Коэффициенты полноты формы корпуса особенности формы корпуса судов

Обновлено: 19.05.2024

Теоретический чертеж и главные размерения корпуса. Образование проекции всех сечений на плоскость мидель-шпангоута. Суть формы судовой обшивки. Анализ коэффициентов продольной и вертикальной полноты. Основные признаки сухогрузных теплоходов и танкеров.

Рубрика Транспорт
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 13.09.2017
Размер файла 804,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Геометрия корпуса судна и элементы теоретического чертежа

1. Теоретический чертеж и главные размерения корпуса

Мореходные качества судов зависят от формы и размеров корпуса. Форма корпуса может быть задана аналитически (в виде формул), в табличном и графическом видах. наиболее наглядно и точно форма корпуса описывается графически в виде теоретического чертежа, который представляет собой изображение теоретической поверхности корпуса. Он выполняется в соответствии с требованиями государственных стандартов [1], [2].

У судов с металлической обшивкой в качестве теоретической принимается внутренняя поверхность обшивки корпуса; у судов с деревянной или железобетонной обшивкой - наружная поверхность днища и бортов без учета местных утолщений.

С использованием теоретического чертежа расчетом определяются мореходные (навигационные) качества судна; он необходим также при постройке и ремонте судна, при модернизации, при установке на судно дополнительного оборудования, при определении площади и объема различных помещений на судне.

Теоретический чертеж вычерчивается в трех проекциях. Он включает три семейства линий, получающихся при пересечении поверхности корпуса плоскостями, параллельными трем следующим взаимно перпендикулярным координатным плоскостям.

Продольно-вертикальную плоскость принято именовать диаметральная плоскость и обозначать - ДП; поперечно-вертикальную - плоскость мидель-шпангоута (условное обозначение ); горизонтальную - основная плоскость (ОП) (рис. 1.1).

Диаметральная плоскость (ДП) - продольная вертикальная плоскость, проходящая через середину ширины судна и являющаяся плоскостью симметрии поверхности корпуса судна.

Плоскость мидель-шпангоута (проще - плоскость миделя) - поперечная вертикальная плоскость, расположенная посередине конструктивной длины судна.

Рис. 1.1. Координатные плоскости

Основная плоскость (ОП) - горизонтальная плоскость, проходящая через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидель-шпангоута.

В задачах, связанных с определением геометрических характеристик корпуса и посадки судна, обычно используют связанную с судном прямоугольную координатную систему 0XYZ в которой положительная полуось 0Х направлена в нос по линии пересечения ДП и ОП, положительная полуось 0Y - на правый борт по линии пересечения плоскости мидель шпангоута с ОП, ось 0Z - вверх по линии пересечения ДП с плоскостью мидель-шпангоута (см. рис. 1.1).

Сечения, образованные плоскостями, параллельными какой-либо координатной плоскости, проектируются на нее в истинном виде, а на две другие координатные плоскости - в виде прямых. Эти прямые, являющиеся следами секущих плоскостей, образуют сетку теоретического чертежа судна.

Рис. 1.2. Сечения поверхности корпуса плоскостями, параллельными координатным

На теоретическом чертеже изображают, как правило, равноотстоящие батоксы, шпангоуты, ватерлинии (на рис. 1.3 см. интервалы соответственно).

Количество батоксов принимается от 2-х до 4-х на один борт, не считая диаметрального батокса. Число ватерлиний берется, в зависимости от погружения судна, от 4-х до 10 - в пределах подводной части судна. В надводной части, особенно для судов с наклонными бортами, делаются 2-3 дополнительных сечения судна горизонтальными плоскостями; при этом расстояние между ватерлиниями в подводной и надводной частях могут быть различными.

Число теоретических шпангоутов обычно составляет 21, включая мидель-шпангоут и конечные - носовой и кормовой шпангоуты. иногда в оконечностях судна делаются дополнительные поперечные сечения - половинные или четвертные, проходящие на половине или на одной четверти расстояния между основными шпангоутами.

Нумерацию батоксов производят влево и вправо от ДП римскими цифрами (I, II и т.д.), нумерацию ватерлиний от ОП - вверх от 0 до 10, нумерацию шпангоутов - с носа в корму от 0 до 20.

На всех проекциях теоретического чертежа наносится бортовая линия палубы (линия пересечения поверхности палубы и борта) (см. рис. 1.3).

Рис. 1.4. Сетка теоретического чертежа

После построения сетки, с ее использованием, наносят линии теоретических шпангоутов, батоксов и ватерлиний.

Поскольку все эти линии изображают одну и ту же поверхность, они должны быть согласованы между собой. При построении теоретического чертежа необходимо обеспечить согласование точек пересечения ватерлиний и шпангоутов по ширине судна, ватерлиний и батоксов - по длине судна, батоксов и шпангоутов - по высоте борта.

Нумерация шпангоутов может быть различной в зависимости от выбранной схемы расчетов по теоретическому чертежу. Применяется последовательная нумерация в направлении от носового шпангоута к кормовому, когда крайнему носовому шпангоуту присваивается нулевой номер. Применяется также и такая система, когда мидель-шпангоуту присваивается нулевой номер: носовые шпангоуты нумеруются по порядку, начиная от мидель-шпангоута в нос, а кормовые - от мидель-шпангоута в корму, при этом для кормовых - цифры ставятся со штрихами (см. рис. 1.4).

Масштаб теоретического чертежа выбирается исходя из размеров судна и принимается: для больших судов 1:200, для судов средней длины - 1:100 и для малых судов 1:50 или 1:25.

