5.2 Проектирование шпангоутов, ватерлиний и батоксов
Процесс проектирования представлен на рисунках 5.2, 5.3, 5.4, 5.5 и 5.6.
Построение
теоретического чертежа начинают с
проекции «корпус». Основой для построения
каждого шпангоута является его площадь
,
снимаемая со строевой по шпангоутам,
ордината полушироты
,
снимаемая с обвода КВЛ наi–м
шпангоуте, текущая осадка, снимаемая с
обвода диаметрали. По этим значениям
строят равновеликие половине площади
каждого шпангоута прямоугольники.
Ширина вспомогательных прямоугольников:
yi
=
Расчет ширины вспомогательных прямоугольников приведен в таблице 5.1
Ординату КВЛ на i-м шпангоуте снимают с эскиза КВЛ. По шпангоутам строят ватерлинии, по ватерлиниям – батоксы. Затем чертеж согласовывают.
м.
Таблица 5.1 – Расчет ширины вспомогательных прямоугольников
|
y1ср |
y2ср |
y3ср |
y4ср |
y15ср |
y16ср |
y17ср |
y18ср |
y19ср |
|
2.84 м |
5.45 м |
6.25 м |
6.34 м |
6.34 м |
6.25 м |
5.45 м |
3.41 м |
1.7 м |
6 Расчет гидростатических характеристик судна
6.1 Расчет элементов ватерлиний
Расчет элементов ватерлиний приведен в таблицах 6.1- 6.7.
Таблица 6.1 – Расчет элементов нулевой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
9 |
2,3 |
20,7 |
186,3 |
12,167 |
|
2 |
8 |
4 |
32 |
256 |
64 |
|
3 |
7 |
5,2 |
36,4 |
254,8 |
140,61 |
|
4 |
6 |
5,3 |
31,8 |
190,8 |
148,88 |
|
5 |
5 |
5,3 |
26,5 |
132,5 |
148,88 |
|
6 |
4 |
5,3 |
21,2 |
84,8 |
148,88 |
|
7 |
3 |
5,3 |
15,9 |
47,7 |
148,88 |
|
8 |
2 |
5,3 |
10,6 |
21,2 |
148,88 |
|
9 |
1 |
5,3 |
5,3 |
5,3 |
148,88 |
|
10 |
0 |
5,3 |
0 |
0 |
148,88 |
|
11 |
-1 |
5,3 |
-5,3 |
5,3 |
148,88 |
|
12 |
-2 |
5,3 |
-10,6 |
21,2 |
148,88 |
|
13 |
-3 |
5,3 |
-15,9 |
47,7 |
148,88 |
|
14 |
-4 |
5,3 |
-21,2 |
84,8 |
148,88 |
|
15 |
-5 |
5,3 |
-26,5 |
132,5 |
148,88 |
|
16 |
-6 |
5,25 |
-31,5 |
189 |
144,7 |
|
17 |
-7 |
3,9 |
-27,3 |
191,1 |
59,319 |
|
18 |
-8 |
1 |
-8 |
64 |
1 |
|
19 |
-9 |
0,45 |
-4,05 |
36,45 |
0,0911 |
|
20 |
-10 |
- |
- |
- |
- |
|
Σ |
|
85,7 |
50,05 |
1951,5 |
2208,4 |
|
Σ* |
|
86,63 |
62,43 |
2026,4 |
2214,5 |
Площадь нулевой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести нулевой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси, проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4
Таблица 6.2 – Расчет элементов первой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
-1,25 |
-12,5 |
-125 |
-1,953 |
|
1 |
9 |
2,4 |
21,6 |
194,4 |
13,824 |
|
2 |
8 |
4,9 |
39,2 |
313,6 |
117,65 |
|
3 |
7 |
6,1 |
42,7 |
298,9 |
226,98 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,2 |
-37,2 |
223,2 |
238,33 |
|
17 |
-7 |
4,9 |
-34,3 |
240,1 |
117,65 |
|
18 |
-8 |
1,9 |
-15,2 |
121,6 |
6,859 |
|
19 |
-9 |
1,3 |
-11,7 |
105,3 |
2,197 |
|
20 |
-10 |
- |
- |
- |
- |
|
|
|
103,25 |
31 |
2306,5 |
3867,3 |
|
|
|
101,98 |
30,6 |
2191,4 |
3865,2 |
Площадь первой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести первой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.3 – Расчет элементов второй ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
-0,9 |
-9 |
-90 |
-0,729 |
|
1 |
9 |
2,6 |
23,4 |
210,6 |
17,576 |
|
2 |
8 |
5,3 |
42,4 |
339,2 |
148,88 |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
17 |
-7 |
5,3 |
-37,1 |
259,7 |
148,88 |
|
18 |
-8 |
2,9 |
-23,2 |
185,6 |
24,389 |
|
19 |
-9 |
1,25 |
-11,25 |
101,25 |
1,9531 |
|
20 |
-10 |
-0,7 |
7 |
-70 |
-0,343 |
|
|
∑ |
105,35 |
37,05 |
2414,8 |
4010,6 |
|
|
|
105,25 |
29,05 |
2404,8 |
4010,4 |
Площадь второй ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести второй ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.4 – Расчет элементов третьей ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 | |
|
0 |
10 |
-0,65 |
-6,5 |
-65 |
-0,275 | |
|
1 |
9 |
2,9 |
26,1 |
234,9 |
24,389 | |
|
2 |
8 |
5,5 |
44 |
352 |
