Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Кротов Особливостi ппроектування морських транспортних суден

.pdf
Скачиваний:
74
Добавлен:
17.09.2013
Размер:
3.7 Mб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ МОРСЬКИХ ТРАНСПОРТНИХ СУДЕН

Частина 2

Рекомендовано Методичною радою НУК як навчальний посібник

Микола¿в

ÍÓÊ

2004

УДК 629.12.011.22 ББК 39.425.1+30.2

Ос 72

Рекомендовано Методичною радою НУК як навчальний посібник

Рецензент А.М. Вашедченко, кандидат технічних наук, професор

Ос 72 Особливості проектування морських транспортних суден:

Навчальний посібник / О.В. Бондаренко, О.І. Кротов, Л.О. Ма-

твєєв, С.О. Прокудін. – Миколаїв: НУК, 2004. – Ч. 2. – 80 с.

Розглянуто особливості проектування суховантажних, рефрижераторних, складених та накатних суден, пакетовозів, баржевозів, газовозів і суден змішаного плавання. Значну увагу приділено питанням вибору головних розмірів та їх спів-відношень, архітектурноконструктивного типу суден, навантаження мас, вантажомісткості.

Призначено для студентів, що навчаються за освітньо-професій- ними програмами спеціалістів та магістрів зі спеціальності 8.100201 "Кораблі та океанотехніка", і може бути корисним студентам інших спеціальностей.

Методична основа, теоретичний і фактичний матеріали посібника можуть бути використані студентами при вивченні циклу дисциплін з проектування суден та виконанні курсових і дипломних проектів.

УДК 629.12.011.22 ББК 39.425.1+30.2

© Бондаренко О.В., Кротов О.І., Матвєєв Л.О., Прокудін С.О., 2004

© Видавництво НУК, 2004

ЗМІСТ

 

Вступ .................................................................................................

5

1. Суховантажні судна ......................................................................

6

1.1. Класифікація та особливості універсальних суховантаж-

 

них суден .......................................................................................

6

1.2. Вантажні приміщення універсальних суховантажних су-

 

ден ...............................................................................................

8

1.3. Вантажні люки та вантажне обладнання ..........................

10

1.4. Швидкохідні лайнери .........................................................

11

1.5. Основні елементи та коефіцієнти повноти швидкохідних

 

лайнерів ......................................................................................

12

2. Пакетовози ...................................................................................

13

2.1. Стандартизація засобів пакетування .................................

13

2.2. Основні особливості суден для пакетних перевезень ........

14

2.3. Визначення головних елементів суден-пакетовозів ..........

16

3. Лісовози ........................................................................................

21

3.1. Архітектурно-конструктивні особливості лісовозів .........

22

3.2. Остійність і баластування ...................................................

26

3.3. Визначення місткості вантажних трюмів і баластних цис-

 

терн ............................................................................................

27

3.4. Визначення основних елементів лісовозів .........................

28

4. Рефрижераторні судна .................................................................

32

4.1. Швидкопсувні вантажі .......................................................

32

4.2. Класифікація рефрижераторних суден ..............................

38

4.3. Проектні розрахунки характеристик рефрижераторів .... 39

5. Накатні судна ...............................................................................

41

5.1. Вантажне обладнання накатних суден ..............................

42

5.2. Архітектурно-конструктивні особливості накатних суден

45

5.3. Головні розміри накатних суден .......................................

46

4

6. Баржевози .....................................................................................

49

6.1. Архітектурно-конструктивні різновиди баржевозів .........

49

6.2. Аналіз співвідношення деяких параметрів баржевозів .....

53

7. Складені судна .............................................................................

55

7.1. Основи проектування складених суден .............................

58

7.2. Основи проектування вантажних секцій ...........................

61

7.3. Основи проектування енергетичних секцій .......................

62

8. Газовози ......................................................................................

64

8.1. Властивості скраплених газів. Типи газовозів ..................

65

8.2. Архітектурно-конструктивні типи газовозів .....................

68

9. Судна змішаного плавання .........................................................

70

9.1. Вплив умов плавання на вибір головних розмірів ...........

70

9.2. Вибір архітектурно-конструктивного типу і головних

 

елементів ...................................................................................

73

Список літератури ...........................................................................

77

5

ВСТУП

Посібник написано на основі конспекту лекцій згідно з програмами курсів з проектування суден. У відповідності до основного призначення курсів автори намагалися найбільшу увагу приділити питанням, які становлять безпосередній практичний інтерес для майбутніх спеціалістів та магістрів суднобудівної промисловості, а саме: вибору головних розмірів та їх співвідношень, архітектурноконструктивного типу різноманітних суден, навантаженню мас, вантажомісткості. Ці питання висвітлено з урахуванням сучасних досягнень у проектуванні суден. Питання, які не розглянуто в даному посібнику, можна знайти в літературі, що наведена в переліку.

