Лекция 4. Геометрия корпуса судна и его главные размерения

Геометрия корпуса судна и его главные размерения

Корпус судна представляет собой удлиненное тело, ограниченное кривыми поверхностями с целью получения минимального сопротивления воды и воздуха движению судна. Сверху судно ограничено верхней палубой, внизу днищем, а с боков – бортами.

Общее представление дает сечение корпуса тремя взаимно перепендикулярными плоскостями.

Рис.1. Расположение основных плоскостей
1–плоскость мидель-шпангоута; 2- диаметральная плоскость; 3 – плоскость грузовой ватерлинии

ДП – вертикальная продольная плоскость, проходящая посредине ширины судна; плоскость ватерлинии (горизонтальная плоскость совпадающая с поверхностью воды(ВЛ); плоскость мидель-шпангоута (вертикальная поперечная плоскость, проходящая посредине длины судна.Ряд плоскостей, параллельных ДП, образуют на поверхности судна линии батоксов (2-4 на один борт). Пересечения наружной обшивки с горизонтальными плоскостями образуют промежуточные ватерлинии (4-10), а с вертикально-поперечными – теоретические шпангоуты (их 11 или 21). При совмещении всех перечисленных сечений на одном чертеже получится обычная для судостроителей форма представления поверхности судна – теоретический чертеж.

Рис.2. Линии пересечения наружной поверхности судна плоскостями, параллельными основным плоскостям
1 – батоксы; 2 – форштевень; 3 – ватерлиния; 4 – шпангоуты; 5 – ахтерштевень.

Теоретический чертеж судна состоит из трех проекций: корпуса, полушироты, и бока. По теоретическому чертежу можно получить представление о форме корпуса судна даже без изготовления его модели.

Погибь палубы – возвышение палубы в ДП на большинстве судов для обеспечения стока воды за борт (1/50 ширины).

Килеватость – подъем днища от ДП к бортам. Скула – закругление при переходе от днища в борт.

Седловатость – т.е. плавный подъем палубы от средней части к носу и корме.

Основные элементы корпуса:

Носовая оконечность (нос), кормовая оконечность (корма), днище (нижняя горизонтальная или почти горизонт часть корпуса), ЛБ (по ходу), ПБ.

Основы архитектуры судна - гладкопалубные (не имеют надстроек, а только рубки), трехостровные (бак, ют и средняя (на корабле это шкафут), двухостровные (суда без средней надстройки). Конструкции образующие закрытые пространства, расположенные выше верхней палубы от борта до борта, называются надстройками. Конструкции не доходящие до борта на величину больше 0.04В называются рубками.

Бак (защищает носовую часть от заливания и может быть судно с удлиненным баком)

Ют (защищает корму от заливания и может быть судно с удлиненным ютом).

Судно может быть по форме носовой оконечности – с вертикальным форштевнем, наклонным, ледокольным и бульбообразным. По форме кормовой оконечности – с транцевой и крейсерской кормой.

Главные размерения судна: длина, ширина, осадка, высота борта. Различают расчетные (теоретические) и наибольшие (габаритные) главные размерения. Первые используют при определении мореходных качеств судна, вторые – при всех практических надобностях.

Длина: L_КВЛ – по конструктивной ВЛ-(расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами, восстановленными в крайних точках КВЛ).

; L_ПП – между перпендикулярами; L_НБ- наибольшая (расстояние между крайними носовой и кормовой точками корпуса), измеряется в плоскости, параллельной ГВЛ.

; L_ГБ- габаритная.

Ширина: В_КВЛ – по конструктивной ВЛ; В – по мидель шпангоуту; L_НБ- наибольшая (наиболее широкая часть корпуса с учетом толщины наружной обшивки и выступающих частей); L_ГБ- габаритная.

Осадка Т. Осадка расчетная – расстояние по вертикали на миделе от верхней кромки киля до ГВЛ. Осадка наибольшая – величина наибольшего погружения корпуса до ГВЛ с учетом обшивки и выступающих частей. Осадка носом и кормой измеряются по вертикали от точки пересечения действующей ГВЛ с форштевнем и ахтерштевнем до линии продолжения нижней кромки киля. Разность осадок носом и кормой характеризуют дифферент судна. Для определения осадки и дифферента в носовой и кормовой частях на обоих бортах наносят марки углубления в дециметрах арабскими цифрами. Нижние кромки цифр соответствуют той осадке, которую они обозначают. Если осадка кормой больше осадки носом, то судно имеет дифферент на корму и, наоборот, при осадке кормой меньше осадки носом – дифферент на нос. При осадке носом равной осадке кормой, говорят: “судно – на ровном киле”. Средняя осадка представляет собой полу сумму осадок носа и кормы.

Высота борта расчетная – высота по вертикали на миделе от верхней кромки киля до нижней кромки верхней непрерывной палубы у борта.

Для оценки качеств корпуса оперируют соотношениями L/B, B/T, H/T, L/H, B/H.

Основная величина, характеризующая размеры судна – это объем вытесненной им воды, называемый объемным водоизмещением. То же количество воды, выраженное в единицах массы, называется массовым водоизмещением. Для понтона, показанного на рис.5, объемное водоизмещение V составит 10 х 5 х 2 =100 куб.м. Однако подводный объем подавляющего большинства судов значительно отличается от объема параллелепипеда (рис.6). Вследствие этого водоизмещение судна меньше объема параллелепипеда построенного на его главных размерениях и осадке.

Рис.5 и 6. Объемное водоизмещение прямоугольного понтона и судна.

Чтобы оценить степень полноты подводной поверхности, в теорию судна введено понятие о коэффициенте общей полноты d = V/LBT, показывающем, какую долю объема указанного параллелепипеда составляет объемное водоизмещение судна V. Следовательно: V= d x L x B x T

Пределы изменения коэффициента общей полноты d

Быстроходные пассажирские суда ………………………………0,55 – 0,65
Грузопассажирские суда ………………………………. 0,60 – 0,70
Грузовые суда, танкера …………………………….. 0,60 – 0,85
Буксиры …………………………………. 0,45 – 0,60
Рыболовные суда ………………………… 0,55 – 0,60
Парусные яхты ………………………….. 0,35 – 0,50
Баржи ………………………… 0,85 – 0,95

Чтобы определить массовое водоизмещение, достаточно значение V умножить на значение удельной массы воды (пресной – 1000 кг\куб. м, в Мировом океане – от 1023 до 1028 кг\куб.м.

Коэффициенты полноты. К-т полноты ватерлинии a =S/LB, где S-пл-дь ватерлинии.

К-т полноты водоизмещения b = W/BT, где W-погруженная часть миделя.

К-т продольной полноты j = d/b, к-т вертикальной полноты c=d/a.