
 
6
66
6
 
17
1717
17
 
Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
  Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej   Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
Rozpoznawanie materiałów stosowanych w technice dentystycznej
 
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących
18. Prowadzenie edukacji prozdrowotnej dla kobiet w ciąży i karmiących
 
5
55
5
 
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
20. Montowanie zabezpieczeń w instalacji elektrycznych
 
6
66
6
 
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żuciaAnalizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
Analizowanie budowy, fizjologii i patofizjologii narządu żucia
 
Wykonywanie aparatów stałych
Wykonywanie aparatów stałychWykonywanie aparatów stałych
Wykonywanie aparatów stałych
 
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego 25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
25. Eksploatowanie układów napędowych z maszynami prądu przemiennego
 
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożar...
 
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
Wykonywanie obturatorów i protez natychmiastowych
 

Similar to 14

11
1111
11
Emotka
 
11
1111
11
Emotka
 
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
kamil132
 
13
1313
13
Emotka
 
17
1717
17
Emotka
 
17
1717
17
Emotka
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
Muszex
 
3.05
3.053.05
3.05
Muszex
 
Slusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uSlusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_u
Emotka
 
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
kamil132
 
18
1818
18
Emotka
 
18
1818
18
Emotka
 
16
1616
16
Emotka
 
Scalone dokumenty (20)
Scalone dokumenty (20)Scalone dokumenty (20)
Scalone dokumenty (20)
konrad konraddf
 
Lakiernik 714[03] l2.05_u
Lakiernik 714[03] l2.05_uLakiernik 714[03] l2.05_u
Lakiernik 714[03] l2.05_u
Szymon Konkol - Publikacje Cyfrowe
 
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
Emotka
 
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
Adam Osa
 
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychMagazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Sebastian Bończyk
 

Similar to 14 (20)

11
1111
11
 
11
1111
11
 
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
Wykonywanie kompleksowych napraw nadwozia
 
13
1313
13
 
17
1717
17
 
17
1717
17
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z3.05_u
 
3.05
3.053.05
3.05
 
Slusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uSlusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_u
 
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
Wykonywanie napraw wgnieceń poszycia nadwozia
 
Technik.obslugi.turystycznej 341[05] z2.04_u
Technik.obslugi.turystycznej 341[05] z2.04_uTechnik.obslugi.turystycznej 341[05] z2.04_u
Technik.obslugi.turystycznej 341[05] z2.04_u
 
18
1818
18
 
18
1818
18
 
16
1616
16
 
Technik.transportu.kolejowego 311[38] z3.02_u
Technik.transportu.kolejowego 311[38] z3.02_uTechnik.transportu.kolejowego 311[38] z3.02_u
Technik.transportu.kolejowego 311[38] z3.02_u
 
Scalone dokumenty (20)
Scalone dokumenty (20)Scalone dokumenty (20)
Scalone dokumenty (20)
 
Lakiernik 714[03] l2.05_u
Lakiernik 714[03] l2.05_uLakiernik 714[03] l2.05_u
Lakiernik 714[03] l2.05_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.05_u
 
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
21. Zarządzanie eksploatacją maszyn i urządzeń
 
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychMagazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
 

More from Emotka

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc
Emotka
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc
Emotka
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc
Emotka
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc
Emotka
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc
Emotka
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc
Emotka
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc
Emotka
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc
Emotka
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc
Emotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Emotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Emotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Emotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Emotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Emotka
 

More from Emotka (20)

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
 

Recently uploaded

Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docxOcena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
MarekPietrzyk3
 
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładu
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładuParalele czasów pogan - prezentacja do wykładu
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładu
Wiktor Szpunar
 
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptxWykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
MarekPietrzyk3
 
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptxWykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
MarekPietrzyk3
 
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami OliWolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
Fundacja Rozwoju Społeczeństwa Przedsiębiorczego
 
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docxOcena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
MarekPietrzyk3
 

Recently uploaded (6)

Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docxOcena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - magazynier, kierownik magazynu 01-02-2017.docx
 
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładu
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładuParalele czasów pogan - prezentacja do wykładu
Paralele czasów pogan - prezentacja do wykładu
 
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptxWykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
Wykład Szkolenie okresowe - instruktaż ogólny 2024.pptx
 
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptxWykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
Wykład Ochrona p.poż - prezentacja 2024.pptx
 
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami OliWolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
Wolontariat długoterminowy w Mediolanie oczami Oli
 
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docxOcena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
Ocena ryzyka - pracownik administracyjno - biurowy 01-02-2017.docx
 

