ЛЕКЦИЯ №2

Геометрия судового корпуса. Главные размерения. Коэффициенты полноты. Классификация морских судов. Роль и задачи классификационных обществ.

Ограничительные поверхности и плоскости сечений корпуса судна, а также объемы почти невозможно описать математическими функциями. Поэтому для изображения формы корпуса рассекают его системой плоскостей (рис.1, 2).

Рис.1 – Система плоскостей корпуса судна

Геометрическая форма наружной поверхности корпуса судна изображается в виде теоретического чертежа (рис.3).

За плоскости проекций теоретического чертежа принимают следующие:

Основную плоскость (ОП), проходящую через средний прямолинейный участок линии киля

Диаметральную (вертикально-продольную), проходящую вдоль всего судна и условно делящую его на две симметричные части – правый и левый борт. Проекция судна на эту плоскость - бок .

Плоскость грузовой (ГВЛ) или конструктивной (КВЛ) ватерлинии, совпадающую с поверхностью спокойной воды при плавании судна по проектную осадку. Проекция судна на эту плоскость – полуширота .

Плоскость мидель-шпангоута (вертикально-поперечную), проходящую посредине расчетной длины судна и делящую его на две несимметричные части – носовую и кормовую. Проекция судна на эту плоскость - корпус .

Рис.2 - Изображение корпуса судна на теоретическом чертеже:

а - бок, b - корпус, с - полуширота, 1 - корпус носовой оконечности, 2 - диаметральная плоскость, 3 - корпус кормовой оконечности

Сечения судна плоскостями, параллельными плоскостям проекций, образуют три системы главных сечений: шпангоуты, ватерлинии и батоксы.

Рис.3 – Теоретический чертеж корпуса судна

Теоретический чертеж – основа всех судостроительных чертежей, например, положения и контура конструктивных шпангоутов (плазовый чертеж), разверток листов, а также теоретических расчетов судна (например, расчетов остойчивости и дифферента).

Главными геометрическими размерениями судна является его длина L , ширина B , высота борта H и осадка T (см. рис.4).

Длина наибольшая
- расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса без выступающих частей.

Длина по конструктивной ватерлинии
- расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии между точками пересечения ее носовой и кормовой частей с диаметральной плоскостью.

Длина между перпендикулярами
- расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии между носовым и кормовым перпендикулярами.

Рис.4 – Главные геометрические размерения судна

Длина по любой ватерлинии измеряется, как
.

Длина цилиндрической вставки - длина корпуса судна с постоянным сечением шпангоута.

Ширина наибольшая
- расстояние, измеренное между крайними точками корпуса без учета выступающих частей.

Ширина на мидель-шпангоуте В - расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте между теоретическими поверхностями бортов на уровне конструктивной или расчетной ватерлинии.

Высота борта Н - вертикальное расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте от горизонтальной плоскости, проходящей через точку пересечения килевой линии с плоскостью мидель-шпангоута, до бортовой линии верхней палубы.

Высота борта до главной палубы
- высота борта до самой верхней сплошной палубы.

Осадка (Т ) - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости конструктивной или расчетной ватерлинии.

Осадка носом и осадка кормой и - измеряются на носовом и кормовом перпендикулярах до любой ватерлинии.

Средняя осадка Т ср - измеряется, от основной плоскости до ватерлинии в середине длины судна.

Носовая и кормовая седловатость h н и h к - плавный подъем палубы от миделя в нос и корму; величина подъема измеряется на носовом и кормовом перпендикулярах.

Погибь бимса h б - разница по высоте между краем и серединой палубы, измеренная в самом широком месте палубы.

Надводный борт F - расстояние, измеренное по вертикали у борта на середине длины судна от верхней кромки палубной линии до верхней кромки соответствующей грузовой марки.

Форма судна в известной мере характеризуется следующими коэффициентами полноты и соотношениями главных размерений (см. рис.5):

Рис.5 – Определение коэффициентов полноты корпуса судна

Коэффициент общей полноты водоизмещения - отношение объема подводной части корпуса к объему прямоугольного параллелепипеда с размерами ребер , , , в который вписывается этот объем (рис.5, а):

.