Главными размерениями корпуса судна считаются его длина, ширина, осадка и высота борта.

Различают четыре группы главных размерений корпуса: конструктивные, расчетные, наибольшие и габаритные. Конструктивные размеры характеризуют конструктивную ватерлинию и ее положение по высоте относительно ОП; расчетные размерения характеризуют расчетную ватерлинию (ватерлинию, отличающуюся от конструктивной) и ее положение по высоте; наибольшие размерения определяются по теоретической поверхности корпуса; габаритные размеры судна определяются с учетом закрепленных на корпусе постоянно выступающих частей.

Длина по конструктивной ватерлинии (длина конструктивная): L - расстояние между точками пересечения КВЛ с теоретическими линиями форштевня и ахтерштевня (для двухвинтовых судов L совпадает с длиной между перпендикулярами, которые на рис. 1.5, а, обозначены: НП (носовой перпендикуляр) и КП - (кормовой перпендикуляр). Длина конструктивная делится на 20 равных частей - теоретических шпаций (см. рис. 1.4).

Ширина конструктивная: В - расстояние между касательными к конструктивной ватерлинии, параллельными диаметральной плоскости.

Осадка судна по конструктивную ватерлинию: Т - расстояние между плоскостью конструктивной ватерлинии и основной плоскостью, измеренное в пересечении плоскости мидель-шпангоута с диаметральной плоскостью (см. рис. 1.5).

Высота борта: Н - расстояние от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы, измеренное в плоскости мидель-шпангоута.

Размеры L,B,T служат в качестве базы для построения сетки теоретического чертежа (см. рис. 1.4).

Длина по расчетной ватерлинии: Lвл - расстояние, измеренное в плоскости расчетной ватерлинии между крайними носовой и кормовой ее точками в диаметральной плоскости. Расчетная ватерлиния, соответствует осадке Твл, измеренной в пересечении плоскостей мидель-шпангоута и ДП (см. рис. 1.5).

Ширина по расчетной ватерлинии: Ввл - наибольшее расстояние, измеренное между теоретическими поверхностями бортов на уровне расчетной ватерлинии перпендикулярно диаметральной плоскости.

Длина наибольшая Lнб - расстояние между крайними точками носовой и кормовой оконечности теоретической поверхности корпуса, измеренное перпендикулярно плоскости мидель-шпангоута.

Ширина наибольшая Внб - расстояние, измеренное перпендикулярно диаметральной плоскости, между крайними точками теоретической поверхности корпуса.

Длина габаритная Lгб - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечности корпуса с учетом постоянно выступающих частей (металлическая обшивка, кринолин, устройство для толкания и т.п.) (см. рис. 1.5, б).

Ширина габаритная Вгб - расстояние, измеренное перпендикулярно диаметральной плоскости между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей.

2. Характеристики формы судового корпуса

Для характеристики формы корпуса судна используются значения соотношений главных размерений корпуса и коэффициентов полноты. Наряду с этими безразмерными показателями форма корпуса характеризуется очертаниями мидель-шпангоута, носовой и кормовой оконечностей.

Из отношений главных размерений основными являются следующие: L/B, B/T, L/H, H/T.

Отношение L/В (относительное удлинение) влияет на ходкость, устойчивость на курсе и поворотливость судна. Чем больше скорость хода водоизмещающего судна, тем больше должно быть это отношение. С увеличением L/B устойчивость судна на курсе, как правило, повышается, а поворотливость ухудшается.

Увеличение отношения B/T положительно сказывается на поперечной остойчивости при наклонениях на малые углы.

С уменьшением B/T повышается устойчивость водоизмещающего судна на курсе, но снижается его поворотливость. Отношение B/T влияет на качку и сопротивление воды движению судна.

Отношение L/H в большой мере влияет на общую продольную прочность судна. Увеличение высоты борта приводит к возрастанию момента сопротивления сечения корпуса, что позволяет уменьшить размеры его связей и массу.

Отношение H/T влияет на остойчивость при больших углах крена и обеспечение непотопляемости.

Коэффициенты полноты представляют собой отношение площади главных сечений корпуса, а также его подводного объема, к площади и объему прямоугольных геометрических фигур с теми же размерами. Используются пять различных коэффициентов полноты.

Коэффициент полноты ватерлинии ( ), равен отношению площади ватерлинии (S) к площади прямоугольника, построенного на ее главных размерениях L и В (рис. 1.6, а), т.е.

Рис. 1.6. К определению коэффициентов полноты корпуса судна

Коэффициент полноты мидель-шпангоута ( ), равен отношению площади погруженной части миделя ( ) к площади прямоугольника со сторонами В и Т (рис. 1.6, б), т.е.

Коэффициент полноты водоизмещения (коэффициент общей полноты) ( ), равен отношению объемного водоизмещения (V) к объему параллелепипеда, построенного на его главных размерениях (рис. 1.6, в), т.е.

Коэффициент продольной полноты ( ), равен отношению объемного водоизмещения к объему цилиндра, имеющего основанием погруженную площадь миделя и длину L (рис. 1.6, г), т.е.

Коэффициент вертикальной полноты ( ), равен отношению объемного водоизмещения к объему цилиндра, имеющего основанием площадь ватерлинии и высоту Т (рис. 1.6, д), т.е.

Коэффициенты , и являются независимыми и считаются основными. Коэффициенты и являются производными от основных, т.е.

В табл. 1.1 приведены соотношения главных размерений и значения коэффициентов полноты для некоторых типов судов.

Читайте также: