Задачник по ТУС

Продолжлжение таблицы 1.1

№	Величина	Условные обозначения
п/п		Регистр	ИМО		Существующие
					величины
40	Угол крена
41	Угол заливания		( ),
					зал
42	Угол заката диаграммы		( ),
	статической остойчивости				з
	Угол крена, соответствующий
43	максимуму диаграммы		(	),
	статической остойчивости
44	Угол опрокидывания	опр	-		опр
	Поправка к коэффициенту
45	остойчивости, учитывающая	∆	-		Δ
	влияние жидких грузов
46	Мощность на валу		-
47	Расчетное давление ветра
48	Скорость эксплуатационная		-
		0
49	Ордината центра тяжести груза		-		р
50	Плечо парусности над		-
	действующей ватерлинией
51	Плечо парусности до середины		-		+
	осадки судна					2

10

ГЛАВА 2 ГЕОМЕТРИЯ КОРПУСА И ОСНОВЫ ПЛАВУЧЕСТИ СУДНА

2.1 Главные плоскости и сечения судна. Система координат

Главными плоскостями (рис. 2.1) являются:

Рис. 2.1 Координатные плоскости и оси

-диаметральная плоскость (ДП) – продольная вертикальная плоскость, проходящая по середине ширины судна;

-плоскость мидель-шпангоута ( ) – вертикальная поперечная плоскость перпендикулярная (ДП) и проходящая по середине длины судна;

-основная плоскость (ОП) – горизонтальная плоскость, проходящая по

верхней кромке горизонтального киля, перпендикулярная (ДП) и ( ), и параллельная поверхности воды (если судно не имеет крена и дифферента).

Сечение судовой поверхности диаметральной плоскостью (ДП), (рис. 2.1) называется диаметралью и дает представление о форме форштевня, ахтерштевня, палубной и килевой линии. Подъем палубы к носу и корме называется седловатостью и выполняется с целью уменьшения попадания воды на палубу при встречном и попутном волнении.

Сечение плоскостью мидель-шпангоута ( ), (рис. 2.1) называется мидель-шпангоутом и дает представление о погиби палубы, килеватости днища, форме скулы, наклоне бортов (развал, прямой борт, завал борта).

11

Подъем палубы от бортов к (ДП) называется погибью бимса и выполняется с целью улучшения стока воды к бортам и удаления ее за борт.

Ось Х образуется пересечением диаметральной плоскости (ДП) с основной плоскостью (ОП) и направлена в нос судна.

Ось образуется пересечением основной плоскости (ОП) с плоскостью мидель-шпангоута ( ) и направлена на правый борт.

Ось образуется пересечением плоскости мидель-шпангоута ( ) с диаметральной плоскостью (ДП) и направлена вверх.

Началом координат принято на днище судна в точке О пересечения трех главных плоскостей. Поэтому ось Х имеет положительные координаты в нос от мидель–шпангоута, ось У – положительна от ДП на правый борт, а ось Z – положительна от ОП вверх.

2.2 Главные размерения судна

Главными размерениями судна называется совокупность конструктивных, расчетных наибольших и габаритных линейных размеров судна, измеряемых, в определенных ГОСТом 1062 – 80 местах корпуса судна.

Главными размерениями судна являются длина, ширина, осадка и высота борта (рис.2.2).

Рис. 2.2 Главные размерения судна

Длины судна различают:

- длина по конструктивной ватерлинии квл – расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии (КВЛ) между точками пересечения ею

12

носа и кормы с диаметральной плоскостью (ДП). Аналогично определяют для любой расчетной ватерлинии длину по ватерлинии.

-длина между перпендикулярами пп – расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии (КВЛ) между носовым и кормовым перпендикулярами. Носовой перпендикуляр (НП) – это линия пересечения, проходящая через точку пересечения линии форштевня с плоскостью (КВЛ) и перпендикулярная этой плоскости. А кормовой перпендикуляр (КП) – это линия, совпадающая с осью вращения баллера;

-длина наибольшая нб – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса (без выступающих частей);

-длина габаритная гб – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса

сучетом постоянно выступающих частей.

Ширины судна различают:

-ширина по конструктивной ватерлинии Вквл – расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна на уровне (КВЛ) без учета обшивки корпуса;

-ширина на мидель-шпангоуте (теоретическая) – расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоуа ( )без учета обшивки корпуса;

-ширина наибольшая нб – расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна, перпендикулярно к плоскости (ДП) между крайними точками корпуса без учета обшивки;

-ширина габаритная гб – расстояние, измеренное в наиболее широкой части, перпендикулярно к плоскости (ДП) между крайними точками корпуса с учетом любых выступающих частей.

Осадки судна различают:

-конструктивная – вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута ( ) от основной плоскости (ОП) до плоскости (КВЛ);

-практическая п – вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута ( ) от нижней кромки киля до плоскости ватерлинии (ВЛ).

Высота борта судна – вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута ( ) у борта от нижней кромки горизонтального киля до верхней кромки бимса главной палубы.

Высота надводного борта – это разность между высотой борта и осадкой.

= − , м.

(2.1)

2.3 Теоретический чертеж

Форму судна наиболее полно определяет теоретический чертеж (рис. 2.3), на котором графически для стальных судов изображается поверхность судна, проходящая по наружным кромкам днищевого, бортового и палубного набора основного корпуса и надстроек или внутренняя поверхность наружной

13

обшивки корпуса (без учета ее толщины), а для деревянных – наружная поверхность обшивки.

Рис. 2.3 Теоретический чертеж судна

Теоретический чертеж является основным проектным чертежом судна. Он служит для расчета мореходных качеств судна – плавучести, остойчивости, непотопляемости; для разработки общих проектных документов на постройку судна, а также для определения размеров помещений и расстояний до отверстий в корпусе судна.

Теоретический чертеж содержит вычерченные в масштабе линии сечений теоретической поверхности корпуса плоскостями, параллельными главным плоскостям судна.

В качестве главных плоскостей проекций теоретического чертежа принимают: диаметральную плоскость (ДП), основную плоскость (ОП) и плоскость мидель-шпангоута ( ).

Линии пересечения судовой поверхности плоскостями, параллельными диаметральной плоскости (ДП), называются батоксами. Линии пересечения поверхности судна плоскостями, параллельными основной плоскости (ОП), называются ватерлиниями. Линии пересечения поверхности судна плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута ( ), называются теоретическими шпангоутами.

Проекция всех этих линий на диаметральную (вертикальную) плоскость (ДП) называется «БОК». Батоксы на этой проекции изображаются без искажений, а ватерлинии и шпангоуты видны в виде прямых линий. Проекция линий пересечения на основную плоскость (ОП) называется «ПОЛУШИРОТОЙ». Ватерлинии на этой проекции изображаются без искажений, а батоксы и шпангоуты в виде прямых линий. Так как ватерлинии симметричны (при симметричной форме судна), то они на полушироте изображаются только по одну сторону от (ДП). На полушироте также

14

изображается линия пересечения палубы и борта. Проекция всех линий пересечения на плоскость мидель-шпангоута ( ), называется «КОРПУС». На корпусе с правой стороны от (ДП) изображают проекцию носовых шпангоутов, а с левой стороны – кормовых. Проекции ватерлиний и батоксов изображаются в виде прямых линий. Прямые линии образуют сетку теоретического чертежа. Нос судна на теоретическом чертеже изображают справа.

2.4 Характеристики формы судна

В качестве характеристик формы судна используются два рода безразмерных величин: соотношения главных размерений корпуса и коэффициенты полноты площадей сечений и подводного объема. Из соотношений главных размерений основными являются следующие:

BL – влияющее на ходкость и поворотливость;

DL – определяющее условие обеспечения общей прочности;

Bd – влияющее на остойчивость, ходкость и поворотливость;

Dd – влияющее на обеспечение непотопляемости и остойчивости.

Форму подводной части корпуса судна характеризуют коэффициенты полноты.

Коэффициент полноты конструктивной ватерлинии – отношение площади ватерлинии вл к площади, описанного вокруг нее прямоугольника, со сторонами и .

		SВЛ	Cw .	(2.2)
		L B
Коэффициент полноты мидель-шпангоута, – отношение погруженной
площади мидель-шпангоута		к	площади,	описанного вокруг нее

прямоугольника со сторонами и .

			Cm .	(2.3)
		B d

Коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты) – отношение объемного водоизмещения , подводной части судна к объему параллелепипеда, со сторонами , , .