14

  • 1. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Michał Sylwestrzak Rozpoznawanie elementów statku 314[03].Z1.05 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
  • 2. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 Recenzenci: mgr inż. Krzysztof Bartosik mgr inż. Ireneusz Kocoń Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Michał Sylwestrzak Konsultacja: mgr inż. Andrzej Zych Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 314[03].Z1.05 „Rozpoznawanie elementów statku”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik mechanik okrętowy. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
  • 3. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Klasyfikacja statków 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 13 4.1.3. Ćwiczenia 13 4.1.4. Sprawdzian postępów 15 4.2. Elementy teorii okrętu 16 4.2.1. Materiał nauczania 16 4.2.2. Pytania sprawdzające 23 4.2.3. Ćwiczenia 23 4.2.4. Sprawdzian postępów 24 4.3. Elementy konstrukcji kadłuba 25 4.3.1. Materiał nauczania 25 4.3.2. Pytania sprawdzające 45 4.3.3. Ćwiczenia 46 4.3.4. Sprawdzian postępów 47 4.4. Pędniki, stery i siłownie okrętowe 48 4.4.1. Materiał nauczania 48 4.4.2. Pytania sprawdzające 57 4.4.3. Ćwiczenia 57 4.4.4. Sprawdzian postępów 58 4.5. Elementy wyposażenia statku. Przeglądy i dokowanie statków 59 4.5.1. Materiał nauczania 59 4.5.2. Pytania sprawdzające 70 4.5.3. Ćwiczenia 71 4.5.4. Sprawdzian postępów 72 5. Sprawdzian osiągnięć 73 6. Literatura 78
  • 4. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 1. WPROWADZENIE Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności dotyczących rozpoznawania elementów statku. W poradniku znajdziesz: − wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, aby bez problemów opanować treści nauczania w ramach jednostki modułowej „Rozpoznawanie elementów statku”, − cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś nabyć podczas zajęć w ramach tej jednostki modułowej, − materiał nauczania, czyli niezbędne minimum wiadomości teoretycznych, wymaganych do opanowania treści jednostki modułowej, − zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś wymagane treści nauczania, − ćwiczenia, podczas których będziesz doskonalił umiejętności praktyczne w oparciu o wiedzę teoretyczną, zaczerpniętą z poradnika i innych źródeł, − sprawdzian osiągnięć, czyli przykładowy zestaw zadań i pytań; pozytywny wynik sprawdzianu potwierdzi, że dobrze wykorzystałeś zajęcia i uzyskałeś niezbędną wiedzę i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej, − wykaz literatury uzupełniającej. Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę jednostki modułowej, określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać. Nie zastępuje on ani podręczników, katalogów czy innych źródeł, ani wskazówek, instrukcji i informacji udzielanych przez nauczyciela. Na wcześniejszych etapach nauki nabyłeś wiedzę i umiejętności dotyczące podstaw konstrukcji maszyn, oraz podstawowych układów sterowania i regulacji. Wszystkie one są niezbędne dla opanowania umiejętności w niezwykle ważnym, ze względu na charakter Twoich przyszłych zadań zawodowych, module „Podstawy okrętownictwa”. W poradniku kolejno zostały przedstawione, w ramach odrębnych tematów, następujące zagadnienia: − klasyfikacja statków, − elementy teorii okrętu, − elementy konstrukcji kadłuba, − pędniki, stery i siłownie okrętowe, − elementy wyposażenia statku oraz przeglądy i dokowanie statków. Na końcu każdego tematu znajdują się pytania sprawdzające. Odpowiadając na nie, sprawdzisz stan opanowania danej partii materiału. Jeżeli stwierdzisz, że czegoś nie pamiętasz lub nie rozumiesz, powinieneś wrócić do materiału nauczania i tam znaleźć odpowiedzi na pytania, które sprawiły Ci kłopot. Wykonanie ćwiczeń, zarówno przykładowych z poradnika, jak i z pewnością wielu innych, zaproponowanych przez nauczyciela, pozwoli Ci lepiej zrozumieć i utrwalić nabytą wiedzę przez praktyczne działanie. Podsumowanie tematu stanowi sprawdzian postępów. Rozwiązuj uczciwie znajdujące się w nim zadania. Znajomość własnych słabych stron jest kluczem do nadrobienia braków. Przykładowy sprawdzian osiągnięć powinien być dobrym treningiem przed zaplanowanym przez nauczyciela sprawdzianem, podsumowującym poziom wiedzy i umiejętności nabytych przez Ciebie w ramach realizacji tej jednostki modułowej.
  • 5. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 Schemat układu jednostek modułowych w module 314[03].Z1.01 Posługiwanie się językiem angielskim zawodowym 314[03].Z1.02 Stosowanie technik ratowniczych oraz ochrony przeciwpożarowej 314[03].Z1.03 Stosowanie przepisów dotyczących prawa morskiego oraz zasad bezpiecznej eksploatacji statków 314[03].Z1.04 Stosowanie przepisów ochrony środowiska morskiego 314[03].Z1.05 Rozpoznawanie elementów statku 314[03].Z1.06 Organizowanie pracy na statku Moduł 314[03].Z1 Podstawy okrętownictwa
  • 6. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − rozróżniać, charakteryzować i dobierać materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w budowie i eksploatacji maszyn, − odwzorowywać i konstruować części maszyn, − planować technologię wykonania i wykonywać proste części maszyn za pomocą operacji obróbki skrawaniem, − wykonywać proste prace spawalnicze i elektroinstalacyjne, − posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki technicznej, − eksploatować układy elektryczne i elektroniczne, − eksploatować układy automatyki okrętowej, − korzystać z komputera, − korzystać z różnych źródeł informacji, − stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska oraz udzielać pierwszej pomocy w stanach zagrożenia życia lub zdrowia.
  • 7. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − sklasyfikować statki według ich konstrukcji, przeznaczenia, napędu, − rozróżnić statki według ich konstrukcji, przeznaczenia, napędu, − rozróżnić poszczególne elementy konstrukcyjne kadłuba statku, − określić wytrzymałość i geometrię kadłuba statku, − rozróżnić typy wiązań kadłuba, − scharakteryzować materiały konstrukcyjne stosowane w budowie statków, − dobrać materiały do budowy statków na podstawie określonych kryteriów, − wyjaśnić podstawowe prawa pływalności, stateczności i niezatapialności statku, − rozróżnić rodzaje pędników i sterów na statku, − scharakteryzować sposoby sterowania statkiem, − dobrać metody sondowania zbiorników, − wykonać sondowanie zbiorników, − rozróżnić wyposażenie pokładowe i ratownicze, − określić termin przeglądów technicznych na podstawie dokumentacji, − przygotować statek do przeglądu, − wykonać dokowanie, − skorzystać z dokumentacji konstrukcyjnej i statecznościowej.
  • 8. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Klasyfikacja statków 4.1.1. Materiał nauczania Kryteria podziału statków mogą być bardzo różne, ale najczęściej dokonuje się ich rozróżnienia ze względu na: − przeznaczenie, − rodzaj napędu, − zasięg i rodzaj żeglugi do jakiej są przeznaczone, − materiał, z którego są zbudowane. Zajmiemy się w tym miejscu wyłącznie statkami handlowymi, tj. uprawiającymi żeglugę (czyli służącymi do transportu drogą wodną towarów i pasażerów), pamiętając, że istnieją również statki przeznaczone do celów sportowych i rekreacyjnych (jachty), naukowo- badawczych, militarnych (czyli okręty wojenne) i wielu innych. Kryterium przeznaczenia stosowane jest najczęściej, ponieważ ma ono wpływ na takie cechy statku, jak: prędkość, podział wewnętrzny kadłuba, układ wiązań, wyposażenie, sylwetka statku. Według tego kryterium statki dzielimy na: − pasażerskie, − towarowe, − specjalne. Z uwagi na powolność statków, ich znaczenie w pasażerskim transporcie oceanicznym na liniach regularnych całkowicie zanikło, eksploatowane są natomiast dwie grupy statków pasażerskich: promy pasażerskie (lub pasażersko-samochodowe) oraz statki wycieczkowe (rys. 1.) Rys. 1. Statki pasażerskie: a) statek wycieczkowy, b) prom pasażersko – samochodowy [6] Promy służą do przewozu dużego strumienia pasażerów na krótkich odcinkach, statki wycieczkowe są natomiast pływającymi luksusowymi hotelami odbywającymi zazwyczaj dłuższe, np. kilkutygodniowe, rejsy pomiędzy portami atrakcyjnych turystycznie rejonów świata. Ze względu na bezpieczeństwo statki pasażerskie muszą spełniać szereg warunków takich jak m.in niezatapialność i wyposażenie w odpowiednią ilość środków ratunkowych. Statki te cechuje zazwyczaj duża prędkość, a w sylwetce dominują nadbudówki dla pomieszczenia i zapewnienia wymaganego komfortu podróżowania pasażerom oraz bardzo licznej załodze hotelowej. Promy pasażersko-samochodowe są dodatkowo zaopatrzone w furty umożliwiające samodzielny wjazd i wyjazd pojazdów z poziomu pokładu samochodowego. a) b)
  • 9. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 Statki towarowe stanowią grupę niezwykle zróżnicowaną, którą można podzielić dodatkowo na: − statki do przewozu ładunków suchych, − statki do przewozu ładunków płynnych. Przestrzeń ładunkową statków do przewozu ładunków suchych stanowią ładownie, zajmujące najczęściej całą przestrzeń kadłuba poza siłownią, oddzielone grodziami wodoszczelnymi. Dostęp do ładowni zapewniają luki, obramowane zrębnicami luków i nakryte pokrywami. Do tej grupy statków zaliczamy: − drobnicowce uniwersalne, służące do przewozu tzw. drobnicy, czyli towarów w opakowaniach: skrzyniach, beczkach, belach, workach itp.; w takiej postaci przewozi się obecnie znikomy ułamek ładunków (zwłaszcza poza głównymi liniami żeglugowymi), dlatego tradycyjne drobnicowce odchodzą w przeszłość; w sylwetce drobnicowców dominują dźwigi pokładowe, umożliwiające rozładunek statku bez udziału dźwigów portowych; − drobnicowce specjalizowane, służące do przewozu określonej grupy ładunków, pakowanych w jednolitej postaci, np. papierowce (do przewozu papieru w znormalizowanych rolach), drewnowce (do przewozu drewna w wiązkach), paletowce, samochodowce i wiele innych, − kontenerowce, służące do przewozu towarów w znormalizowanych pojemnikach – kontenerach, które dominują obecnie w przewozie towarów drobnicowych; kontener załadowany drobnicą przez spedytora jest rozładowywany dopiero przez odbiorcę, co znacznie przyspiesza prace przeładunkowe w portach; kontenerowce mogą, choć nie muszą, być zaopatrzone w urządzenia przeładunkowe, ponieważ najczęściej obsługiwane są przez portowe urządzenia dźwigowe w tzw. terminalach kontenerowych; dodatkową zaletą stosowania kontenerów jest możliwość ich transportu w kilku warstwach ustawionych na pokładzie, − statki ro-ro służące do przewozu kontenerów na podwoziach kołowych, których przeładunek odbywa się przez furty rufowe, dziobowe i burtowe jednostki; ich przestrzeń ładunkowa nie ma postaci ładowni, ale pokładów ładunkowych, − chłodniowce, przeznaczone do przewozu ładunków spożywczych, które mogą ulec zepsuciu podczas transportu; chłodniowce są wyposażone w izolację termiczną ładowni oraz agregaty chłodnicze i systemy wentylacyjne pozwalające na wtłaczanie do ładowni powietrza o regulowanej temperaturze, stosownie do przewożonego asortymentu towarów; w przypadku statków przeznaczonych do przewozu owoców dojrzewających podczas transportu (bananów, cytrusów), regulacji poddaje się również skład atmosfery panującej w ładowniach; chłodniowce należą do najszybszych jednostek handlowych i wyróżniają się białym malowaniem kadłuba, − masowce, służące do przewozu ładunków masowych, takich jak węgiel, rudy metali, ziarno itp.; są to jednostki jednopokładowe o długich i szerokich lukach ładunkowych, przeznaczone w zasadzie do obsługi przy pracach ładunkowych urządzeniami portowymi, a więc często pozbawione własnych urządzeń przeładunkowych; część współczesnych masowców jest przystosowana do przewozu ładunków masowych suchych i płynnych (np. tzw. roporudomasowce). Statki do przewozu ładunków płynnych to zbiornikowce, których przestrzeń ładunkową stanowią zbiorniki, obsługiwane podczas przeładunku przez własny system pomp i rurociągów statku. Wśród zbiornikowców występuje również znaczne zróżnicowanie wynikające ze specyfiki przewożonych ładunków. Wyróżniamy wśród nich, m.in: − zbiornikowce do przewozu surowej ropy naftowej, które cechują się największymi rozmiarami spośród jednostek pływających (nośność powyżej 500 000 ton), − produktowe, przeznaczone do przewozu produktów przerobu ropy naftowej (np. benzyn),
