2 Теория корабля

Судно представляет собой сооружение, эксплуатация которого должна быть безопасной и эффективной. Для этого требуется, что бы оно удовлетворяло качествам и критериям, рассчитываемым в теории корабля.

Определить плавучесть, остойчивость, непотопляемость, можно, вычислив гидростатические и гидродинамические силы и моменты, действующие на смоченную поверхность судна в различных условиях эксплуатации. Значение, направление и точки приложения этих сил зависят от формы корпуса судна, которая может быть описана графически при помощи теоретического чертежа. Теоретический чертеж изображает поверхность корпуса металлического судна без наружной обшивки. Для построения теоретического чертежа используют 3 основные взаимно перпендикулярные координатные плоскости: диаметральную, основную и мидель-шпангоута. Проекции корпуса судна на эти плоскости соответственно носят названия: «Бок», «Полуширота» и «Корпус». Для построения теоретического чертежа, расчетов и получения представления о форме корпуса проводят дополнительные плоскости, параллельные координатам. Кривые образующиеся от пересечения этих плоскостей с теоретической поверхностью корпуса судна, носят название: батоксы, ватерлинии и шпангоуты.

Для построения теоретического чертежа и расчетов по статике в данной работе была использована программа FREEship 3.21.

FREEship - программа моделирования поверхности с открытым исходным кодом, основанная на разбиении поверхностей и предназначена для проектирования судов.

FREEship использует методику, названную моделирование поверхности, для формирования поверхности корпуса судна. Эта методика включает "ваяние" оболочки, как будто это была очень тонкая и гибкая часть ткани, перемещая и сдвигая точки. Это, однако, не ограничено одной только оболочкой. Палубы, надстройки, мачты, кили и рули могут быть смоделированы тоже. В отличие от других программ, FREEship использует разбиения поверхности, которые полностью моделируют судно. Разбиение поверхностей дают проектировщику больше гибкости в проектировании любой желательной формы. Все чертежи состоят из трех объектов: грани, точки и ребра.

2.1 Построение теоретического чертежа

Для построения теоретического чертежа был использован контейнеровоз с размерами: L=178м, B=25,85м, T=9,0м. (см. рисунок 3). Судно имеет бульбообразный нос и транцевую корму.

Рисунок 3 – Размеры прототипа

Он был трансформирован при помощи меню Трансформации – Масштабирование (см. рисунок 4).

Рисунок 4 – Ввод коэффициентов трансформации

После чего был получен теоретический чертеж с размерами прототипа: L=176,48 м, B=29,80 м, T=10,10 м (см. рисунки 5, 6, 7).

Рисунок 5 – Теоретический чертеж

Рисунок 6 – Главные размерения

Рисунок 7 – Общие данные проекта

Данная модель была трансформирована путем изменения координат точек в носовой и кормовой оконечностях. Таким образом были получены желаемые обводы корпуса: корма – транцевая, нос – бульбообразный. Судно без килеватости, без развала бортов.

Получен теоретический чертеж с размерами: L=176,48 м, B=32,2 м, T=11,55 м. Он состоит из 20 шпангоутов, расположенных на расстоянии 8,824м друг от друга, десяти ватерлиний, расположенных по высоте от 0 до 20 м на расстоянии 2 м друг от друга, и четырех батоксов, первый батокс находиться на расстоянии 3,725 м от ДП, второй на расстоянии 7,450 м от ДП, третий на расстоянии 11,175 м от ДП.