Це один з перших україномовних посібників, у якому розглянуто особливості проектування морських транспортних суден найбільш поширених типів. Уперше в посібник подібного виду введено розділ про стан морського торгового флоту та особливості судноплавства.

Усі зауваження стосовно змісту посібника та методики викладення авторами будуть прийняті з подякою.

6

1.СУХОВАНТАЖНІ СУДНА

1.1.Класифікація та особливості універсальних суховантажних суден

Універсальні суховантажні судна (УСС) можуть перевозити практично будь-які вантажі, в тому числі рефрижераторні, спеціальні та рідкі.

У 2000 р. сумарний дедвейт замовлених суховантажних суден складав 2,45 млн т, що дорівнювало 2,3 % від загального дедвейту всіх суден [12].

Універсальні суховантажні судна поділяються на лінійні та трам-

пові. Універсальні лінійні суховантажні судна призначені для транс-

портування, головним чином, різноманітних генеральних вантажів, вантажів у пакетах та контейнерах, спеціальних, рефрижераторних вантажів, а трампові судна – масових вантажів, лісу та ін.

Дедвейт УСС змінюється від 500 до 20000 т. Малотоннажні судна мають дедвейт до 2000 т, середньотоннажні – 2000…8000 т, великотоннажні – більше 8000 т.

Трампові судна дедвейтом до 5000 т мають швидкість 11…12 вуз, більше 5000 т – 13…15 вуз; лайнери – 18…22 вуз. Трампові судна проектують з = 1,45…1,65 м3/т, лінійні – з = 1,85…2,25 м3/т.

Після другої світової війни почали будувати параграфні, стандартні та судна відкритого типу.

Параграфні – це судна, які проектують так, щоб при максимальному дедвейті їх валова регістрова місткість не перевищувала певної величини (частіше всього 300, 500, 2000 і т. д.), котра обумовлена статтями (параграфами) Правил, які регламентують чисельність екіпажу, умови страхування, різноманітні збори тощо. Перевищення регістрової місткості вказаної величини веде до стрибкоподібного зростання експлуатаційних витрат.

Для заміни стандартних суден типу "Liberty" (яких було побудовано 2580 од.) після другої світової війни в багатьох країнах почали будувати судна не за індивідуальними проектами, а за проектами, які наперед були розроблені суднобудівними фірмами. Будували великими серіями, бо це було економічно доцільно.

Кроком уперед на шляху скорочення простоїв у портах і зменшення вартості вантажних операцій було створення суден відкритого типу. На цих суднах усі вантажні операції виконують берегові крани

7

і немає необхідності в горизонтальних переміщеннях вантажів по трюму. Величина підпалубних карманів lк = 1,0…1,5 м.

До основних конструктивних особливостей цих суден належить наявність бортових цистерн і подвійних бортів, які дозволили спростити форму вантажних приміщень, оскільки вони не мають бортового набору. Бортові цистерни можна використовувати для рідкого вантажу, палива або баласту, що поліпшує умови баластування та удиферентування судна при різних варіантах навантаження. Ширина бортових цистерн повинна бути не менше ніж 1,0…1,2 м, щоб їх можна було експлуатувати.

До недоліків використання подвійних бортів можна віднести втрату кубатури вантажних приміщень, зростання маси корпусу та ускладнення експлуатації (в зимовий час необхідно зігрівати бортові баластні цистерни).

Основні схеми розміщення люків на відкритих суднах показані на рис. 1.1 [3].

а

б

в

Рис. 1.1. Схематичні поперечні перерізи двопалубних відкритих суден

8

Перевагу мають центральні люки (див. рис. 1.1,а), але застосовувати їх можна лише на суднах дедвейтом 7…8 тис. т з В = 16…18 м, оскільки, якщо ширина люків перевищує 14 м, стрімко зростає маса металевих люкових закриттів. Крім того, зростає взаємне зміщення люкових кришок та комінгсів при ході судна на хвилюванні і чим ширші люки, тим менша частина верхньої палуби братиме участь у забезпеченні загальної міцності, а отже, тим важчою вона буде.

Застосування парних люків (див. рис. 1.1,б) дозволяє значно зменшити їх розміри. У забезпеченні міцності беруть участь, крім бортових, також і середні пояси палуби, які знаходяться між люками. На дуже широких суднах може бути прийнято навіть трирядне розміщення люків (див. рис. 1.1,в).

Для зручної роботи з вантажами ширина люків не повинна бути менше 6 м. При підпалубних карманах шириною 1,5 м мінімальна ширина судна з парними люками становить 18 м, а з потрійними – 27 м. Відносна ширина поясів верхньої палуби в цих суден складає 30 % (при центральних люках – 10…15 %).

Обводи суден відкритого типу характеризуються тим, що борти в надводній частині виконуються з розвалом. Це дозволяє збільшити ширину парних люків та забезпечити прохід по палубі вздовж борту.

Як вантажні пристрої на цих суднах використовуються палубні крани.