  • 10. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 − chemikaliowce, przeznaczone do przewozu różnych chemikaliów, które wyposażone są w wykonane ze stali kwasoodpornej lub pokryte specjalnymi farbami epoksydowymi zbiorniki i instalację ładunkową; statek taki posiada ponadto specjalne instalacje do: podgrzewania ładunku, utrzymywania odpowiedniego ciśnienia, utrzymywania odpowiedniej atmosfery za sprawą gazów obojętnych oraz mycia zbiorników; często stosuje są na chemikaliowcach kilka systemów rurociągów ładunkowych, co umożliwia przewóz w różnych zbiornikach różnych ładunków, − gazowce, przeznaczone do przewozu skroplonego gazu ziemnego (LNG) lub skroplonego gazu porafinacyjnego (LPG), zaopatrzone najczęściej w kuliste zbiorniki ciśnieniowe, nie będące elementem konstrukcyjnym kadłuba, − siarkowce, służące do przewozu płynnej siarki. Rys. 2. Statki towarowe: a) kontenerowiec, b) masowiec, c) gazowiec do przewozu skroplonego gazu ziemnego (LNG), d) zbiornikowiec do przewozu surowej ropy naftowej [6] Statki specjalne stanowią najbardziej zróżnicowaną grupę jednostek pływających, zarówno pod względem przeznaczenia, jak i wielkości oraz cech budowy. Zaliczamy do nich m.in.: − statki rybackie, dzielące się na statki łowcze i łowczo-przetwórcze, różniące się wielkością i budową uwarunkowaną stosowaną przez nie technologią połowu (rodzajem sieci); zaliczamy do nich kutry, lugry, trawlery, trawlery przetwórnie, bazy rybackie itp., − promy kolejowe i samochodowe, − holowniki morskie i portowe, − ciężarowce, które są jednostkami służącymi do przewożenia ładunków wielkogabarytowych; wyróżnia się wśród nich wiele rodzajów, np. statki doki, ciężarowce wpływne; za ich pomocą transportuje się np. ciężkie moduły platform wiertniczych i kompletne statki; ich eksploatacją zajmują się nieliczne, wyspecjalizowane firmy armatorskie, − statki ratownicze, − pogłębiarki, żurawie pływające, lodołamacze i inne statki spełniające funkcje pomocnicze w portach i na szlakach żeglugowych. a) b) c) d)
  • 11. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 Rys. 3. Statki specjalne: a) statek rybacki (trawler rufowy), b) holownik pełnomorski, c) środlądowy prom samochodowy, d) ciężarowiec.[6] Dokonując najogólniejszej klasyfikacji statków ze względu na rodzaj napędu można podzielić je na: − statki bez własnego napędu, − statki z własnym napędem. Do pierwszej grupy należą takie statki jak: barki, szalandy, żurawie pływające itp. Statki z własnym napędem dzielą się na statki o napędzie: − parowym, − spalinowym, − elektrycznym. Napęd parowy może odbywać się za pomocą maszyny parowej tłokowej (spotykany obecnie jedynie w statkach muzealnych) lub turbiny parowej (jeżeli do wytwarzania pary stosowana jest energia atomowa, taki rodzaj napędu nazywa się potocznie atomowym). Najpowszechniej stosowany jest napęd spalinowy, realizowany za pomocą silników wysokoprężnych (Diesla), chociaż stosowany jest również napęd za pomocą turbin gazowych. Napęd elektryczny charakteryzuje się tym, że silniki główne statku (tłokowe spalinowe albo turbiny parowe lub gazowe) napędzają generatory energii elektrycznej, zasilające silniki elektryczne napędzające z kolei pędniki wodne. Ten rodzaj napędu stosowany jest na statkach wymagających dużej manewrowości (lodołamaczach, holownikach, promach itp.). Ze względu na rodzaj uprawianej żeglugi statki dzielą się na: − liniowce, zaprojektowane i zbudowane do obsługi transportu między dwoma lub większą ilością portów, co rzutuje często na rodzaj zainstalowanych urządzeń dostosowanych do warunków pracy w portach i wymiary główne umożliwiające manewry w tych portach, − trampy, uprawiające żeglugę nieregularną, to znaczy zawijające do tych portów, do których przeznaczony jest ładunek przyjęty przez armatora. Ze względu na zasięg pływania statki morskie można podzielić na: − statki o nieograniczonym rejonie żeglugi (statki żeglugi wielkiej), − statki o ograniczonym rejonie żeglugi (np. przystosowane do żeglugi bałtyckiej, czyli a) b) c) d)
  • 12. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 żeglugi po Morzu Bałtyckim i innych morzach zamkniętych o podobnych warunkach żeglugowych, a także żeglugi na morzach otwartych do 50 mil morskich od miejsca schronienia, z dopuszczalną odległością między dwoma miejscami schronienia do 100 mil morskich), − statki przeznaczone do żeglugi przybrzeżnej, która oznacza żeglugę w odległości nie większej niż 20 mil morskich od brzegu w rejonie Morza Bałtyckiego lub innego morza zamkniętego o podobnych warunkach żeglugowych. Zasięg pływania rzutuje w istotny sposób na konstrukcję statku (jego wytrzymałość) oraz kwalifikacje, jakie musi spełniać załoga. O podziale według kryterium materiału, z którego są zbudowane statki (a właściwie ich kadłuby) można mówić jedynie w odniesieniu do jednostek małych (i tylko statków specjalnych), ponieważ w budowie pozostałych jednostek stosowana jest wyłącznie stal okrętowa. Prócz stali do budowy kadłubów niewielkich jednostek wykorzystuje się stopy aluminium i kompozyty. Działalność instytucji klasyfikacyjnych Klasyfikacja statków oznacza zaliczenie ich do jednej z klas w zależności od ich stanu technicznego. Klasyfikacja daje firmom ubezpieczeniowym gwarancję, że konstrukcja statku i materiały zastosowane do jego budowy minimalizują ryzyko strat związanych z ubezpieczeniem zarówno samego statku, jak i przewożonego przez niego ładunku. Klasyfikacją zajmują się instytucje klasyfikacyjne w oparciu o wymagania zawarte w swoich szczegółowych przepisach. Najbardziej znanymi, działającymi od ponad stu lat instytucjami klasyfikacyjnymi są: − brytyjska Lloyd’s Register of Shipping (LR), − niemiecka Germanischer Lloyd (GL), − amerykańska American Bureau of Shipping (ABS), − włoska Registro Italiano Navale (RINA), − norweska Det norske Veritas (DnV), − francuska Bureau Veritas (BV), Polską instytucją klasyfikacyjną jest Polski Rejestr Statków (PRS). Zakres działania instytucji klasyfikacyjnych obejmuje: − ustalanie wymagań w stosunku do materiałów używanych do budowy statków oraz kontrolę tych materiałów, − ustalanie wymagań w stosunku do konstrukcji statku (kadłuba i wyposażenia), − kontrolę budowy statku w stoczni, − okresową kontrolę stanu technicznego statku w czasie eksploatacji, − modyfikację przepisów w oparciu o doświadczenia z eksploatacji statków i prowadzone prace badawcze, − prowadzenie rejestru statków zawierającego charakterystykę statków sklasyfikowanych przez daną instytucję. Przepisy instytucji klasyfikacyjnych można podzielić się na następujące grupy: − zasady klasyfikacji, − przepisy kadłubowe, − przepisy dla urządzeń maszynowych, − przepisy instalacji rurociągów, − przepisy elektryczne, − przepisy materiałowe,
  • 13. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 − przepisy specjalne (dotyczące np. zbiornikowców). Nadzór klasyfikacyjny obejmuje cały proces budowy statku. Biuro konstrukcyjne stoczni po uzgodnieniu z armatorem projektu wstępnego wykonuje dokumentację klasyfikacyjną, obejmującą plany konstrukcyjne zasadniczych elementów statku, w zakresie wymaganym przepisami tego towarzystwa klasyfikacyjnego, o którego klasę statek się ubiega. Dokumentacja klasyfikacyjna zostaje sprawdzona i (po ewentualnych korektach) zatwierdzona przez instytucję klasyfikacyjną, co stanowi podstawę do wykonania projektu roboczego statku. Podczas budowy statku inspektorzy instytucji klasyfikacyjnej na bieżąco kontrolują jakość wykonywanych prac oraz zgodność ich przebiegu z zatwierdzoną dokumentacją, uczestniczą w próbach i po ich pomyślnym zakończeniu wydają statkowi świadectwo klasyfikacyjne, będące podstawą do wciągnięcia go do rejestru. Rys. 4. Emblematy towarzystw klasyfikacyjnych: a) Lloyd’s Register of Shipping, b) Det norske Veritas, c) Germanischer Lloyd, d) American Bureau of Shipping, e) Registro Italiano Navale, f) Bureau Veritas, g) Polskiego Rejestru Statków. h) Siedziba Lloyd’s Register of Shipping w centrum Londynu dominuje w panoramie miasta, świadcząc o budowanym przez dziesięciolecia prestiżu tej instytucji, a jednocześnie jej śmiała forma akcentuje związek z najnowocześniejszymi gałęziami techniki [6] Działalność International Maritime Organisation (IMO) International Maritime Organisation jest instytucją wyspecjalizowaną Organizacji Narodów Zjednoczonych, zajmującą się zagadnieniami morskimi, w szczególności bezpieczeństwem na morzu oraz zapobieganiu zanieczyszczeniu środowiska przez statki. IMO inicjuje zawieranie konwencji (umów międzynarodowych) oraz modyfikację umów już obowiązujących (w formie podpisywanie dodatkowych tzw. protokołów), regulujących zagadnienia związane z tą problematyką. a) b) f) c) d) g) e) h)
  • 14. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 Przykładami takich konwencji są: − SOLAS (International Convention for the Safety of Life at Sea), Międzynarodowa konwencja o bezpieczeństwie życia na morzu; reguluje ona takie kwestie jak: konstrukcja, niezatapialność i stateczność statków, wymagania stawiane urządzeniom maszynowym i instalacjom elektrycznym, ochrona przeciwpożarowa, wykrywanie i gaszenie pożarów na statkach, wymagane środki i urządzenia ratunkowe, radiokomunikacja, bezpieczeństwo żeglugi, zasady przewozu ładunków (w tym ładunków niebezpiecznych), zarządzanie bezpieczną eksploatacją statków; wielokrotnie nowelizowana, ostatnio w 1988 roku, − SAR, Międzynarodowa konwencja o poszukiwaniu i ratownictwie morskim z 1979 roku, − COLREG, Konwencja w sprawie międzynarodowych przepisów o zapobieganiu zderzeniom na morzu z 1972 roku. Obowiązkiem państw – sygnatariuszy konwencji jest dostosowanie prawa krajowego do regulacji zawartych w konwencjach i wdrażanie mechanizmów ich przestrzegania. 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie jest przeznaczenie drobnicowców uniwersalnych? 2. Co to są trampy? 3. Czym charakteryzuje się przestrzeń ładunkowa statków ro-ro? 4. Co to są produktowce? 5. Do jakich celów stosuje się ciężarowce? 6. Jaki rodzaj napędu jest najczęściej stosowany na statkach handlowych? 7. Jaki jest zasięg pływania statków żeglugi przybrzeżnej? 8. Jaką nazwę nosi polska instytucja klasyfikacyjna ? 9. Kiedy nowobudowany statek jest wciągany do rejestru instytucji klasyfikacyjnej? 10. Czego dotyczy konwencja COLREG? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na podstawie różnych źródeł informacji sprządź opis statków określanych terminami: ro-ro, con-ro, lo-lo, ca-ca, OO, OBO, BIBO, capesize, handysize, laker, B-Max, Q-Max, seawaymax, panamax. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) wyszukać w materiałach niezbędne informacje, 2) sporządzić opisy w formie ustalonej wraz z nauczycielem podczas wprowadzenia do ćwiczenia, 3) dokonać prezentacji wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: − komputery z dostępem do sieci LAN, oprogramowaniem do obróbki grafiki i biurowym, − poradnik dla ucznia i pozycje z biblioteczki podręcznej pracowni, − zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne.
  • 15. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Ćwiczenie 2 Określ, jakie jednostki pływające przedstawione są na poniższych ilustracjach: Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić na podstawie charakterystycznych cech i sklasyfikować przedstawione jednostki, 2) ustalić nazwy dla rozpoznanych jednostek, korzystając z materiałów porównawczych, 3) w oparciu o różne źródła informacji sporządzić ich krótką charakterystykę, 4) dokonać prezentacji rezultatów ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: − komputery z dostępem do sieci LAN, − poradnik dla ucznia i pozycje z biblioteczki podręcznej pracowni, − zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne.
  • 16. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymienić podstawowe kryteria podziału statków?   2) sklasyfikować statki ze względu na przeznaczenie, napęd i konstrukcję?   3) rozpoznać statki o różnym przeznaczeniu i konstrukcji?   4) scharakteryzować działalność instytucji klasyfikacyjnych?   5) wymienić najważniejsze instytucje klasyfikacyjne?   6) scharakteryzować działalność IMO?  
  • 17. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 4.2. Elementy teorii okrętu 4.2.1. Materiał nauczania Pływalność statku Pływalnością nazywamy zdolność do utrzymywania się statku na powierzchni wody. Zjawisko pływalności opisuje powszechnie znane prawo Archimedesa. O zachowaniu się statku (podobnie jak innych ciał) decyduje wypadkowa przeciwnie skierowanych sił: siły ciężkości i siły wyporu. Jeżeli ciężar statku jest mniejszy od siły wyporu, statek będzie pływał; w przypadku równowagi sił, statek będzie utrzymywał się na wodzie w danym położeniu (na przykład na pewnej głębokości, jak zanurzona jednostka podwodna), natomiast jeżeli ciężar statku przewyższy siłę wyporu, statek zatonie. Ewentualność taka może być następstwem uszkodzenia kadłuba i wdarcia się do jego wnętrza znacznej ilości wody, której ciężar nadmiernie powiększy ciężar statku. Rys. 5. Wpływ relacji pomiędzy ciężarem statku a siłą wyporu na pływalność [7] Zapas pływalności, jaki powinien posiadać statek, nosi nazwę wolnej burty. Wolna burta jest to mierzona na owrężu (w połowie długości statku pomiędzy pionami) pionowa odległość między górną krawędzią pokładu a wodnicą ładunkową. W normalnych warunkach eksploatacyjnych statek jest załadowany w stopniu, który zapewnia zapas pływalności pozwalający na bezpieczną żeglugę. Zapas ten można określić przez porównanie całkowitego ciężaru statku (wraz z ładunkiem, zapasami itd.) z maksymalnym dopuszczalnym dla niego ciężarem wynikającym z przepisów o niezatapialności. Prostą metodą określenia zapasu pływalności jest obserwacja położenia znaku wolnej burty (znaku Plimsolla). Znak ten jest nanoszony na burtę według przepisów instytucji klasyfikacyjnej, którą identyfikują umieszczone na nim inicjały (AB – American Bureau of Shipping, BV – Bureau Veritas, GL – Germanischer Lloyd, LR – Lloyd's Register, NV – Det Norske Veritas, PR – Polski Rejestr Statków). Linia przechodząca przez środek koła oznacza letnią linię ładunkową. Z prawej strony koła znajduje się podziałka, zawierająca linie ładunkowe odpowiadające: − wodzie słodkiej w tropiku (TF), − wodzie słodkiej (F), − wodom tropikalnym (T), − sezonowi letniemu (S), − sezonowi zimowemu (W). Różnice pomiędzy położeniem poszczególnych linii wynikają ze zmiany gęstości wody w zależności od jej temperatury i zasolenia, co rzutuje na zmianę zanurzenia statku przy tym samym jego ciężarze.