166,38 | |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 | |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 | |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 | |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 | |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 | |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 | |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 | |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 | |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 | |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 | |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 | |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 | |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 | |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 | |
|
17 |
-7 |
5,5 |
-38,5 |
269,5 |
166,38 | |
|
18 |
-8 |
3,6 |
-28,8 |
230,4 |
46,656 | |
|
19 |
-9 |
1,5 |
-13,5 |
121,5 |
3,375 | |
|
20 |
-10 |
-1,2 |
27,6 |
2621,7 |
-1,728 | |
|
|
∑ |
106,75 |
55,2 |
5243,4 |
4075,2 | |
|
|
|
107,03 |
38,15 |
3900,1 |
4075,9 | |
Площадь третьей ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести третьей ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.5 – Расчет элементов четвертой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
-0,4 |
-4 |
-40 |
-0,064 |
|
1 |
9 |
3,1 |
27,9 |
251,1 |
29,791 |
|
2 |
8 |
5,5 |
44 |
352 |
166,38 |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
17 |
-7 |
5,7 |
-39,9 |
279,3 |
185,19 |
|
18 |
-8 |
4,2 |
-33,6 |
268,8 |
74,088 |
|
19 |
-9 |
2,5 |
-22,5 |
202,5 |
15,625 |
|
20 |
-10 |
- |
- |
- |
- |
|
|
∑ |
110,2 |
16,7 |
2792,1 |
4141 |
|
|
|
108,75 |
25,95 |
2670,9 |
4133,2 |
Площадь четвертой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести четвертой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.6 – Расчет элементов пятой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
-0,2 |
-2 |
-20 |
-0,008 |
|
1 |
9 |
3,4 |
30,6 |
275,4 |
39,304 |
|
2 |
8 |
5,7 |
45,6 |
364,8 |
185,19 |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
17 |
-7 |
5,9 |
-41,3 |
289,1 |
205,38 |
|
18 |
-8 |
4,7 |
-37,6 |
300,8 |
103,82 |
|
19 |
-9 |
2,65 |
-23,85 |
214,65 |
18,61 |
|
20 |
-10 |
-1,7 |
17 |
-170 |
-4,913 |
|
|
|
110,05 |
33,25 |
2733,2 |
4217,4 |
|
|
|
110,8 |
23,75 |
2808,2 |
4219,9 |
Площадь пятой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести пятой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.7 – Расчет элементов шестой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
9 |
3,8 |
34,2 |
307,8 |
54,872 |
|
2 |
8 |
5,7 |
45,6 |
364,8 |
185,19 |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
17 |
-7 |
6 |
-42 |
294 |
216 |
|
18 |
-8 |
5 |
-40 |
320 |
125 |
|
19 |
-9 |
3,4 |
-30,6 |
275,4 |
39,304 |
|
20 |
-10 |
0,65 |
-6,5 |
65 |
0,2746 |
|
|
|
114,15 |
5,5 |
3105,4 |
4290,7 |
|
|
|
115,73 |
25,85 |
3226,8 |
4318 |
Площадь шестой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести шестой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Таблица 6.8 – Расчет элементов седьмой ватерлинии
|
Nшп |
i |
yi, м |
i∙yi |
i2yi |
yi3 |
|
0 |
10 |
0,8 |
8 |
80 |
0,512 |
|
1 |
9 |
4,4 |
39,6 |
356,4 |
85,184 |
|
2 |
8 |
5,7 |
45,6 |
364,8 |
185,19 |
|
3 |
7 |
6,4 |
44,8 |
313,6 |
262,14 |
|
4 |
6 |
6,4 |
38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
5 |
5 |
6,4 |
32 |
160 |
262,14 |
|
6 |
4 |
6,4 |
25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
7 |
3 |
6,4 |
19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
8 |
2 |
6,4 |
12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
9 |
1 |
6,4 |
6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
10 |
0 |
6,4 |
0 |
0 |
262,14 |
|
11 |
-1 |
6,4 |
-6,4 |
6,4 |
262,14 |
|
12 |
-2 |
6,4 |
-12,8 |
25,6 |
262,14 |
|
13 |
-3 |
6,4 |
-19,2 |
57,6 |
262,14 |
|
14 |
-4 |
6,4 |
-25,6 |
102,4 |
262,14 |
|
15 |
-5 |
6,4 |
-32 |
160 |
262,14 |
|
16 |
-6 |
6,4 |
-38,4 |
230,4 |
262,14 |
|
17 |
-7 |
6,1 |
-42,7 |
298,9 |
226,98 |
|
18 |
-8 |
5,3 |
-42,4 |
339,2 |
148,88 |
|
19 |
-9 |
4 |
-36 |
324 |
64 |
|
20 |
-10 |
1,8 |
16,9 |
3241,7 |
5,832 |
|
|
|
117,7 |
33,8 |
6483,4 |
4386,6 |
|
|
|
117,2 |
29,35 |
4902,6 |
4383,9 |
Площадь седьмой ватерлинии:
м2.
Абсцисса центра тяжести седьмой ватерлинии:
м.
Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси:
м4.
Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси проходящей через центр тяжести площади ватерлинии:
м4.
Вычисление элементов теоретического чертежа приведено в таблице 6.9.
Гидростатические кривые приведены на рисунке 6.1.