1.2. Вантажні приміщення універсальних суховантажних суден

До вантажних приміщень УСС відносять трюми, твіндеки та диптанки. У баластному переході в диптанк може прийматися рідкий баласт.

При визначенні розмірів трюмів та твіндеків треба виходити з того, що судно перевозить як генеральні, так і масові вантажі. У разі перевезення масових вантажів бажано мати мінімальну кількість поперечних перебірок для зменшення зони зачищувальних робіт, тобто потрібні довгі трюми. При перевезенні різноманітних генеральних вантажів, для того щоб запобігти втратам від можливого шкідливого впливу деяких сортів вантажу на інші, бажано мати велику кількість ізольованих вантажних приміщень, тобто доцільні

9

короткі трюми. Але якщо вони будуть дуже короткими, то це буде заважати роботі кранів.

Оскільки вимоги до розмірів трюмів неоднозначні, при проектуванні УСС ідуть на компроміс і вибирають таку довжину трюмів, яка відповідала б вантажам, найбільш імовірним для даного судна.

Мінімальна кількість поперечних перебірок, необхідних з точки зору міцності, регламентується Правилами Регістру [13], згідно з якими кількість перебірок залежить від довжини судна та положення машинного відділення. Максимальна довжина трюму не повинна перевищувати 30 м.

Специфіка вантажу, що перевозиться, визначає необхідність трюмів максимальної довжини на трампових суднах, а на лінійних установлюють одну додаткову перебірку, щоб мати більше трюмів.

При розподілі кубатури вантажних приміщень треба прагнути до одночасного закінчення вантажних робіт по судну в цілому.

Для розширення транспортних можливостей (перевезення великогабаритних та особливо важких вантажів) один вантажний трюм у середній частині судна призначають більшим. Такий трюм називають головним.

При розподілі вантажних приміщень по висоті виходять із здатності вантажу витримувати тиск розташованого вище вантажу та засобів навантаження і розвантаження.

У разі перевезення масових вантажів ураховують, що для них безпечний великий тиск, і вантажні роботи проводять грейферами; отже, проміжні палуби не потрібні. Таким чином, для перевезень масових вантажів потрібні однопалубні судна.

Генеральні вантажі не сприймають великих зусиль. Максимальна висота штабеля вантажу становить 5…6 м. Цим і обмежується висота трюму. З іншого боку, для роботи навантажувача висота приміщення повинна бути не менше 3,3…3,5 м. На лінійних суднах часто влаштовують на одну палубу більше, ніж на рівних їм за розмірами трампах.

Рефрижераторні приміщення на УСС – це звичайно один-два твіндеки, інколи і трюм об'ємом 2…5 % загальної вантажомісткості.

Об'єм вантажних диптанків складає 4…6 % сумарної кубатури вантажних приміщень на суднах з машинним відділенням у кормі.

10

1.3. Вантажні люки та вантажне обладнання

Зменшити протяжність підпалубних карманів, як указувалося вище, можна збільшенням кількості люків або їх розмірів, причому кожний спосіб має свої переваги і недоліки.

Малі люки обмежують універсальність судна, тому що воно не зможе приймати в трюм великогабаритний вантаж. Складно також у даному випадку перевозити і масові вантажі. Великі люки усувають ці недоліки, але виникають проблеми щодо міцності та герметичності закриттів.

Аналіз результатів досліджень з проведення вантажних операцій дозволив зробити наступні висновки:

розміри підпалубних просторів потрібно зменшувати, але не обов'язково повністю їх ліквідовувати;

при поштучному вкладанні кипових і подібних їм вантажів наявність підпалубного простору протяжністю до 3,5…4,0 м веде до збільшення часу вантажних робіт лише на 10 %;

при перевезенні масових вантажів судна з підпалубними просторами довжиною 2,0…2,5 м практично еквівалентні повністю відкритим суднам;

розміри вантажних люків повинні бути кратними розмірам стандартних контейнерів.

Основними типами вантажного обладнання на УСС є вантажні стріли з лебідками та вантажні крани. Вантажні стріли простіші, більш надійні в експлуатації, дешевші, менш чутливі до перевантажень і можуть експлуатуватися при великих кутах крену.

Крани мають більшу продуктивність порівняно зі стрілами при однаковій вантажопідйомності (приблизно на 20 %), можуть брати вантаж з будь-якої точки на площині, їм не потрібні вантажні щогли та колони, що полегшує обробку судна береговими вантажними засобами. Крім того, крани займають менше місця на палубі, ніж стріли з лебідками.

Аналіз суден показує, що для трампів більш придатне стрілове вантажне обладнання, тому що воно дешевше, і, крім того, масові вантажі, які перевозяться на цих суднах, розвантажуються звичайно береговими засобами. На трампах дедвейтом до 5 тис. т установлюють стріли вантажопідйомністю 3 т, на більших – 5 та 10 т. Вантажопідйомність великовагових стріл – 20…30 т.