  • 18. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 Statek może być zanurzony maksymalnie do górnej krawędzi linii odpowiadającej strefie, w której się znajduje. Podział świata na strefy i czas obowiązywania zimy i lata w niektórych z tych stref jest określony w załączniku do międzynarodowej konwencji o liniach ładunkowych. Znaki wolnej burty mogą nieco się różnić w zależności od przepisów towarzystwa klasyfikacyjnego, wielkości statku, rodzaju przewożonego ładunku. Dla zapewnienia trwałości elementy znaku są napawane na poszyciu kadłuba. Rys. 6. Przykładowe znaki Plimsolla: a) wg ABS (TF – woda słodka w tropiku, F – woda słodka, T – wody tropikalne, S – sezon letni, W – sezon zimowy), b) wg PRS (TS – woda słodka w tropiku, S – woda słodka, T – wody tropikalne, L – sezon letni, Z – sezon zimowy, ZAP – sezon zimowy dla Północnego Atlantyku) [6, 7]. Miarą siły wyporu statku jest jego wyporność, czyli ciężar wody wypartej przez zanurzoną część kadłuba natomiast miarą siły ciężkości – jego ciężar całkowity. Obie te wielkości są podawane w tonach i służą powszechnie do określania wielkości statku. Stateczność statku Pod pojęciem stateczności należy rozumieć zdolność statku wychylonego z położenia równowagi do powrotu w położenie początkowe po ustąpieniu sił, które to zakłócenie równowagi wywołały. W trakcie normalnej eksploatacji statek pływa bez przechyłu (w stanie równowagi). Przechył (pomijając sytuację takie, jak prowadzenie przeładunku, podawanie paliwa lub balastowanie niesymetryczne), jest zwykle spowodowane działaniem sił zewnętrznych, wywołanych wiatrem, falowaniem lub dużym wychyleniem steru przy znacznej prędkości. Jeżeli siły powodujące przechył narastają powoli i nie powodują występowania znacznych wartości przyspieszeń, przechył taki określa się jako statyczny, natomiast wówczas, gdy przechyłom towarzyszą znaczne przyspieszenia (np. w wyniku gwałtownego uderzenia wiatru), określa się go jako dynamiczny. W związku z powyższym rozpatruje się stateczność statyczną i dynamiczną statku. Stateczność statyczna opisuje zachowanie się statku przy niewielkich kątach przechyłu (do 10°), natomiast dynamiczna przy dynamicznym działaniu sil przechylających i większych kątach przechyłu. Należy w tym miejscu zastrzec, że problem zapewnienia stateczności, kluczowy dla bezpiecznego prowadzenia żeglugi, znajduje się w centrum uwagi odrębnej dziedziny wiedzy okrętowej, jaką jest teoria okrętu, a pełna jego analiza wymaga operowania skomplikowanym aparatem matematycznym. W tym miejscu zatem zagadnienia te zostaną przedstawione w sposób uproszczony, w zakresie niezbędnym dla określenia podstawowych zasad oceny stateczności. Statek stanowi jednolitą konstrukcję, której środek ciężkości G znajduje się w pewnej odległości nad stępką K. Oznaczmy tę odległość jako KG. W trakcie eksploatacji statku położenie środka ciężkości ulega zmianie w zależności od stanu załadowania (środek ciężkości a) b)
  • 19. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 obniża się, gdy ładunek zostanie przyjęty nisko, podnosi się natomiast np. po załadunku na pokład górny). Ciężar statku jest równoważony siłą wyporu. Środkiem wyporu jest środek ciężkości zanurzonej części kadłuba statku F, wzniesiony ponad stępką na wysokość KF. Rys. 7. Układ sił oddziaływujących na kadłub statku w przechyle [8] Na statku nie przechylonym środek ciężkości i środek wyporu leżą w płaszczyźnie symetrii. W trakcie przechyłu środek ciężkości nie zmienia swego położenia, natomiast środek wyporu przemieszcza się (dla małych kątów przechyłu) po łuku, zmieniając swoje położenie zależnie od kształtu zanurzonej części kadłuba. Wektor siły wyporu tworzy z płaszczyzną symetrii statku kąt równy kątowi przechyłu. Przedłużenie wektora siły wyporu (niezależnie od wartości kąta przechyłu) przecina płaszczyznę symetrii zawsze w tym samym punkcie, zwanym metacentrum (M). Odległość GM pomiędzy środkiem ciężkości a metacentrum nosi nazwę wysokości metacentrycznej i jest równa: KGKMGM −= , przy czym KM ujęte jest w tablicach przygotowanych przez konstruktorów, uwzględniających każdy stan załadowania danego statku, zaś KG jest obliczane przez starszego oficera z uwzględnieniem wszystkich przyjętych na statek ciężarów i położenia ich środków ciężkości. Należy zaznaczyć, że właśnie do obowiązków starszego oficera należy przeprowadzenie odpowiednich obliczeń i przedstawienie ich do zaakceptowania kapitanowi, tak aby statek w każdym stanie załadowania spełniał wymagania instytucji klasyfikacyjnej dotyczące stateczności. Obliczenia takie pozwalają na ocenę stateczności w momencie wyjścia z portu załadunkowego oraz przyjścia do portu przeznaczenia (z uwzględnieniem zużycia zapasów, czyli paliwa, wody słodkiej itd., co zwykle pogarsza stateczność statku). Wysokość metacentryczna jest najprostszym miernikiem stateczności statku przy małych kątach przechyłów (stateczności statycznej). Można wyróżnić trzy stany równowagi statku: − stałą, − chwiejną, − obojętną. Normalna, bezpieczna eksploatacja statku możliwa jest jedynie przy pierwszej z nich, gdy metacentrum znajduje się powyżej środka ciężkości (wartość wysokości metacentrycznej jest dodatnia) a przy przechyle statku występuje moment prostujący, przywracający go do pozycji pionowej.
  • 20. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 Rys. 8. Położenie środka ciężkości, środka wyporu i metacentrum dla stanu równowagi stałej, chwiejnej i obojetnej [7] M – metacentrum, G – środek ciężkości, F – środek wyporu zanurzonej części kadłuba. W przypadku, gdy statek znajduje się w równowadze chwiejnej (metacentrum leży poniżej środka ciężkości, a więc wartość wysokości metacentrycznej jest ujemna), odchylenie się statku od pionu spowoduje natychmiastowe jego przewrócenie się. W przypadku równowagi obojętnej środek ciężkości i metacentrum pokrywają się, a statek po wytrąceniu z położenia równowagi pozostanie w stałym przechyle. Należy zaznaczyć, iż duży wpływ na stan równowagi statku posiadają płyny znajdujące się w zbiornikach paliwowych, balastowych, ładunkowych itd. O ile zbiornik nie jest całkowicie napełniony, występuje w nim zjawisko swobodnych powierzchni cieczy, które obniża wysokość metacentryczną statku i w niektórych stanach załadowania może zagrozić jego stateczności. Dlatego w obliczeniach statecznościowych jest uwzględniana poprawka na swobodne powierzchnie, zaś jedną z zasad bezpieczeństwa jest utrzymywanie zbiorników, w miarę możliwości, albo pustych, albo całkowicie napełnionych. Na wzburzonym morzu statki podlegają działaniu sił zewnętrznych (falowanie, wiatr) powodujących nieraz znaczne przechyły i zachowanie się statku w takich warunkach zależy od spełnienia kryteriów stateczności dynamicznej. Obliczenia konieczne do oceny stateczności dynamicznej są bardziej skomplikowane i polegają na określeniu wielkości ramienia pary prostującej, czyli odległości wektorów pary sił (ciężaru i wyporu). Jak pamiętamy, para sił jest stanowi moment, który w tym wypadku nazwiemy momentem prostującym. Rys. 9. Zmiana wielkości ramienia prostującego przy zmianie kąta przechyłu [8] Analizując krzywą ramion momentów prostujących widzimy, iż ramię momentu przy zwiększaniu kąta przechyłu najpierw rośnie, a następnie maleje; poza punktem, w którym osiąga wartość zerową moment prostujący staje się momentem przechylającym, powodującym wywrócenie się statku. Krzywe ramion w istotny sposób zależą od wysokości metacentrycznej (a w praktyce od zanurzenia statku). Im wyższa wartość GM, tym wyższe są wartości ramion prostujących dla tych samych kątów przechyłu oraz tym większy jest zakres krzywej, co oznacza, że statek może podlegać większym przechyłom bez ryzyka wywrócenia się (rys. 10.).
  • 21. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 Rys. 10. a) Krzywa ramion momentów prostujących. b) Krzywe ramion momentów prostujących dla różnych wartości GM [8] Nie oznacza to jednak, że wartość wysokości metacentrycznej należy maksymalizować za wszelką cenę, gdyż wiąże się z nią również okres kołysania się statku. Ze wzrostem GM okres kołysania ulega skróceniu, natomiast ze zmniejszaniem – wydłużeniu. Z kolei im krótszy jest okres kołysania się statku, tym większe są szybkości kątowe i przyspieszenia, jakim podlegają elementy konstrukcji statku oraz mocowania ładunku. Nadmierna wysokość metacentryczna może spowodować zatem tak wielkie siły bezwładności, oddziaływujące na system mocowania ładunku, iż ulegnie on zniszczeniu. Wysokość metacentryczna powinna zatem być dobierana w sposób optymalny, przez staranne rozmieszczenie ładunku w przestrzeni ładunkowej. Niekiedy celowo pozostawia się swobodne powierzchnie w zbiornikach, w celu "zmiękczenia statku", czyli obniżenia jego wysokości metacentrycznej. Wziąć należy również pod uwagę, że wysokość metacentryczna ulega zmianom nie tylko w trakcie operacji przeładunkowych w porcie, ale także w czasie podróży morskiej, np. z powodu zużycia paliwa, wody słodkiej, przebalastowania itd. Rozmieszczanie ładunku odbywa się w oparciu o dokumentację statecznościową, zaś odpowiednich wyliczeń dokonuje się na współczesnych statkach przy pomocy komputera pokładowego. Poza rozmieszczeniem zasadnicze znaczenie dla zapewnienia stateczności ma zabezpieczenie ładunków przed możliwością przemieszczania się. Szczególne zagrożenie dla stateczności ze strony ładunku dotyczy statków poziomego ładowania (ro-ro, con-ro, promów). a) b)
  • 22. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 Przyczynami takiego stanu rzeczy są: − przewóz znacznej części ładunku na pokładach otwartych, − szczególne utrudnienie, jakie sprawia mocowanie ładunków tocznych, − posiadanie przez pojazdy resorów, utrudniające ich sztywne zamocowanie, − niewłaściwe zasztauowanie (załadowanie) i zamocowanie ładunku wewnątrz kontenerów lub pojazdów, − nieznane, a często zbyt wysokie położenie środka ciężkości ładunku w pojeździe, − minimalizacja czasu postoju statku w porcie, nie sprzyjająca dobremu zamocowaniu ładunku. W niesprzyjających warunkach pogodowych wypadki zerwania się ładunków tocznych nie są odosobnione. Zerwanie się nawet jednego pojazdu powoduje często reakcję lawinową, gdyż pod wpływem jego nacisku lub uderzenia pękają mocowania kolejnych pojazdów, które wskutek kołysania się statku przesuwają się na jedną burtę, pogłębiając przechył, co może doprowadzić do utraty stateczności przez statek ro-ro w ciągu kilku minut. Duże zagrożenie dla stateczności statku niesie transport ładunków drobnicowych, zwłaszcza trudnych do mocowania: tzw. sztuk ciężkich i wyrobów walcowanych. Sztuki ciężkie są to zazwyczaj duże gabarytowo i mające znaczny ciężar jednostkowy konstrukcje, maszyny lub urządzenia wymagające specjalnego zamocowania. Ponieważ są to jednostki nieznormalizowane, mocowanie ich wymaga w każdym przypadku zastosowania innej metody. Wyroby walcowane, ze względu na niski tzw. współczynnik sztauerski, powodują pełne wykorzystanie nośności statku przy niewielkim tylko wykorzystaniu kubatury przestrzeni ładunkowej (zajmują jedynie niewielką wysokość nad dnem wewnętrznym statku), mają więc nisko położony środek ciężkości. Co za tym idzie, załadowany nimi statek jest bardzo "sztywny", czyli ma krótki okres kołysań. Skutkiem tego jest występowanie znacznych przyspieszeń, a więc i sił działających na mocowania ładunku, przy czym właśnie mocowanie wyrobów walcowanych ze stali i innych metali stanowi największą trudność. Zerwanie się mocowań i przesunięcie ciężkiego ładunku na jedną burtę powoduje znaczny przechył, który jest bardzo trudny do zniwelowania przy użyciu balastów. Stateczność statku ulega w efekcie znacznemu pogorszeniu. Źródłem specyficznych zagrożeń dla stateczności są ładunki masowe. W przypadku ziarna przewożonego luzem problem stanowi jego podatność na osiadanie i przesypywanie się nawet przy niewielkich stosunkowo kątach przechyłu, co powoduje przemieszczenie się jego środka ciężkości, a zatem również zmianę położenia środka ciężkości statku i uzyskanie przez statek przechyłu stałego. Przy maksymalnym wykorzystaniu nośności nie ma możliwości zniwelowania przechyłu przy pomocy balastów. Z uwagi na zagrożenie występujące przy transporcie ziarna, jest on regulowany szczegółowymi przepisami międzynarodowymi. Starszy oficer przed wyjściem w morze wykonuje dokładne obliczenia wielkości stałego przechyłu, jaki w konkretnym stanie załadowania może wystąpić wskutek przesypania się ziarna. Jeśli wyliczony przechył przekracza wartości dopuszczalne, wówczas wymagane jest np. położenie na wierzch ziarna luzem kilku warstw ładunku workowanego. W niektórych sytuacjach przepisy wymagają budowy specjalnych grodzi przesypowych lub zasobników pozwalających na uzupełnienie wolnej przestrzeni w ładowniach, powstałej wskutek osiadania ziarna w trakcie podróży. Innym stosowanym rozwiązaniem jest ułożenie na powierzchni ziarna pewnie zamocowanej podłogi z desek, brezentu itd. Każdy statek, na którym przewidywany jest przewóz ziarna luzem, powinien posiadać przygotowaną przez konstruktorów i zatwierdzoną przez instytucję klasyfikacyjną "Informację o stateczności przy przewozie ziarna luzem". Pozwala ona na szybką ocenę zgodności danego stanu załadowania z wymaganiami przepisów. Innym zagrożeniem dla stateczności jest wilgoć zawarta w niektórych ładunkach masowych