				Cb .	(2.4)
		L B	d

15

Коэффициент вертикальной полноты – отношение объемного водоизмещения подводной части судна к объему цилиндра, имеющему основанием площадь ватерлинии вл и высоту

					L B d			Cb .	(2.5)
	S		d		B L d
		ВЛ						C
								w

Коэффициент продольной полноты водоизмещения подводной части судна основанием площадь мидель - шпангоута

– отношение объемного

кобъему цилиндра, имеющему

ивысоту

				L B d			Cb .	(2.6)
		L		B d L
							C
							m

2.5 Силы, действующие на судно. Условие равновесия

Плавучестью называется способность судна поддерживать вертикальное равновесие относительно поверхности воды при заданной нагрузке (количестве грузов).

На плавающее на поверхности воды судно действуют две системы противоположно направленных сил: силы тяжести судна = , и Архимедовы силы = ∙ , или силы поддержания. Равенство этих сил обеспечивает равновесие судна на поверхности воды, если они находятся на одной вертикали (рис. 2.4).

Рис. 2.4 Условия равновесия судна

16

2.6 Посадка судна и параметры ее определяющие

Положение судна относительно поверхности воды называется посадкой судна. Существуют четыре случая посадки судна.

1. Судно сидит прямо и на ровный киль (рис. 2.5). Судно сидит прямо – это значит отсутствует крен, т.е. диаметральная плоскость судна вертикальна. Судно сидит на ровный киль – это значит, отсутствует дифферент, т.е. плоскость миделя вертикальна. В этом случае посадку судна определяет один параметр: осадка судна .

Рис. 2.5 Посадка судна прямо и на ровный киль

2. Судно сидит на ровный киль, но с креном (рис. 1.6). В этом случае посадка определяется заданием двух параметров: осадки и угла крена . Посадка судна с креном может быть задана средней осадкой ср и осадками правого п и левого л борта, где

dср	1	dп dл , м.	(2.7)
	2

а угол крена, представляющий собой угол между следом ватерлинии на плоскости мидель - шпангоута и осью ,определяется по выражению

tg	dп	dл	, рад.	(2.8)
		B

3.Судно сидит прямо, но с дифферентом (рис. 2.7).

Вэтом случае посадка определяется либо осадками носом н и кормой к

исредней осадкой на миделе

dср	1	dн dк , м.	(2.9)
	2

17

Либо средней осадкой ср и дифферентом судна, определяемыми как разность осадок носом и кормой

Рис. 2.6 Посадка судна на ровный киль с креном

Рис. 2.7 Посадка судна прямо с дифферентом.

= н − к, м.,

(2.10)

или углом дифферента, представляющим собой угол между следом ватерлинии на ДП и осью , определяемые по выражению

tg

d

, откуда d L tg .

(2.11)

L

4. Судно сидит с креном и дифферентом. Это общий случай посадки и для ее задания необходимы три параметра: ср и углы крена и дифферента . Также возможно задания этой посадки с помощью ср и осадок носом н и кормой к и левым л и правым бортом п. Дифферент на нос, и крен на правый борт считают положительными.

18

Рис. 2.8 Параметры, задающие посадку в общем случае

2.7 Грузовой размер. Определение водоизмещения по грузовому размеру

Грузовым размером называется кривая, дающая зависимость массового (весового) водоизмещения ∆ от осадки судна. Она получается умножением ординат кривой объемного водоизмещения на плотность забортной воды и строится обычно для = 1,025 т/м3.

Кривые и ∆, так же как и величины , , и , рассчитываются по теоретическому чертежу при проектировании судна и изображаются в виде кривых элементов теоретического чертежа в функции осадки . (рис.2.9).

Эти кривые позволяют находить значения величин при любой осадке. Если известно водоизмещение, то сначала по кривым или ∆ определяют осадку , а затем по ней – все нужные величины. Если плотность воды отлична от стандартной = 1,025 т/м3, для которой строится грузовой размер, то пользуются кривой , предварительно вычисляя объемное водоизмещение по выражению

	∆
=	.	(2.12)

Снимая величины элементов корпуса (, , , , и др.) по графикам, следует обратить особое внимание на правильное определение начала координат и масштаба каждого графика. (рис. 2.9)

Вместо кривых элементов теоретического чертежа, величины , , , и, в функции от осадки , могут быть представлены гидростатической таблицей (табл. 2.1).

19