Коэффициент полноты площади ватерлинии
- отношение площади конструктивной (грузовой) ватерлинии к площади описанного вокруг нее прямоугольника со сторонами и (рис.5, б):

,

Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута - отношение погруженной части площади мидель-шпангоута
к площади описанного вокруг него прямоугольника со сторонами и (рис.5, в):

,

Коэффициент вертикальной полноты корпуса - отношение объема подводной части корпуса к объему прямого цилиндра с основанием, ограниченным обводом конструктивной ватерлинии и образующей, равной осадке судна :

.

Коэффициент продольной полноты - отношение объема подводной части корпуса к объему цилиндра, основание которого очерчено обводом мидель-шпангоута, а длина образующих равна длине судна :

.

Основными соотношениями главных размерений являются
,
,
,
,
, а также обратные им соотношения.

Увеличивающийся поток грузов, перевозимых морским путем, стремление к снижению транспортных расходов и к максимальной загрузке имеющихся портов, разнообразие перевозимых грузов, развитие технологии судостроения, а также становящийся все более популярным туризм, - все это привело к тому, что традиционное, действовавшее еще полвека назад деление судов на пассажирские и грузовые сейчас уже не принято.

Суда классифицируются: по АКТ, по району плавания, по типу движителя и двигателя, по характеру движения и, наконец, по назначению. По АКТ различают суда полнонаборные и шельтердечные (рис. 6).

Полнонаборные суда имеют палубу, идущую от кормы до носа, которая одновременно служит палубой надводного борта и палубой переборок, так как до нее доводятся поперечные водонепроницаемые переборки (рис. 6, а). Разновидности полнонаборных судов: трехостровное, колодезное и колодезное с квартердеком. Трехостровное судно (рис. 6, b) имеет три надстройки: в корме (ют), посередине судна (средняя надстройка) у в носу (бак). Этот тип судна был распространен в период между двумя мировыми войнами. Иногда кормовую и среднюю надстройки объединяли в сплошную кормовую надстройку. При этом между кормовой надстройкой и баком образовывался так называемый колодец. Отсюда название «колодезное судно» (рис. 6, с). Объем трюмов ограничивается в корме туннелем гребного вала и формой кормовой оконечности. Для компенсации главную палубу в этом месте иногда приподнимали (рис. 6, d), обычно на половину твиндека, и возник так называемый квартердек.

а - полнонаборное судно 1 - верхняя палуба и палуба переборок; 2 - запас плавучести; 3 - переборки; 4 - твиндек

b - трехостровное судно 1 - ют; 2 - средняя надстройка; 3 - бак; 4 - главная (верхняя палуба)

с -колодезное судно 1 - верхняя палуба; 2 - удлиненный ют; 3 - колодец; 4 - бак

d - колодезное судно с квартердеком 1 - квартердек; 2 - верхняя палуба; 3 - средняя надстройка; 4 - колодец; 5 - бак

е – шельтердечное судно 1 - главная палуба и шельтердек; 2 - обмерный люк; 3 - палуба надводного борта (палуба переборок); 4 - переборки

Рис.6 – Архитектурно-конструктивные типы судов

У полнонаборных судов и их разновидностей запас плавучести определяется объемом корпуса судна между ватерлинией при максимальной осадке и палубой переборок. На рисунке заштрихованная площадь соответствует запасу плавучести полнонаборных судов. Шельтердечные суда (рис. 6, е) обладают значительно меньшим запасом плавучести, чем полнонаборные. Верхняя палуба у шельтердечных судов служит одновременно главной палубой, а палуба переборок (палуба надводного борта) расположена ниже. На верхней палубе находятся надстройки, но они при обмере судна не принимаются во внимание, так как не являются непроницаемыми и сплошными. Эти надстройки показаны на рисунке темными прямоугольниками.

По району плавания различают суда неограниченного плавания, которые иногда называют также судами дальнего плавания или морскими судами, и суда ограниченного плавания (суда прибрежного плавания, суда для плавания в морских бухтах и т. д.