  • 23. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 (np. koncentratach niektórych rud, miale węglowym). Zbyt duża ilość wilgoci powoduje, iż w czasie transportu morskiego ładunek taki może zachowywać się jak gęsta substancja płynna, która przemieszczając się na jedną z burt powoduje pogłębiający się przechył i w końcu utratę stateczności. Aby zapobiec podobnym wypadkom, przepisy międzynarodowe wymagają przedstawienia kapitanowi przed przystąpieniem do załadunku wyników ekspertyzy zawierającej dane o stwierdzonej i dopuszczalnej zawartości wilgoci w danym ładunku. Niezatapialność statku Niezatapialnością nazywamy zdolność do utrzymywania się statku, przy zachowaniu stateczności, na powierzchni wody po zatopieniu jednego lub kilku przedziałów wskutek uszkodzenia poszycia kadłuba. Napływ wody do kadłuba w efekcie uszkodzenia powoduje zwiększanie się zanurzenia statku aż do momentu, gdy poziomy wody w ładowni i za burtą nie wyrównają się. Jeśli zapas pływalności jest wystarczająco duży, statek utrzyma się na powierzchni. Niezatapialność statku jest osiągana przez zastosowanie zabezpieczeń konstrukcyjnych, organizacyjno-technicznych oraz przez walkę ludzi ze skutkami awarii. Głównym sposobem realizacji zabezpieczeń konstrukcyjnych jest zapewnienie statkowi odpowiedniego zapasu pływalności i stateczności przez podział kadłuba na wodoszczelne przedziały, wyposażone w urządzenia do pomiaru ilości wody oraz instalacje osuszające i wyrównawcze. Elementami takiego podziału są: grodzie poprzeczne, dno podwójne, podwójne burty i grodzie wzdłużne. Poprzeczne grodzie wodoszczelne rozciągają się od burty do burty i od dna zewnętrznego do pokładu ciągłego, noszącego nazwę pokładu grodziowego. Pierwsza od dziobu grodź poprzeczna nosi nazwę grodzi zderzeniowej. Ma ona zapobiegać zalaniu leżących za nią przedziałów w przypadku kolizji. Prostopadle do grodzi poprzecznych przebiegają grodzie wzdłużne. Ich zastosowanie ma jednak tę wadę, że powoduje niesymetryczne zatopienie przedziałów wodoszczelnych w przypadku rozszczelnienia kadłuba, co w konsekwencji wywołuje znaczny przechył, zmniejszający awaryjną wolną burtę. Aby tego uniknąć, w niektórych konstrukcjach statków stosowane są stałe połączenia przedziałów oraz zbiorników burtowych, dzięki czemu jednoczesnemu zalaniu ulegają np. zbiorniki z obu burt, nie powodując przechyłu statku. Podwójne burty i podwójne dno zabezpieczają wnętrze statku przed zalaniem wodą w przypadku uszkodzenia poszycia zewnętrznego, a w przypadku zbiornikowców chronią również środowisko przed zanieczyszczeniem na skutek wycieku przewożonego ładunku. Przepisy wymagają, aby statek po częściowym zatopieniu (jednego, dwóch lub trzech przedziałów) nie stracił stateczności i pływalności. Mówimy więc odpowiednio, iż statek posiada niezatapialność jedno-, dwu-, czy trzyprzedziałową; przykładowo, niezatapialność dwuprzedziałowa oznacza, iż statek w dowolnym stanie załadowania może utrzymać się na wodzie po zalaniu dwóch sąsiadujących ze sobą przedziałów. Ze względów ekonomicznych i funkcjonalnych wiele statków, zwłaszcza małych, nie posiada niezatapialności, gdyż dzielenie i tak niewielkiej przestrzeni na kilka wodoszczelnych przedziałów mogłoby doprowadzić do zatracenia przez statek możliwości spełniania głównego zadania, czyli przewożenia ładunków. W takich przypadkach na etapie konstruowania dąży się do tego, aby budowa statku zapewniała, iż w stanie uszkodzonym będzie on tonął bez nadmiernego przechyłu i przegłębienia, ponieważ utrata stateczności (przewrócenie się statku) następuje błyskawicznie, często nie dając załodze szansy na ratunek, natomiast utrata pływalności (tonięcie statku) następuje zwykle na tyle wolno, aby załoga zdążyła go opuścić.
  • 24. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest warunek pływalności statku? 2. Co oznacza pojęcie wolnej burty? 3. W jaki sposób oznacza się letnią linię ładunkową? 4. Co oznacza pojęcie stateczności statycznej statku? 5. Jak zachowuje się statek w stanie stateczności chwiejnej? 6. Jaki jest warunek stateczności statycznej? 7. W jaki sposób zmienia się krzywa ramion momentów prostujących wraz ze zmianą kąta przechyłu? 8. Jakie negatywne skutki wynikają z nadmiernej wysokości metacentrycznej? 9. Jakie zagrożenia dla stateczności statku wiążą się z transportem ziarna? 10. Który z członków załogi statku odpowiada za prawidłowe rozmieszczenie ładunku? 11. Za pomocą jakiego rozwiązania konstrukcyjnego osiąga się niezatapialność statku? 12. Co oznacza niezatapialność trójprzedziałowa? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na podstawie przepisów klasyfikacyjnych i konwencji międzynarodowych określ zakres wymagań co do niezatapialności statków określonych klas. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) odszukać w przepisach klasyfikacyjnych wymagania stawiane statkom poszczególnych klas, wskazanych przez nauczyciela, 2) uściślić zakres wymagań w oparciu o przepisy konwencji SOLAS, 3) sporządzić na arkuszu papieru podaniowego notatkę, uwzględniającą: znak klasy, opis klasy i szczegółowe wymagania w zakresie niezatapialności, 4) dokonać prezentacji wykonania ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: − przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich, − konwencja SOLAS, − papier podaniowy i przybory piśmienne. Ćwiczenie 2 Zapoznaj się z dokumentacją statecznościową statku. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z zawartością dokumentacji statecznościowej otrzymanej od nauczyciela, 2) odszukać w dokumentacji statecznościowej elementy wymienione w wymaganiach stawianych przez przepisy klasyfikacyjne, 3) sporządzić w zeszycie przedmiotowym notatkę, opisującą formę i zawartość poszczególnych elementów dokumentacji statecznościowej, 4) przygotować się do dyskusji podsumowującej ćwiczenie.
  • 25. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 Wyposażenie stanowiska pracy: − „Informacja o stateczności”, − przepisy klasyfikacji i budowy statków morskich, − zeszyt przedmiotowy i przybory piśmienne. 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaśnić pojecie pływalności i podać warunek jej zapewnienia?   2) ocenić stan załadowania statku na podstawie znaku wolnej burty?   3) wyjaśnić pojęcie stateczności statycznej i warunek jej zapewnienia?   4) wyjaśnić pojecie stateczności dynamicznej i warunki jej zapewnienia?   5) wyjaśnić pojęcie niezatapialności i sposoby jej osiągania?  
  • 26. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 4.3. Elementy konstrukcji kadłuba 4.3.1. Materiał nauczania Geometria kadłuba Opis kształtu kadłuba poprzedźmy określeniem jego tzw. wymiarów głównych (rys. 11.). Z wymiarów długości najważniejszymi są: − długość całkowita cL , czyli największą długość kadłuba okrętu bez części wystających poza jego zarys, − długość między pionami ppL , czyli odległość między pionem dziobowym i rufowym; pion rufowy (PR) to prosta prostopadła do wodnicy konstrukcyjnej poprowadzona przez oś trzonu sterowego, natomiast pion dziobowy (PD) to prosta prostopadła poprowadzona na dziobie przez najbardziej skrajny punkt wodnicy konstrukcyjnej. Z wymiarów szerokości najważniejszymi są: − szerokość całkowita cB , czyli największa szerokość kadłuba okrętu, − szerokość konstrukcyjna B, czyli szerokość maksymalna podwodzia, tzn. części teoretycznego kadłuba okrętu poniżej płaszczyzny pływania w konstrukcyjnym stanie pływania (konstrukcyjny stan pływania to stan pływania przewidywany dla okrętu o projektowanym załadowaniu). Rys. 11. Wymiary główne kadłuba [8] Dla dalszego opisu geometrii kadłuba należy określić 4 tzw. płaszczyzny odniesienia kadłuba (rys. 12.). Pierwszą z nich jest płaszczyzną symetrii, czyli pionową płaszczyzna, poprowadzona umownie przez kadłub w kierunku od dziobu do rufy. Statek załadowany, na spokojnej wodzie, zanurza się do drugiej z płaszczyzn, wymienionej wcześniej tzw. wodnicy konstrukcyjnej (tożsamej z letnią wodnicą ładunkową) prostopadłej do płaszczyzny symetrii. Płaszczyzna poprowadzona w połowie odległości pomiędzy dwoma pionami, prostopadła do wodnicy konstrukcyjnej i do płaszczyzny symetrii nosi nazwę płaszczyzny owręża, natomiast owręże to obrys kadłuba w tej płaszczyźnie. Płaszczyzna równoległa do wodnicy konstrukcyjnej i poprowadzona przez dolną krawędź owręża nosi nazwę płaszczyzny podstawowej (bez wgłębiania się w szczegóły konstrukcyjne można przyjąć w uproszczeniu, że płaszczyzna podstawowa przechodzi przez stępkę statku). Wysokość boczna H jest to wysokość kadłuba mierzona pomiędzy płaszczyzną podstawową a linią pokładu przy burcie w płaszczyźnie owręża (rys 11.). Zanurzenie konstrukcyjne T jest to zanurzenie najniższego punktu podwodzia w płaszczyźnie owręża. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że są statki (np. holowniki, statki rybackie) mające nachyloną stępkę i różne zanurzenie dziobu i rufy (tzw. przegłębienie).
  • 27. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 W takich wypadkach określa się zanurzenia dziobu i rufy (odpowiednio DT i RT ) jako odległości mierzone na odpowiednich pionach między górną krawędzią stępki a wodnicą konstrukcyjną. Rys. 12. Płaszczyzny odniesienia. 1 – płaszczyzna symetrii, 2 – wodnica konstrukcyjna, 3 – plaszczyzna owręża, 4 – owręże, 5 – płaszczyzna podstawowa [7] Ponieważ kształty kadłuba są na ogół bardzo skomplikowane i trudno byłoby przedstawić je za pomocą funkcji matematycznych, określa się je graficznie na rysunku zwanym liniami teoretycznymi. Dla linii teoretycznych przyjmuje się 3 wzajemnie prostopadłe płaszczyzny odniesienia: Rys. 13. Kadłub statku w prostokątnym ukladzie współrzędnych.[8] − symetrii xz; − owręża yz; − podstawową xy, a następnie wykonuje się przekroje kadłuba szeregiem płaszczyzn równoległych do płaszczyzn odniesienia, otrzymując w ten sposób: − wzdłużnice, czyli linie przecięcia powierzchni teoretycznego kadłuba okrętu z płaszczyznami wzdłużnicowymi (równoległymi do płaszczyzny symetrii), którymi są płaszczyzny prostopadłe do osi y układu konstrukcyjnego osi kadłuba, − wrężnice, czyli linie przecięcia teoretycznego kadłuba okrętu z płaszczyznami wrężnicowymi (równoległymi do płaszczyzny owręża), którymi są płaszczyzny prostopadłe do osi x układu konstrukcyjnego osi kadłuba; − wodnice, czyli linie przecięcia powierzchni teoretycznego kadłuba okrętu z płaszczyznami wodnicowym (równoległymi do płaszczyzny podstawowej), którymi są płaszczyzny prostopadłe do osi z układu konstrukcyjnego osi kadłuba. Na rysunku linii teoretycznych kadłub przedstawia się z reguły zwrócony dziobem w prawo. Kształty kadłuba stalowego określają zewnętrzne krawędzie wręgów. Ilość przekrojów wzdłużnicowych nie jest ściśle określona i wynosi od 2, 3 do kilkunastu, zależnie od szerokości statku. Ich odstęp ustala się albo dzieląc połowę szerokości kadłuba na równe części, albo
  • 28. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 w określonych odległościach (np. co 1 lub 2 metry). Niegdyś numerowało się je cyframi rzymskimi, poczynając od płaszczyzny symetrii, obecnie stosuje się przeważnie oznaczenia za pomocą cyfr arabskich, określające ich odległość od płaszczyzny symetrii. Rys. 14. Linie teoretyczne kadłuba [5]
