Балкеры

могут проектироваться в нескольких конструктивных вариантах в зависимости от вида перевозимого сыпучего груза (рудовозы, углевозы, зерновозы, универсальные и др.). Чаще всего это однопалубные суда, DW которых может доходить до 160000 т, скорость 11 – 16 узлов, имеющие следующие конструктивные особенности:

· двойное дно увеличенной высоты (на 300-400 мм больше, чем на обычных сухогрузах таких же размерений), усиленное (тяжелый груз, разгрузка грейферами);

· скуловые цистерны, обеспечивающие самоштивку (ссыпание) груза под просвет люка, используемые в качестве балластных цистерн;

· подпалубные цистерны, исключающие пересыпание груза при качке судна, которые могут использоваться для приема балласта (повышения ц.т. судна, чтобы сделать качку более плавной) при перевозке тяжелых сыпучих грузов, или для перевозки сыпучего груза – легкого, выгружаемого через трюм;

· среднее раскрытие палубы (около 60%);

· возможно применение двойного борта;

· поперечные переборки могут иметь обычную конструкцию, могут быть гофрированными или коффердамного типа с треугольными цистернами у палубы и второго дна, назначение которых аналогично скуловым и подпалубным цистернам.

Разбивка судна на шпации и деление судна на отсеки

будет показана на примере контейнерного судна с главными размерениями:

L*B*D*d=163,5*25,4*14,7*9,8 м (в соответствии с требованиями Правил Морского Регистра судоходства РФ, 2010 г.).

Согласно п.1.1.3 Правил нормальная шпация в средней части судна (м)

a_о = 0,002L + 0,48 (1.4)

а₀ = 0,002*163,5 + 0,48 = 0,807 м.,

допускается отклонение в пределах ± 25%. Следует принять стандартную шпацию.

Принята для данного судна поперечная и продольная стандартная шпация в средней части судна а=0,8 м.

Шпация в пиках должна быть не более 0,6 м, в переходном районе (от форпика до сечения, расположенного на расстоянии не менее 0,2L от носового перпендикуляра) – не более 0,7 м (п. 1.1.3 Правил).

Для данного судна принята шпация в пиках – 0,6 м; в переходном районе – 0,7 м.

В соответствии с п. 1.1.6.2 район возможного положения форпиковой переборки определяется следующими пределами: от 5%L (10м) – что меньше, до 8%L, что для данного судна составляет 8,1 – 13,1 м. С учетом выбранной шпации (0,6 м) принимаем протяженность форпика 16 шпаций

.

Положение ахтерпиковой переборки (т.е. длина ахтерпика) выбирается, исходя из удобства обслуживания сальника дейдвудного устройства, и обычно составляет 0,05¸0,06L, для данного судна 8,1¸9,8 м. Принимаем протяженность ахтерпика 14 шпаций, т.е.

.

Район переходной шпации (от форпиковой переборки до сечения ³ 0,2L = 0,2*163,5 = 31,7 м) принимаем , что с учетом длины форпика составит

Район нормальной шпации (0,8м) составляет , то есть 153 шпации: L₁=153*0,8=122,4 м.

Протяженность районов различной шпации по длине судна:

- форпик 0-16 шп. (а=0,6 м.) 9,6 м.

- переходный район 16-49 шп. (а=0,7 м.) 23,1 м.

- район нормальной шпации 49-202 шп. (а=0,8 м.) 122,4 м.

- ахтерпик 202-216 шп. (а=0,6 м.) 8,4 м.__

L = 163,5 м.

Положение мидель-шпангоута:

L/2 = 163,5/2 = 81,75 м., путем подсчета получаем положение миделя – 110 шп. +0,25 м. в корму.

Район средней части судна составляет 0,4L – по 0,2L в нос и в корму от миделя. Для данного судна 0,2L = 0,2*163,5 = 32,7 м., т.е. приближенно 41 шпация.

Определяясь относительно миделя, получаем район средней части 69 – 151 шп.

Расстановка переборок

Согласно п. 2.7.1.3 Правил (и табл. 2.7.1.3) при кормовом расположении МО и длине судна L = 163,5 м. число переборок должно быть не менее 7.

Положение форпиковой и ахтерпиковой переборок зафиксировано по длине судна. В варианте применения на судне дизельной СЭУ длина МО может составлять , т.е. для данного судна 21,3¸27,8 м. Принимаем протяженность МО .

При общем числе водонепроницаемых переборок – 7 шт. на судне предусмотрено 5 грузовых трюмов при их общей длине м.

Принимая во внимание транспортировку международных контейнеров ИСО (40-футовых) и их размещение по длине трюмов, принимаем вариант длины трюмов (от 19 до 28 м – с учетом «подпалубных карманов» и расстояний между контейнерными ячейками).