По типу главного двигателя различают суда с паровым двигателем (с поршневой паровой машиной и паровой турбиной); суда с двигателем внутреннего сгорания (с двигателем внутреннего сгорания и с газовой турбиной); суда с атомным двигателем. Это разделение судов по типу двигателя является весьма грубым.

По типу движителя суда с механическим приводом различают: суда с гребными колесами (в наше время почти не встречаются; суда с гребным винтом (винт фиксированного шага и винт регулируемого шага), который может также находиться в насадке; суда со специальным движителем (крыльчатым и водометным).

Другие, менее важные принципы классификации судов - по виду применяемого материала (суда из дерева, легких сплавов, пластмассы, железобетона) и по количеству корпусов (однокорпусные, двухкорпусные – катамараны и трехкорпусные – тримараны).

С развитием судостроения все актуальнее становится классификация судов по принципу движения на воде . Различают водоизмещающие суда (к ним относится подавляющее большинство морских судов) и суда, которые поддерживаются при движении динамической силой (суда на подводных крыльях и суда на воздушной подушке).

С точки зрения эксплуатации наиболее важным является деление судов по назначению, поскольку в последнее время быстро развивается специализация судов.

По назначению различают пассажирские суда, в том числе: линейные пассажирские лайнеры, круизные и каботажные пассажирские суда (для экскурсий и круизов) и грузовые суда, в том числе универсальные для генеральных грузов, контейнеровозы, накатные суда (суда с горизонтальной грузообработкой), баржевозы, для перевозки массовых грузов, танкеры, рефрижераторные и прочие суда для перевозки специальных грузов (например, для перевозки леса, машин, сверхтяжелых грузов и т.д.).

Грузовые суда можно подразделять также по виду их эксплуатации: на линейные суда, которые курсируют между портами по расписанию, и суда нерегулярного плавания (трампы), которые ходят в зависимости от накопления партии груза.

Следует еще назвать рыболовные суда (рыболовные исследовательские, промысловые, перерабатывающие суда-фабрики и транспортные для рыбы и рыбопродуктов), а также специальные и вспомогательные суда (для гидрографических и океанологических исследований, кабельные, буксиры, ледоколы, пожарные, спасательные и др.).

Морское судоходство - перевозка людей и грузов морем - издавна связано с определенным риском. Не всегда судно было в состоянии противостоять морской стихии. И в наше время случаются не только повреждения, но и гибель судов из-за неудовлетворительных прочности, остойчивости, надежности оборудования и оснащения судна, неправильного размещения груза, ошибок в судовождении, а также вследствие пожаров, столкновений и посадок на мели. Поэтому повышение безопасности плавания судов всегда было серьезной задачей. В XVIII-ом столетии возникли первые национальные классификационные общества, которые распределили морские суда того времени - парусные - на соответствующие классы в зависимости от их мореходности. После гибели участвовавшего в гонках за «Голубую ленту» пассажирского лайнера «Титаник» в 1912 г. был проведен ряд международных конференций по безопасности судов и приняты соответствующие конвенции.

После второй мировой войны в рамках ООН была образована Межправительственная морская консультативная организация (ИМКО), в компетенцию которой входит международное сотрудничество по вопросам безопасности в области судостроения и судоходства. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море 1960 г. и новое Международное соглашение о грузовых марках 1966 г. признаны почти всеми правительствами судоходных государств и нашли отражение в юридических бюллетенях, правилах и т. д. Наряду с этим существуют и другие национальные правила, которые касаются безопасности судоходства и судов. Соблюдение правил постройки судов, которые содержатся в вышеназванных договорах и соглашениях, контролируется национальными классификационными или другими государственными органами.