  • 29. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 Wrężnice (zwane wręgami teoretycznymi) otrzymuje się dzieląc długość między pionami na 10 lub 20 (zależnie od długości statku) równych części i prowadząc przekroje w miejscach podziału. Ze względu na skomplikowane kształty dziobu i rufy z reguły stosuje się w tych częściach kadłuba tzw. wrężnice połówkowe, dzieląc dodatkowo na pół odstęp między normalnymi wrężnicami. Wrężnice oznacza się kolejnymi cyframi arabskimi, poczynając od pionu rufowego, który otrzymuje znak 0. Niekiedy kreśli się dodatkowe wrężnice (nr 20,5 i 21) dla odwzorowania kształtu dziobu statku w części znajdującej się przed pionem dziobowym. Kształty wrężnic obrazuje się na płaszczyźnie owręża, którą na rysunku umieszcza się niekiedy w przekroju owręża na tle wzdłużnic. Ze względu na symetrię kadłuba wrężnice wykreśla się tylko dla jednej burty, obrazując po lewej stronie przekroju na owrężu obrysy wrężnic rufowych, po prawej zaś wrężnic dziobowych. Przekroje wodnicowe rozmieszcza się na ogół w określonych, równych odstępach (np. dla większych statków co 1 m). Dawniej oznaczało się je kolejnymi cyframi arabskimi, poczynając od płaszczyzny podstawowej, obecnie oznaczane są przez podanie (wyrażonej w metrach) odległości od płaszczyzny podstawowej. Ze względu na symetrię wodnic względem płaszczyzny symetrii kadłuba wykreśla się je tylko dla jednej burty. W celu zwiększenia dokładności odwzorowania kształtów kadłuba na rysunku linii teoretycznych stosuje się niekiedy jeszcze jeden rodzaj przekrojów półpłaszczyznami prostopadłymi do płaszczyzn wrężnicowych i nachylonymi względem płaszczyzn wzdłużnicowych pod kątem nieprostym. Otrzymane w ten sposób linie przecięcia z powierzchnią teoretycznego kadłuba okrętu noszą nazwę ukośnic. Na rysunku umieszczane są one po drugiej stronie rzutu wodnic i oznaczane kolejnymi małymi literami alfabetu łacińskiego, poczynając od ukośnicy najniższej. Ich liczba i rozmieszczenie zależy najczęściej od wzajemnego układu wrężnic i wodnic. W związku z powyższym na rysunku kadłuba wyróżnia się cztery zasadnicze rzuty: − rzut na płaszczyznę symetrii, zwany profilem, na którym wrężnice i wodnice występują jako linie proste, − rzut na płaszczyznę podstawową, zwany rysem wodnic, na którym wrężnice i wzdłużnice występują jako linie proste, − rzut na płaszczyzny ukośnic, zwany rysem ukośnic, na którym wrężnice występują jako linie proste, − rzut na płaszczyznę owręża, zwany rysunkiem wrężnic, na którym wodnice i wzdłużnice występują jako linie proste. Nie trzeba dodawać, że współcześnie kreślenie linii teoretycznych wykonuje się komputerowo z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania wspierającego projektowanie. Kształty kadłubów okrętowych, nawet w wypadku zbliżonych wymiarów głównych, mogą się bardzo między sobą różnić. Różnice te (wynikające najczęściej z własności nawigacyjnych, oporowych, możliwości ładunkowych, jakie powinien posiadać statek określonego typu) znajdują odbicie w wartościach stosunków wymiarów głównych i współczynników pełnotliwości. Najczęściej poddaje się analizie następujące stosunki wymiarów głównych: − stosunek długości do szerokości L/B, który ma duży wpływ na wielkość oporów stawianych przez statek przy pływaniu, a tym samym na prędkość; w miarę wzrostu stosunku L/B opory ruchu maleją i rośnie prędkość, natomiast pogarsza się zwrotność i stateczność, − stosunek szerokości do zanurzenia B/T, który ma duże znaczenie dla stateczności początkowej i dla wielkości oporów w czasie pływania; jego zwiększenie powoduje polepszenie stateczności początkowej, ale jednocześnie powoduje wzrost oporów, − stosunek długości do wysokości bocznej L/H, który ma duże znaczenie dla wytrzymałości wzdłużnej statku.
  • 30. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Współczynniki pełnotliwości są to stosunki określonych objętości i pól (rys. 15). Współczynnik pełnotliwości kadłuba δ jest to stosunek objętości zanurzonej części kadłuba V do objętości prostopadłościanu o wymiarach HBL ⋅⋅ . W wypadku stosowania długości między pionami ( ppL ) oznacza się go symbolem ppδ : HBL V ⋅⋅ =δ , HBL V pp pp ⋅⋅ =δ . Współczynnik ten informuje o smukłości kadłuba i ma zasadniczy wpływ na prędkość okrętu. Im większa ma być prędkość, tym smuklejszy powinien być kadłub, czyli tym mniejszy musi być współczynnik pełnotliwości. Znając wartość współczynnika pełnotliwości kadłuba i wymiary główne, można obliczyć objętość zanurzonej części kadłuba: δ⋅⋅⋅= HBLV . Współczynnik pełnotliwości przekroju wodnicowego α jest to stosunek pola przekroju wodnicowego zF do pola opisanego na nim prostokąta: BL Fz ⋅ =α . Od wartości tego współczynnika zależy prędkość i stateczność okrętu. Współczynnik pełnotliwości przekroju wrężnicowego β jest to stosunek pola zanurzonej części przekroju wrężnicowego xF do pola opisanego na nim prostokąta: TB Fx ⋅ =β . Rys. 15. Współczynniki pełnotliwości: a) kadłuba, b) przekroju wodnicowego, c) przekroju wrężnicowego [8] Ciężar statku pustego jest to ciężar kadłuba całkowicie wyposażonego w sprzęt i urządzenia niezbędne do jego eksploatacji, bez zapasów (paliw, olejów, woda słodkiej), balastu i ładunku. Nośność jest to maksymalny ciężar, jaki statek może przyjąć na burtę w ramach największego dopuszczalnego zanurzenia. Nośność obejmuje ładunek oraz wszelkie zapasy, balast, załogę wraz z jej rzeczami osobistymi itp. Określa się ją skrótem DWT (deadweight tonnage) i podaje w tonach. Pojemności statku w przeszłości wyrażana była w tzw. tonach rejestrowych. Tona rejestrowa jest równa 100 stopom sześciennych, czyli 2,83 m3 . Rozróżniano przy tym: − pojemność rejestrową brutto (BRT – brutto register tonnage), czyli objętość wszystkich zamkniętych pomieszczeń na statku, b) c) a)
  • 31. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 − pojemność rejestrową netto (NRT – net register tonnage), czyli objętość pomieszczeń przeznaczonych do przewozu ładunku i pasażerów. Obecnie, dla określenia pojemności statku stosuje się, podawane w liczbach niemianowanych: − pojemność brutto (GT – gross tonnage), − pojemność netto (NT – net tonnage). Elementy konstrukcyjne kadłuba Konstrukcja statku jest uzależniona od funkcji jaką ma on spełniać, a zwłaszcza: − ładunków jaki ma przewozić, − przepisów klasyfikacyjnych dotyczących danego typu statków, − rejonu pływania, − sposobu eksploatacji, jednak rozwiązania konstrukcyjne różnych statków cechuje znaczne podobieństwo. Główne części konstrukcji statku to kadłub i ustawione na nim nadbudówki. Kadłub statku towarowego dzieli się na część ładunkową (ładownie lub zbiorniki), przedział siłowni, dziób oraz rufę. Podział ten uzyskuje się przez zastosowanie grodzi wodoszczelnych poprzecznych i wzdłużnych. Kadłub ma konstrukcję szkieletową wykonaną ze stalowych kształtowników tworzących wzdłużny, poprzeczny lub mieszany układ wiązań (wzmocnień). Rys. 16. Układy wiązań kadluba: a) poprzecznych, b) wzdłużnych [7] Statki małe (krótkie) budowane są z wykorzystaniem poprzecznego układu wiązań (w którym istotną rolę odgrywa poszycie kadłuba), który dobrze przenosi obciążenia lokalne. Na statkach większych konieczne jest wykorzystanie mieszanego układu wiązań, zaś na statkach największych układu wiązań wzdłużnych. Zaletą zastosowania wiązań mieszanych i wzdłużnych jest zwiększenie wytrzymałości kadłuba, a zwłaszcza podniesienie odporności na skręcanie i zginanie. Elementami wiązań poprzecznych są: − denniki, dające oparcie poszyciu dna kadłuba, − wręgi, biegnące wzdłuż burt i przenoszące obciążenia od naporu wody i od ładunku, − pokładniki, stanowiące podparcie dla pokładu. Dennik, wręgi i pokładnik tworzą ramę wręgową, będącą elementem konstrukcyjnym położonym w płaszczyźnie prostopadłej do osi podłużnej kadłuba. Elementy wiązań wzdłużnych noszą nazwę wzdłużników. Rozróżnia się przy tym: − wzdłużniki burtowe, umieszczone na różnych wysokościach wzdłuż burt, poza stykiem burty z pokładem lub dnem, − wzdłużniki denne, biegnące na różnych szerokościach wzdłuż dna, − wzdłużniki obłowe, umieszczone na styku burty z dnem, − wzdłużniki pokładnikowe, biegnące wzdłuż styku burty z pokładem, a) b)
  • 32. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 − wzdłużniki pokładowe, biegnące pod powierzchnią pokładu. Poszycie kadłuba wykonuje się ze stosunkowo cienkiej (rzadko przekraczającej grubość 40 mm) powłoki blach. Rys. 17. Konstrukcja części dziobowej statku: 1 – poszycie burty, 2 – gródź zderzeniowa, 3 – usztywnienie grodzi, 4 – pokład dziobówki, 5 – kluza łańcuchowa, 6 – pokład główny, 7 – pokładnik wzmocniony skrajnika, 8 – przestrzeń dziobówki, 9 – nadburcie dziobówki, 10 – wzmocniony wręg skrajnika, 11 – wzdłużnuik dodatkowy skrajnika, 12 – dziobnica spawana, 13 – gródź przelewowa, 14 – komory łańcuchowe, 15 – platforma, 16 – tunel steru strumieniowego, 17 – gruszka dziobowa, 18 – przydziobnicowa blacha nadburcia, 19 – skrajnik dziobowy [7] Część dziobowa to przednia część statku, znajdująca się przed przednią grodzią zderzeniową. Dziobnica (stewa dziobowa), stanowiąca najbardziej wysunięty element kadłuba, wykonana jest zwykle z profilu odlanego ze staliwa lub też jest spawana z odpowiednio ukształtowanych, grubych blach. Do dziobnicy dospawanie są blachy poszycia dziobu. Na dziobowej części pokładu głównego ustawiona jest na większości statków konstrukcja zwana nadbudówką dziobową (dziobówką). Przestrzeń w nadbudówce dziobowej, zamknięta od góry pokładem nadbudówki, jest wykorzystywana na pomieszczenia gospodarcze i mieści magazynki oraz urządzenia zasilające windy, stery strumieniowe itp. Poniżej pokładu głównego znajdują się komory łańcucha kotwicznego oraz, znajdujący się przed grodzią przednią, skrajnik dziobowy (zbiornik balastowy, rzadziej zbiornik wody słodkiej), który sięga aż do stępki statku. Dolna część dziobu uformowana w kształcie tzw. gruszki, poprawiającej charakterystykę hydrodynamiczną przedniej części kadłuba, przez co zmniejsza jego opory, a więc zwiększa szybkość i zmniejsza zużycie paliwa. Wzmocniona konstrukcja dziobu (zagęszczenie denników, wzdłużników i innych elementów wiązań) powoduje, iż dziób, ulegając w trakcie zderzenia zniszczeniu, wchłania większość energii towarzyszącej ewentualnej kolizji, chroniąc przed uszkodzeniem i zalaniem bardziej wrażliwą część ładunkową statku.
  • 33. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 Rys. 18. Budowa przedniej grodzi zderzeniowej: 1 – denny wzdłużnik środkowy, 2 – poszycie burty, 3 – wręg burtowy, 4 – środkowa gródź ramowa, 5 – wiązar grodzi, 6, 7 – wzmocnienia grodzi, 8 – węzłowka pozioma, 9 – komory łańcuchowe [7] Przestrzeń statku znajdująca się pomiędzy grodzią zderzeniową a grodzią przedziału siłowni (zazwyczaj znajdującą się na wysokości przedniej ściany nadbudówki) jest przeznaczona do przewozu ładunków. Na statkach do przewozu ładunków suchych jest ona podzielona przez grodzie poprzeczne i wzdłużne na ładownie, natomiast na statkach do przewozu ładunków płynnych i gazowych na zbiorniki ładunkowe. Ponadto w części tej znajdują się zbiorniki balastowe, paliwowe, koferdamy (puste przestrzenie), pompownie itd. Grodzie dzielą wewnętrzną przestrzeń kadłuba na przedziały wodoszczelne w sposób wyznaczony przepisami instytucji klasyfikacyjnych; ich ilość i rozmieszczenie wynika z przepisów o niezatapialności. W zasadzie odległości między grodziami są jednakowe, niekiedy jednak stosowane są na przemian ładownie krótkie i długie, i wówczas odstępy międzygrodziowe są różne. Powszechnie stosowane są obecnie grodzie profilowane (faliste), cechujące się wysoką wytrzymałością. Na statkach poziomego ładowania, na których ze względów operacyjnych budowa grodzi poprzecznych jest niewskazana, zastępowane są one szczelnymi pokładami, zapewniającymi podział kadłuba na wodoszczelne przedziały poziome. O ile jednak w przestrzeni ładunkowej grodzie występują, są one wyposażone w wielkie, wodoszczelne drzwi grodziowe, pozwalające na płynny przeładunek pojazdów. Rozwiązania przestrzeni ładunkowej na różnych typach statków różnią się między sobą. Cechą charakterystyczną ładowni masowców jest brak grodzi wzdłużnej (występuje ona niekiedy w formie szczątkowej) oraz brak charakterystycznych dla drobnicowców międzypokładów. Dno wewnętrzne w pobliżu obła jest natomiast pochylone, co ułatwia zsypywanie się ładunku w końcowej fazie wyładunku, upraszczając i przyspieszając tę operację. W tak powstałej przestrzeni mieszczą się obłowe zbiorniki balastowe. Pod pokładem umieszczone są z kolei balastowe zbiorniki szczytowe. W stanach balastowych, gdy statek jest bardzo "sztywny" (ma dużą wysokość metacentryczną i krótki okres kołysań) ich napełnienie pozwala na pewne wydłużenie okresu kołysań. Z kolei przy lżejszych ładunkach masowych, wypełniających niemal całe ładownie, ograniczają możliwość przesypywania się ładunku. Niekiedy w zbiornikach tych mieszczą się również tunele komunikacyjne. Na statkach o pełnym otwarciu ładowni i na masowcach o podwójnej burcie występują w przestrzeni ładunkowej grodzie wzdłużne, stanowiące wewnętrzną ścianę ładowni. Są one gładkie (elementy wiązań znajdują się wewnątrz zbiorników burtowych), ale mogą zawierać