Трюм №1 16 – 43 шп. 27*0.7=18,9 м. 1 контейнер по длине

Трюм №2 43 – 67 шп. 6*0,7+18*0,8=18,6 м. 1 контейнер по длине

Трюм №3 67 – 102 шп. 35*0,8=28,0 м. 2 контейнера по длине

Трюм №4 102 – 137 шп. 35*0,8=28,0 м. 2 контейнера по длине

Трюм №5 137 – 172 шп 35*0,8=28,0 м. 2 контейнера по длине

121,5 м

Таким образом, при такой компоновке отсеков судна главные поперечные переборки установлены на 16, 43, 67, 102, 137, 172, 202 шпангоутах.

Определение контейнеровместимости, дедвейта и водоизмещения судна

Руководствуясь положениями, приведенными ранее, и с учетом высоты трюма, считаем, что в трюмном штабеле будет 5 ярусов 40-футовых контейнеров при числе 6 в поперечном ряду. Простой подсчет показывает, что в трюмах № 3¸5 будет размещаться по 60 штук контейнеров. В трюме №1 (при наличии центрального люка и уменьшения ширины судна) принимаем вариант 5 контейнеров в поперечном ряду.

Таким образом, с учетом расположения контейнеров в трюмах контейнеровместимость трюмов будет составлять

Трюм №1 5 * 5 = 25 шт.

Трюм №2 6 * 5 = 30 шт.

Трюм №3 2 * 6 * 5 = 60 шт.

Трюм №4 2 * 6 * 5 = 60 шт.

Трюм №5 2 * 6 * 5 = 60 шт.

235 шт.

На верхней палубе принимаем вариант 4-х- ярусного размещения контейнеров при 8 контейнерах в поперечном ряду (кроме трюма № 1 – 6 шт. в поперечном ряду при 3-х – ярусном расположении). Тогда количество контейнеров, перевозимых на ВП, будет составлять

Трюм №1 6 * 3 = 18 шт.

Трюм №2 8 * 4 = 32 шт.

Трюм №3 2 * 8 * 4 = 64 шт.

Трюм №4 2 * 8 * 4 = 64 шт.

Трюм №5 2 * 8 * 4 = 64 шт.

242 шт.

Следовательно, контейнеровместимость данного судна ДФИ = 235 + 242 = 487 (условно 500 40-футовых контейнеров), что реально для судна данных размерений.

Дедвейт судна (ориентировочно) DW = (18±3,8) _к, (1.5)

DW = (18 + 3,8) * 500 = 10900 т.

Если принять максимальную массу контейнера 30,5 т, то чистая грузоподъемность судна составит Р_г = 500 * 30,5 = 15250 т, с учетом остальных переменных грузов можно принять DW = 17000 т.

Водоизмещение судна в грузу D = (1.6)

D = (1.5)

где: = 0,540±0,006 - коэффициент утилизации.

Через главные размерения судна расчетное водоизмещение судна можно определить следующим образом:

(1.7)

Следовательно, водоизмещение судна в расчете можно принять D = 31000т.

Разработка поперечного сечения судна

Высоту двойного дна в первом приближении можно принять h_{дв. дна}» 0,01 L = 0,01*163,5 = 1,63 м., принимаем 1,6 м.

Обеспечение прочности и жесткости корпуса при большом раскрытии палубы контейнеровоза требует применения двойных бортов в трюмах 3¸5. Ширина двойного борта – 1,5 м (с учетом расположения контейнеров в трюмах, а также необходимого объема балластных цистерн в двойных бортах).

Судно будет иметь парные люки с шириной, кратной продольной шпации (0,8 м.). Принято В_л= 12 * 0,8 = 9,6 м. Коэффициент раскрытия палубы

, что соответствует данному типу судов. Ширина диаметрального пояса палуб принята 2 шпации Диаметральный пояс ВП и НП Подкреплен тремя коробчатыми пиллерсами в каждом трюме.

В трюме №1 люк – центральный с размерами 14,4 * 11,2 м (согласованными со шпацией 0,7 м.).

Рекомендуемая последовательность работы по выбору архитектурно-конструктивного типа судна:

1. Привести главные размерения судна (исходные данные).
2. Расшифровать регистровый класс судна.
3. Привести описание общих характеристик судна: назначение судна, тип и характеристики главного двигателя, системы, устройства, особенности оборудования и размещения судна, главные конструктивные особенности – ориентируясь на описание судна – прототипа.
4. Выполнить расчет шпации, разбивку судна на шпации.
5. Выполнить расстановку главных поперечных переборок.
6. Разработать схему поперечного сечения судна с учетом назначения судна, его конструктивных особенностей (см. указанные выше рекомендации).

При разработке данных вопросов рекомендуется использовать материалы: /1/, гл. VII; /2/, § 12, 13.

Рисунок 1.1 – Схема общего расположения контейнеровоза