© Канифольский А.О., 2014
Под обеспечением вместимости, в теории проектирования судов, понимают такое соотношение объемов, при котором требуемый объем корпуса, надстроек и рубок соответствует фактическому объему и/или требуемая суммарная площадь палуб, платформ, ярусов судна соответствует его фактической площади. Для графического описания вместимости всех помещений судна используют эпюру вместимости. Рассматривая классификацию судов [1], можно отметить, что в переходном режиме движения могут эксплуатироваться пассажирские, грузопассажирские, туристические, лоцманские суда. Для этих типов судов, при расчете вместимости характерным будет применение уравнения связывающего требуемые и фактические площади палуб, платформ и ярусов судна. В дальнейшем, после определения минимально необходимых просветов между палубами и высот ярусов надстроек и рубок, можно перейти к объемам.
В настоящее время, существуют требования международной конвенции по обмеру судов, национальные правила и правила обмера судов, проходящих различными каналами (Суэцким, Панамским). Единицы измерения валовой и чистой вместимости, которая получена в результате применения конвенционных и национальных правил, в настоящий момент отсутствуют. При применении Суэцких правил обмера, единица измерения вместимости - регистровая тонна.
|
|
Оба вида вместимости и заносятся в международное мерительное свидетельство и используются:
- как удостоверение судна;
- как параметр, который характеризует размеры судна, с целью применения к судну тех или иных требований международных конвенций и национальных правил;
- как показатель для получения с судна сборов за эксплуатационные услуги (услуги лоцмана, проход каналов, использование буксиров, доков, причалов и т.д.);
- как статистический показатель;
- определения стоимости фрахтования судна или его продажи.
Если рассматривать требования различных международных морских конвенций, то можно отметить, что эти требования зачастую применяются к судам длиной более чем 24 м. Проблема определения длины, которая характеризует малотоннажное быстроходное судно, решена в [2]. В этой работе показано, что длина малого быстроходного судна прибрежного района плавания L < 38 м.
Для быстроходных судов переходного режима движения, существует диапазон оптимальных значений соотношений их главных размерений. Эти соотношения продиктованы соображениями снижения сопротивления воды движению судна в переходном режиме движения. Появляется возможность рассчитать главные размерения малого судна, которое исследуется.
Обычно валовая и чистая вместимости судна рассчитываются по формулам конвенции по обмеру судов. В случаях, когда невозможно по тем или иным причинам применить формулы конвенции применяется упрощенный метод, который предлагает ИМО [3]. Для исследуемого судна . Чистая вместимость .
|
|
Правила Регистра Судоходства Украины по обмеру морских судов и судов смешанного плавания предлагают определять валовую вместимость судов длиной менее 24 м. по следующей формуле . В эту расчетную формулу входят объем корпуса до верхней палубы и общий объем всех закрытых пространств выше верхней палубы . В вышеприведенной формуле, при расчете объема корпуса до верхней палубы , предполагается, что коэффициент общей полноты корпуса судна до верхней палубы равен = 0,68, . Требуется уточнить значение этого коэффициента для малотоннажных судов переходного режима. Представим объем корпуса до верхней палубы судна как сумму объемного водоизмещения и запаса плавучести . После преобразований формула для расчета объема корпуса судна до его верхней палубы примет вид . Из этого выражения видно, что коэффициент зависит от значений коэффициентов общей полноты и полноты ватерлинии, а также от отношений осадки и надводного борта к высоте борта судна. Значения отношений и для судов с минимальным надводным бортом, возможно, определить, используя данные международной конвенции о грузовой марке. Формула для расчета коэффициента примет вид . Для судов с избыточным надводным бортом отношение можно принять равным 0,67 [4]. Формула для расчета коэффициента примет вид . Приемлемые значения коэффициентов и , для судов переходного режима, лежат в довольно узких пределах, что продиктовано соображениями снижения сопротивления воды при движении судна. Рекомендуемое значение коэффициента общей полноты судна находится в диапазоне от 0, 4 до 0,6. Выбор коэффициента связан с формой ватерлинии судна и принимает среднее значение около 0,82.
В процессе проектирования важно учесть требования к различным качествам будущего судна. И именно поэтому составляются различные системы уравнений, которые связывают эти качества.
Например, если рассмотреть метод трансформации теоретического чертежа по Лекенби, реализованный в программе FREE!ship, то здесь возможно приведение в соответствие плавучести, ходкости судна и данных, полученных в результате расчета весовой нагрузки судна. Этот способ трансформации основан на перемещении шпангоутов исходного чертежа в другие точки по длине судна. Следствием этой операции будет перемещение ординат строевой по шпангоутам. Для определения приращения Лекенби предложил формулу
.
В приведенных выше формулах - абсциссы шпангоутов в долях полудлины судна; - приращения этих абсцисс; - длина цилиндрической вставки в долях полудлины судна; - абсцисса центра величины рассматриваемой половины судна. Пользуясь методом Лекенби можно получить строевую по шпангоутам с заданным коэффициентом продольной полноты, что является одним из факторов, который будет обеспечивать судну минимум сопротивления воды при движении судна. Используя эту строевую и данные о надводном борте F, требуемом международной конвенцией о грузовой марке и зная ширину проектируемого судна можно построить эпюру вместимости для этого судна. Примечателен тот факт, что конвенция о грузовой марке не предъявляет требований к высоте надводного борта в кормовой части судна Fa и содержит ограничения для надводного борта в носовой части судна и на миделе. Для проектирования кормового надводного борта возможно применение Правил [5] к судам длиной менее чем 24 м. Минимальная высота надводного борта в корме, на кормовом перпендикуляре при наибольшем расчетном дифференте на корму, должна составлять не менее половины высоты надводного борта в носу. Данные об изменении ширины судна, в зависимости от расположения поперечного сечения по длине корпуса, можно получить, исследуя кривые предложенные Власовым.
|
|
Полученную таким образом эпюру вместимости можно трансформировать используя метод Лекенби, предварительно заменив коэффициент продольной полноты на коэффициент продольной полноты корпуса судна до верхней палубы , в формуле для расчета
.
Формулы для судов с минимальным и избыточным надводным бортом соответственно и . Используя эти формулы и метод Лекенби, появляется возможность трансформировать эпюру вместимости проектируемого судна.
Выводы. Валовая вместимость малого судна с минимальным надводным бортом . Чистая вместимость малотоннажного судна .
Предложенный способ построения эпюры вместимости основан на видоизмененном методе Лекенби, современных требованиях к надводному борту судна и учитывает специфику формы судов переходного режима.
Литература
1. Бронников А.В. Проектирование судов. - Л.: Судостроение, 1991. – 319 с.
2. Канифольский А.О. Термин «быстроходное малое судно прибрежного плавания»
// Зб. наук. праць ОНМУ. - Одеса: ОНМУ, 2010. - №29. – С. 17-25.
3. MSC/Circ.653. Simplified tonnage calculation for existing ships which do not have
their gross tonnage determined in accordance with the 1969 tonnage convention. - 2 с.
4. Канифольский А.О. Определение отношения ширины судна к осадке исходя из
требований к аварийной остойчивости быстроходных однокорпусных
водоизмещающих судов // Вiсник Одеського Державного Морського
Унiверситету. – 2001. - №7.
5. Правила про вантажну марку морських суден. - К.: Регістр Судноплавства
України, 2003. – 95 с.