  • 34. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 elementy niezbędne dla mocowania określonego ładunku (np. umieszczone we wnękach pierścienie mocujące, prowadnice kontenerów itp.). W podwójnych burtach mieszczą się również zbiorniki balastowe oraz tunele komunikacyjne. Rys. 19. Ładownie: a) masowca z pojedynczą burtą, b) masowca z podwójną burtą, c) kontenerowca z prowadnicami kontenerów: 1 – wzdłużna zrębnica ładowni, 2 – węzłówka zrębnicy ładowni, 3 – wzdłużnik pokładowy, 4 – wręg ramowy, 5 – pokładnik wzdłużny, 6 – wręgi burtowe wzdłużne, 7 – wręg burtowy, 8 – poszycie zewnętrzne kadłuba, 9 – węzłówka dolna wręgu, 10 – wzdłużne usztywnienie obła, 11 – studzienka zęzowa, 12 – wzdłużnik denny, 13 – dennik ramowy, 14 – wręg ramowy, 15 – tunel środkowy, 16 – stępka, 17 – denny wzdłużnik boczny, 18 – poszycie dna wewnętrznego, 19 – poszycie dna zewnętrznego, 20 – wzdłużnik zbiornika obłowego, 21 – zbiornik obłowy, 22 – obłowy pas poszycia, 23 – wzdłużnik burtrowy, 24 – zbiornik szczytowy [7] Z kolei ładownie drobnicowca są wyposażone najczęściej w 1 lub 2 międzypokłady, które pozwalają na racjonalne rozmieszczenie ładunków przewożonych pomiędzy wieloma portami załadunkowymi i wyładunkowymi oraz chronią delikatne ładunki przed koniecznością zbyt wysokiego piętrzenia. Międzypokłady te są zamykane pokrywami lukowymi. Na samochodowcach liczba międzypokładów dochodzi do 11, a nawet 13. Niekiedy stosowane są na nich dodatkowe międzypokłady podwieszane lub opuszczane. Przestrzeń ładunkową na zbiornikowcach stanowią zbiorniki ładunkowe, mające na współcześnie budowanych statkach ściany gładkie (elementy wzmacniające i usztywniające konstrukcję znajdują się w dnie podwójnym, w podwójnych burtach lub pokładzie), co znacznym stopniu upraszcza ich mycie. Na chemikaliowcach i produktowcach zbiorniki wykonywane są często ze stali nierdzewnej. a) b) c)
  • 35. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Cechą charakterystyczną konstrukcji kadłuba współcześnie budowanych statków jest dno podwójne. Sięga ono od burty do burty i obejmuje obło burtowe. W dnie podwójnym znajdują się zbiorniki balastowe, paliwowe oraz tunele, którymi biegną rurociągi balastowe, zęzowe, ładunkowe, itd. Rys. 20. Budowa dna podwójnego: 1 – wzdłużnik środkowy, 2 – wręg wzdłużny dna wewnętrznego, 3 – wzdłużnik denny boczny, 4 – otwór ulżeniowy, 5 – płyta obłowa, 6 – krzywizna obła , 7 – burta statku, 8 – wzdłużnik denny dna zewnętrznego, 9 – poszycie dna zewnętrznego, 10 – dennik, 11 – poszycie dna wewnętrznego, 12 – studzienka zęzowa [7] Dno podwójne ma zróżnicowaną wysokość, przy czym najwyższe jest zwykle w części dziobowej i rufowej statku. W siłowni, poza zbiornikami znajdującymi się w dnie podwójnym, jest ono jedynie przykryte luźnymi płytami stalowymi, przestrzeń pod którymi to tzw. zęzy maszynowe, natomiast w pozostałych rejonach statku stanowi element konstrukcji sztywnej kadłuba. Układ wiązań dna podwójnego składa się z belek ułożonych wzdłuż i w poprzek statku. W płaszczyźnie symetrii statku biegnie wzdłużnik środkowy, łączący stewę dziobową i rufową. Po jego obu stronach umieszczone są boczne wzdłużniki denne, zaś poprzecznie do nich przebiegają denniki. Poza dennikami będącymi ścianami zbiorników i wykonanymi jako pełne, pozostałe posiadają wycięte otwory ulżeniowe i komunikacyjne. Umożliwiają one dostęp do przestrzeni pomiędzy poszyciem zewnętrznym a wewnętrznym dla przeprowadzenia czyszczenia i konserwacji oraz pozwalają na swobodne przelewanie się cieczy. W dnie podwójnym rozmieszczone są włazy do zbiorników i koferdamów o pokrywach wpuszczanych w dno wewnętrzne. W narożnikach ładowni usytuowane są studzienki zęzowe, również wpuszczone w dno podwójne i zawierające kosze ssawne systemu zęzowego. W nich zbiera się woda, która przedostała się do ładowni i z nich jest usuwana przy pomocy pompy zęzowej. Część ładunkowa statku ograniczona jest przednią grodzią siłowni. Od tyłu przedział siłowni zamyka gródź rufowa (rys. 21.), za którą znajduje się rufa statku (rys. 22.) z koszem rufowym, skrajnikiem rufowym oraz tylnicą. Skrajnik rufowy jest zbiornikiem wody słodkiej lub balastowej, umieszczonym za grodzią rufową ponad wałem śrubowym, wychodzącym przez pochwę wału. Tylnica (stewa rufowa) jest to odlew staliwny lub konstrukcja spawana, zawierająca wyjście wału napędowego i stanowiąca zawieszenie dla steru, natomiast kosz rufowy to charakterystyczna, wysunięta część konstrukcji rufy.
  • 36. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 Rys. 21. Gródź rufowa z końcówką wału: 1 – dennik skrajnika rufowego, 2 – wał śruby napędowej, 3 – pomieszczenie maszyny sterowej, 4 – wręg burtowy, 5 – pokład główny, 6 – pokład rufówki, 7 – gródź rufowa, 8 – usztywnienia grodzi, 9 – węzłówka [7] Pokład statku podlega znacznym obciążeniom, wynikającym z pracy kadłuba na fali, faktu przewożenia na nim (w przypadku drobnicowców, kontenerowców) ładunku o znacznym ciężarze oraz zalewania przez masy wody podczas pogody sztormowej. W konstrukcji pokładu wyróżnia się wzmocnienia w postaci pokładników i wzdłużników. Dodatkowymi wzmocnieniami są zrębnice lukowe, stanowiące obramowanie luków ładunkowych, na których spoczywają pokrywy lukowe, oraz fundamenty, na których zamontowane są windy kotwiczne, cumownicze, żurawiki łodziowe oraz urządzenia przeładunkowe. Kolumny podpierające pokład noszą nazwę pilersów. Na współczesnych statkach handlowych stosuje się niemal wyłącznie pokłady stalowe. Rys. 22. Budowa rufy w rejonie stewy rufowej: 1 – stewa rufowa (tylnica), 2 – skrajnik rufowy, 3 – gródź rufowa, 4 – wał śrubowy, 5 – pochwa wału, 6 – kosz rufowy, 7 – stopa steru, 8 – ster, 9 – głowica zamocowania steru, 10 – okno sterowe [7] Poszycie kadłuba to powłoka z blach pokrywająca dno, burty i pokład statku. Płaty poszycia, podobnie jak całość konstrukcji sztywnej kadłuba, łączone są obecnie wyłącznie za pomocą spawania. Grubość blach poszycia zależy od wielkości statku i związanych z tym sił występujących w czasie pracy kadłuba, ich usytuowania oraz zastosowanego układu wiązań wewnętrznych kadłuba. Najgrubsze blachy są stosowane na dnie statku, które narażone jest na duże naprężenia
  • 37. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 zarówno w trakcie normalnej eksploatacji, jak i podczas wodowania oraz w trakcie dokowania. Najgrubszym elementem dna statku jest biegnąca wzdłuż jego osi wzdłużnej stępka. Poszycie burt największą grubość przyjmuje tuż przy dnie i maleje w kierunku pokładu. Większą grubość posiada burta w miejscu zwanym mocnicą burtową, czyli połączeniu burty i pokładu oraz w rejonach dziobu i rufy. Burty statków, posiadających klasę lodową, są ponadto wzmocnione (przez zastosowanie odpowiednich wiązań i grubszych blach poszycia) w obrębie tzw. pasa lodowego. Grubość poszycia pokładu wykazuje znaczne zróżnicowanie. Blachy o największej grubości stosowane są w rejonie luków ładunkowych. Przedłużenie burty ponad pokład otwarty stanowi nadburcie, które zabezpiecza ludzi i sprzęt statkowy przed wypadnięciem za burtę oraz w pewnym stopniu ogranicza napływ na pokład wody i chroni ładunek pokładowy. Konstrukcja nadburcia umożliwia swobodny odpływ wody. Wytrzymałość kadłuba Statek jest konstrukcją narażoną na silne naprężenia, wynikające przede wszystkim z: − nierównomiernego (a niekiedy nieprawidłowego) załadunku lub wyładunku, − pracy kadłuba na fali. Statki przyjmują do swych ładowni dziesiątki, a nawet setki tysięcy ton ładunku, przy czym dzieje się to sekwencjami. Może więc wystąpić sytuacja, iż posiadają one duże ciężary w jednej ładowni, podczas gdy ładownie sąsiednie, puste, mają znaczną wyporność. Na grodziach oddzielających sąsiednie ładownie będą zatem występowały ogromne obciążenia, w postaci sił tnących i momentów gnących, które mogą doprowadzić do poważnych uszkodzeń kadłuba, a nawet do przełamania statku. Rys. 23. a) Obciążenia kadłuba wynikające z nierównomiernego obciążenia przedzialów ładunkiem. b) Zamienne wykorzystanie balastu i ładunku dla uzyskania zbliżonego obciążenia przedziałów [7] Z tego powodu każdy duży statek posiada specjalnie przygotowany przez konstruktorów program ładowania, który ustala kolejność i ilość ładunku, jaki może być przyjęty w poszczególnych sekwencjach do każdej ładowni, aby nie dopuścić do przekroczenia naprężeń dopuszczalnych. Trudniejsze do uniknięcia są szkody, jakich kadłub statku może doznać na fali oceanicznej. Co prawda statki są projektowane tak, aby wytrzymały bardzo duże obciążenia, niemożliwe jednak jest przewidzenie warunków ekstremalnych, jakie w ciągu swej eksploatacji statek może napotkać. Szczególnym zagrożeniem dla wytrzymałości statku jest poruszanie się kursem b) a)
  • 38. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 prostopadłym do fal o długości równej długości statku, jakie nierzadko spotyka się podczas żeglugi oceanicznej. Rys. 24. Obciążenia zginające kadłub na grzbiecie i w dolinie fali o długości równej długości statku [8] Dlatego też żegluga w obszarach pogody sztormowej wymaga szczególnej ostrożności, przejawiającej się w szczególności odpowiednio wczesnym rozpoczęciem sztormowania. Sztormowanie polega na redukcji szybkości lub zmianie kursu, koniecznymi dla zmniejszenia skutków niekorzystnego oddziaływania na kadłub warunków zewnętrznych. Zjawiskiem szczególnie niebezpiecznym dla kadłuba jest tzw. slamming, czyli twarde uderzenia części dziobowej lub rufowej statku o falę. W jego wyniku następują silne wstrząsy i długotrwałe wibracje kadłuba, powodujące zmęczenie i pękanie elementów konstrukcji kadłuba. Materiały konstrukcyjne stosowane w budowie statków Podstawowym materiałem, z którego wykonywane są kadłuby okrętowe, jest stal okrętowa, dzieląca się według sposobu produkcji na stal walcowaną, kutą i odlewaną, czyli staliwo. Największy udział wśród wyrobów stalowych mają wyroby walcowane (blachy i kształtowniki), stanowiące fabrykat stosowany na wiązania i poszycie. Staliwo i stal kuta używane bywają na nieliczne elementy kadłuba, jak dziobnica i tylnica. Stal okrętowa musi spełniać wymagania: − technologiczne, wynikające ze stosowanych w budowie kadłuba metod technologicznych, − wytrzymałościowe, wynikające z warunków pracy konstrukcji kadłuba. Wymagania te obejmują własności mechaniczne, skład chemiczny i sposób wytwarzania stali. Metody technologiczne (spawanie) wymagają stosowania stali walcowanych drobnoziarnistych, o niskiej zawartości węgla, odtlenionych manganem i krzemem i uspokojonych aluminium, poddanych wyżarzaniu normalizującemu. Z warunków obciążenia i pracy konstrukcji wynikają wymagania wytrzymałościowe, przede wszystkim: granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, a także udarność (szczególnie w niskich temperaturach, zapobiegająca tzw. kruchemu pękaniu). Jakość stali okrętowej jest przedmiotem szczególnej uwagi instytucji klasyfikacyjnych, a przepisy jej dotyczące są bardzo szczegółowe (przykładowo w Przepisach Klasyfikacji i Budowy Statków Morskich Polskiego Rejestru Statków zagadnienia te reguluje część IX „Materiały i spawanie”). Fabrykaty ze stali okrętowej podlegają odbiorowi jakościowemu inspektora instytucji klasyfikacyjnej u wytwórcy (w hucie), po którym podlegają trwałemu ocechowaniu znakiem instytucji i otrzymują odpowiednie świadectwo (atest).
  • 39. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 Instytucje klasyfikacyjne poszczególnych krajów formułują własne przepisy dla określenia jakości stali kadłubowych, jednak różnice występujące w tych przepisach są stosunkowo niewielkie, gdyż wymagania określane są w oparciu o wzajemne uzgodnienia, niezbędne ze względu na współpracę przemysłu okrętowego różnych krajów. Dzielą zatem instytucje klasyfikacyjne stale kadłubowe na dwie grupy wytrzymałości: − stal zwykłą, − stal o podwyższonej wytrzymałości (PW). Każda z grup dzielona jest na kategorie jakości, przy czym w poszczególnych kategoriach stale nie różnią się zwykle granicą plastyczności i wytrzymałością na rozciąganie, natomiast odmienny jest ich skład chemiczny, udarność, sposób odtleniania lub obróbka cieplna. Przykładowo, przepisy PRS wyróżniają stale zwykłe o kategoriach A, B, D i E oraz stale PW o kategoriach AH32, AH36, AH40, DH32, DH36, DH40, EH32, EH36, EH40, FH32, FH36, FH40, przy czym litera H stanowi oznaczenie stali PW, natomiast liczba (32, 36, 40) oznacza najmniejszą dopuszczalną granicę plastyczności Re (odpowiednio: 315, 355 i 390 MPa). Zależnie od rodzaju wiązania przepisy wymagają stosowania określonej kategorii stali. Na bardziej odpowiedzialne wiązania i fragmenty poszycia stosuje się wyższe kategorie stali, charakteryzujące się z reguły wyższą udarnością i odpornością na kruche pękanie. W wyborze kategorii stali odgrywa również rolę grubość elementu, bowiem im grubsza blacha, tym mniejsza jest jej odporność na działanie karbu oraz gorsza spawalność. Ponadto im niższa temperatura w przewidywanym rejonie eksploatacji statku, tym wyższa kategoria stali powinna zostać użyta do jego wykonania. Rys. 25. Przykład doboru kategorii stali i grubości blach na poszycie burt [13] Blachy okrętowe wytwarzane są przez huty w typoformatach, określonych przez grubość, szerokość i długość. Grubość produkowanych blach jest stopniowana co 0,5 mm dla blach cienkich (do 10 mm), co 1 mm dla blach o średnich grubościach (10÷20 mm), co 2 mm dla blach o grubościach od 22 mm do 32 mm oraz co 4 mm dla blach o grubościach powyżej 32 mm. Arkusze blach mają znormalizowaną szerokość 1000÷3500 mm (mniejsze szerokości mają blachy cieńsze, a większe – blachy grubsze) stopniowaną co 250 mm. Długości arkuszy sięgają 18 metrów, przy czym istnieje tendencja do zwiększania formatów, zwłaszcza blach grubszych, z uwagi na wzrost wielkości budowanych kadłubów. Ograniczeniem w tym względzie są możliwości transportowe oraz wyposażenie techniczne stoczni, np. w urządzenia transportu wewnętrznego. Spośród wielu rodzajów kształtowników walcowanych największe zastosowanie w budowie
  • 40. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 kadłuba mają: − kątowniki nierównoramienne, − teowniki, − płaskowniki łebkowe (łebkowniki). W mniejszym stopniu wykorzystywane są również: kątowniki równoramienne, ceowniki, dwuteowniki, profile specjalne, pręty okrągłe i półokrągłe oraz rury bez szwu. Rys. 26. Profile stalowe gorącowalcowane, stosowane w budowie okrętów: kątownik równoramienny, kątownik nierównoramienny, teownik, płaskownik łebkowy, dwuteownik, ceownik [11] Staliwo, używane w budowie kadłuba w postaci odlewów tylnic, dziobnic, a także wsporników wałów, trzonów i ram sterowych jest, podobnie jak stal walcowana, objęte ścisłymi wymaganiami przepisów instytucji klasyfikacyjnych. Staliwne odlewy poddawane są z reguły obróbce cieplnej. Elementy kadłuba po obróbce podlegają spawaniu. W prefabrykacji i montażu kadłuba znajduje zastosowanie wyłącznie spawanie elektryczne, wykonywane takimi metodami jak: − spawanie automatyczne pod topnikiem (łukiem krytym), − spawanie półautomatyczne drutem pełnym lub rdzeniowym w osłonie gazowej (MIG/MAG), − spawanie elektrodą otuloną. Proces spawania regulują przepisy instytucji klasyfikacyjnych, obejmujące: − certyfikację materiałów spawalniczych (materiały spawalnicze wymagają uznania instytucji klasyfikacyjnej, które jest jednoznaczne z nadaniem im określonej kategorii, informującej m.in. o własnościach wytrzymałościowych, takich jak np. udarność w niskich temperaturach, oraz o własnościach technologicznych np. dopuszczonych pozycjach spawania), − zasady doboru kategorii materiałów spawalniczych do wykonania połączeń materiałów konstrukcyjnych określonej kategoriach, − przebieg procesu technologicznego (prace spawalnicze w obrębie kadłuba mogą wykonywać wyłącznie spawacze posiadający uprawnienia danego towarzystwa, uzyskane w wyniku pozytywnie zdanego egzaminu), − zakres i sposób kontroli spoin. Po montażu stalowy kadłub okrętu podlega konserwacji, wykonywanej za pomocą najczęściej trójwarstwowych powłok malarskich, wykonanych z zastosowaniem specjalnych farb okrętowych. Zagadnienia dotyczące malowania kadłuba zostaną szczegółowo omówione w kolejnej jednostce modułowej. Do budowy kadłubów mniejszych jednostek stosowane są również stopy aluminium i laminaty. O ile zastosowanie stopów aluminium do budowy kadłubów ma charakter ograniczony ze względu na cenę tego materiału, jak również postęp technologiczny w zakresie wytwarzania kadłubów z laminatów, o tyle dość powszechnie stosowane są one do budowy nadbudówek, ze względu na znaczne oszczędności ciężarowe, dzięki czemu uzyskuje się obniżenie położenia środka ciężkości, a tym samym poprawienie stateczności statku. Aluminium jako materiał niemagnetyczny jest również doskonałym tworzywem na konstrukcję nadbudówki w rejonie kompasu magnetycznego. Stopy aluminium stosowane w okrętownictwie zawierają magnez i niewielką ilość manganu,
  • 41. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 nie mogą natomiast zawierać domieszek miedzi ze względu na podatność na korozję międzycząsteczkową, jaka wystąpiłaby pod wpływem działania wody morskiej oraz soli zawartej w powietrzu. Materiały walcowane z tych stopów (płyty i profile), poddawane są zwykle procesom uodporniania powierzchni przeciw korozji m.in. przez anodowanie drogą utleniania elektrolitycznego lub pokrywanie cienką warstewką kadmu lub cynku. Łączenie elementów konstrukcji aluminiowych odbywa się głównie za pomocą spawania w osłonie gazów szlachetnych, na przykład argonu, lub za pomocą elektrod. Połączenia konstrukcji aluminiowych z konstrukcją stalową muszą być izolowane za pomocą przekładek, zapobiegających bezpośredniemu zetknięciu się obu metali, dla uniknięcia utworzenia się ogniwa galwanicznego, a w rezultacie szybkiego zniszczenia konstrukcji w wyniku korozji elektrochemicznej. Laminaty poliestrowo-szklane jako tworzywa konstrukcyjne do budowy kadłuba są stosowane w okrętownictwie od około 50 lat i wykazują liczne zalety w porównaniu z klasycznymi materiałami (drewnem, stopami aluminium i stalą): − są lekkie (ich gęstość jest ok. pięciokrotnie mniejsza niż gęstość stali), − cechują się wysoką wytrzymałością (zwłaszcza udarnością), − nie wymagają konserwacji (są całkowicie odporne na korozję, gnicie lub niszczenie przez robactwo), − zapewniają całkowitą szczelność kadłuba, − nie wymagają tak pracochłonnych procesów technologicznych, jak stal i aluminium, − umożliwiają prowadzenie budowy w małych stoczniach o skromnym wyposażeniu, przez personel o stosunkowo niskich kwalifikacjach, − pozwalają na uzyskanie wysokiej gładkości poszycia kadłuba, − umożliwiają nadanie jednostce nowoczesnych kształtów (pozwalają na formowanie dowolnych krzywizn), − cechują się wysokim stopniem tłumienia wibracji i hałasu, − cechują je dobre własności izolacyjne i niemagnetyczność. Do budowy kadłubów w największym zakresie stosuje się laminaty na bazie żywic poliestrowych, zbrojone tkaninami szklanymi i matami szklanymi. Dodać należy, że konstrukcja kadłuba z laminatu jest zasadniczo różna od kadłuba metalowego, m.in. często nie występują w niej tradycyjnie rozumiane wiązania. Niniejszy przegląd nie obejmuje oczywiście wszystkich materiałów stosowanych w okrętownictwie, ponieważ materiały do budowy elementów wyposażenia okrętowego nie odbiegają zasadniczo od tych stosowanych w innych dziedzinach techniki. Zbiorniki i ich sondowanie Ze względów eksploatacyjnych statek wyposażony jest w dużą ilość (do kilkudziesięciu) zbiorników. Zbiorniki statkowe sklasyfikować można ze względu na: − konstrukcję, − rozmieszczenie, − przeznaczenie. Pod względem konstrukcji zbiorniki dzielą na: − wstawiane, − kadłubowe.
  • 42. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 Rys. 27. Przykładowy układ zbiorników na statko ro-ro [7] Zbiornikami wstawianymi są samonośne zbiorniki ładunkowe na gazowcach, nie związane sztywno z kadłubem statku. Zbiorniki kadłubowe to, dla przykładu, zbiorniki w dnie podwójnym. Ze względu na rozmieszczenie dzielimy zbiorniki na: − zbiorniki dna podwójnego, − zbiorniki obłowe, − zbiorniki w skrajnikach,
  • 43. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 42 − zbiorniki wysokie, − zbiorniki podpokładowe. Zbiorniki dna podwójnego mieszczą się między dnem wewnętrznym a zewnętrznym i są ograniczone szczelnymi dennikami i wzdłużnikami. Skrajniki zajmują przestrzeń od jednego z górnych pokładów do (najczęściej) stępki przed przednią grodzią zderzeniową i za grodzią rufową. Zbiorniki wysokie sięgają od dna do jednego z pokładów i rozciągać się mogą od burty do burty. Zbiorniki podpokładowe (szczytowe) zajmują przestrzeń pomiędzy burtami i pokładem. Ze względu na przeznaczenie zbiorniki dzielimy na: − balastowe, − wody słodkiej, − paliwa ciężkiego, − paliwa lekkiego, − olejów, − ładunkowe, − specjalnego przeznaczenia (np. stabilizacyjne, przeciwprzechyłowe). Zbiorniki balastowe stanowią liczną grupę zbiorników, zwłaszcza na statkach poziomego ładowania, na których prowadzony niesymetrycznie przeładunek wymaga dużych i szybkich operacji balastowych. Na bieżąco niewielkie przechyły mogą być likwidowane przy pomocy automatycznych pomp systemu przeciwprzechyłowego, które z dużą wydajnością przepompowują wodę pomiędzy wyodrębnionymi burtowymi zbiornikami balastowymi (zbiornikami przeciwprzechyłowymi). Przy większym przechyle konieczne staje się jednak uruchomienie dodatkowo zbiorników właściwego systemu balastowego. Kolejnym zadaniem zbiorników balastowych jest poprawienie stateczności statku. Przyjęcie wody balastowej do nisko położonych zbiorników służy zwiększeniu wysokości metacentrycznej statku. W sytuacji odwrotnej, gdy załadowane dolne ładownie i pusty pokład otwarty powodują nadmierną stateczność, ("usztywnienie" statku) w celu zmniejszenia występujących w takiej sytuacji nadmiernych przyspieszeń, niebezpiecznych dla konstrukcji statku, napełnia się podpokładowe zbiorniki balastowe. Na statkach poziomego ładowania, w celu zmniejszenia przyspieszeń groźnych dla zamocowań ładunku, stosuje się system stabilizacyjny, oparty o np. zbiornik typu FLUME. Działanie systemu polega na zakłóceniu normalnych przechyłów statku na fali przez opóźnienie przepływu wody pomiędzy zbiornikami balastowymi, znajdującymi się na obu burtach, w stosunku do przechyłów statku. Opóźnienie przepływu uzyskuje się dzięki zastosowanie przewężeń w rurociągach łączących zbiorniki. W rezultacie okres kołysań statku ulega wydłużeniu, natomiast ich amplituda – zmniejszeniu. Zbiorniki takie są zwykle umieszczane w pobliżu owręża i są to zbiorniki wysokie, biegnące od burty do burty. Pozostałe zbiorniki balastowe znajdować się mogą we wszystkich innych miejscach, tzn. zarówno w skrajnikach, jak i w dnie podwójnym, oble dennym i podwójnych burtach statku.
  • 44. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 43 Rys. 28. Podpokładowy zbiornik balastowy: 1 – pokrętło zaworu odcinającego, 2 – zamknięcie rury sondażowej, 3 – właz, 4 – gródź wzdłużna, 5 – gródź przednia, 6 – wiązania kadłuba, 7 – gródź tylna, 8 – kosz ssawny, 9 – burta [7] Zbiorniki paliwa ciężkiego (dla silnika głównego) są umieszczane głównie w dnie podwójnym, ale niekiedy przeznacza się do tego celu również zbiorniki wysokie. Zbiorniki te wyposażone są w system grzewczy (z reguły parowy), konieczny z uwagi na dużą gęstość paliwa ciężkiego, uniemożliwiającą jego transport przy niskiej temperaturze. Zbiorniki paliwa lekkiego umieszczane są głównie w dnie podwójnym (rzadziej w burtach); a niektóre z nich znajdują się w obrębie siłowni. Zbiorniki paliwa lekkiego nie wymagają systemu grzewczego. W siłowni znajdują się ponadto zbiorniki oleju smarnego. Zbiorniki wody słodkiej znajdują się zwykle w rufowej części kadłuba. W celu zapewnienia odpowiednich standardów czystości wody wymagają pokrycia ścian wewnętrznych specjalnymi rodzajami farb. Przestrzeń ładunkową zbiornikowców stanowią zbiorniki ładunkowe. W zależności od typu ładunku, są one wykonane z odpowiedniego gatunku stali (np. nierdzewnej lub kwasoodpornej) i mają odpowiednie wyposażenie np.: − urządzenia do mycia, − urządzenia do napełniania gazem neutralnym, − system grzania ładunku, bezpośredni (za pomocą wężownic grzewczych umieszczonych wewnątrz zbiornika) lub pośredni (w koferdamach sąsiadujących ze zbiornikiem). Elementami wyposażenia zbiorników są ponadto, stosownie do potrzeb: − rurociągi do napełniania i rurociągi ssawne, − pompy, − włazy i schodnie, − urządzenia odpowietrzające, − rury sondażowe, − urządzenia do pomiaru stopnia zapełnienia, − urządzenia do pomiaru temperatur, − alarmy wysokiego i niskiego poziomu.
  • 45. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 44 Rys. 29. Budowa i wyposażenioe zbiornika ładunkowego na chemikaliowcu: 1 – wzdłużna gródź falista, 2 – wężownice grzewcze ładunku, 3 – rurociąg opadowy do załadunku i cyrkulacji ładunku, 4 – poprzeczna gródź falista, 5 – schodnia, 6 – właz, 7 – rurociąg odpowietrzenia i wentylacji zbiornika, 8 – radarowy miernik poziomu, 9 – alarm wysokiegio stanu, 10 – wlot instalacji do mycia zbiornika, 11 – pompa głębinowa [7] W związku z rozwojem automatyki okrętowej ręczne sondowanie zbiorników odgrywa coraz mniejszą rolę. Miejsce sond ręcznych zajęły czujniki poziomu cieczy (np. radarowe, ultradźwiękowe) włączone do obwodów pomiarowo-kontrolnych, sygnalizacyjnych albo automatycznego sterowania i regulacji; wypracowane przez takie czujniki sygnały umożliwiają albo prowadzenie napełniania bądź opróżniania zbiorników bez udziału człowieka (jak w opisanej wcześniej instalacji przeciwprzechyłowej), bądź pozwalają na zdalny odczyt niezbędnej informacji (o stanie zapełnienia, osiągnięciu poziomów alarmowych) w czasie rzeczywistym (np. z mostka zintegrowanego). Tym niemniej sondowanie ręczne jest stosowane jako główna lub rezerwowa metoda sondowania. Identyfikację zbiorników ułatwiają znajdujące się przy wszystkich wylotach sondażowych tabliczki rozpoznawcze. Wyprowadzenia przewodów umieszczane są ponad zbiornikami, a ich lokalizacja zależy m.in. od przeznaczenia zbiornika, np. wyprowadzenia przewodów pomiarowych zbiorników paliwa ciężkiego lub olejów mogą znajdować się w siłowni lub w tunelu wału, natomiast wyprowadzenia przewodów pomiarowych zbiorników paliwa lekkiego ze względów bezpieczeństwa znajdują się na pokładzie otwartym. Na pokład otwarty wyprowadza się również rury pomiarowe z innych zbiorników, nad którymi nie ma odpowiednich pomieszczeń do ich umieszczenia oraz rury pomiarowe na statkach pasażerskich. Sondę pomiarową, w postaci płaskownika pomiarowego o długości 1 metra, wsuwa się do przewodu pomiarowego, po uprzednim otwarciu jego wylotu. Zabezpieczenie wylotu może stanowić: − kurek samozamykający, stosowany na wylotach przewodów pomiarowych zbiorników paliwa ciężkiego i wody słodkiej, − przykręcana pokrywa stosowana jako zamknięcie przewodów pomiarowych wyprowadzonych na pokład otwarty, − nakręcany korek, stosowany w przypadku otworów do sondowania umieszczonych w przewodach odpowietrzających.