Так как безопасность судна зависит главным образом от его прочности, остойчивости, надежности оборудования и оснащения, страховые общества при заключении договора определяют характеристики и состояние судна. Для того чтобы не ошибиться, страховые общества в прошлом держали на службе собственных экспертов, которые должны были судить о техническом состоянии судов. Возникшие позже объединения экспертов разделили все суда на классы в зависимости от их мореходности и присвоили каждому классу определенный знак. Первый печатный перечень, в котором определенными символами были обозначены характеристики судов, появился в 1764 г. в Англии - он был издан Регистром Ллойда. Это классификационное общество возникло в 1760 г. и наряду с французским Бюро Веритас, основанным в 1828 г., является старейшим. Все страны с развитым судоходством имеют собственные национальные классификационные организации, которые на основе опыта постройки и эксплуатации судов издают Правила их классификации, постройки и обеспечения безопасности судов.

Основные задачи классификационных обществ:

Разработка и издание Правил;

Проверка классификационной документации (чертежей) на новых и переоборудованных судах;

Приемка судов на верфях и надзор за постройкой новых судов, а также за ремонтом и переоборудованием старых;

Классификация и классификационные (ревизионные) осмотры судов, находящихся в эксплуатации;

Регистрация судов в судовом Регистре.

Издание Правил необходимо для того, чтобы информировать пароходства, проектные бюро и судостроительные верфи об условиях классификации. В них содержатся требования к материалам, размеры и условия изготовления деталей корпуса судна, правила монтажа механических и электрических установок, технология выполнения сварки и клепки, правила по оборудованию и оснащению, обеспечению необходимой остойчивости и защиты от пожаров. Кроме того, издаются Правила для особых типов судов и установок (танкеров, рудовозов и судов для массовых грузов, яхт, трюмных холодильных установок и т. д.). Существуют Правила, которые относятся к безопасности эксплуатации и движения судов, такие как Правила по обеспечению непотопляемости, Правила содержания радио-, теле- и навигационных установок, Предписания или рекомендации по размещению грузов - зерна, руды и т. д. Объем правил, публикуемых классификационными организациями, зависит от возложенных на них задач и данных им прав.

При проведении надзора за постройкой на верфи и классификации судов классификационные органы исходят из соответствующей документации. В документах (чертежах, расчетах, описаниях) должны содержаться все данные, которые необходимы для оценки прочности и надежности судна в целом или отдельных установок и частей оборудования. Постройку новых и переоборудуемых старых судов можно производить только после утверждения всей необходимой для этого документации.

При классификации судна исходят из того, что его корпус, установки, оборудование и устройства должны соответствовать требованиям, имеющим юридическую силу. Класс присваивается судну на несколько лет, если оно находится в удовлетворительном состоянии. На судне проводятся регулярные классификационные осмотры - ревизии. Обычно суда осматриваются раз в год на плаву с целью подтверждения класса и каждые 3-5 лет в доке для обновления класса. От этого правила бывают отклонения: суда с более сильным износом и старые, которые уже не имеют наивысшего класса, осматриваются через более короткие промежутки времени. Пассажирские суда раз в год, а грузовые и прочие морские суда один раз между двумя осмотрами по обновлению класса подвергаются осмотру днища в доке. Наряду с этими регулярными ревизиями проводятся также особые ревизии после аварии, пожара или другого повреждения судна.

Классификация судна подтверждается:

Присвоением ему класса;

Составлением аттестата класса судна (сертификата) и других документов, а также передачей их владельцу судна (судовладельцу, капитану).

Список судов, которым присвоен класс Регистра, ежегодно публикуется классификационными обществами.

С ростом интенсивности судоходства увеличилось также количество морских катастроф, в результате которых гибнут люди и большие материальные ценности. К причинам многих несчастных случаев следует отнести неудовлетворительное состояние предохранительных устройств, недостаточную прочность и неполноценное оборудование судов, а также слабую профессиональную подготовку членов экипажей. Поэтому морские страны договорились о минимальных требованиях, которые должны предъявляться к судам в отношении их безопасности. Первое соглашение 1914 года было в 1929 г. заменено Лондонской конвенцией об охране человеческой жизни на море (СОЛАС 1929), которая в 1948 и в 1960 гг. переиздавалась. Новые изменения были разработаны конференцией, проведенной в 1972 г. СОЛАС содержит требования, которые обязательны для всех судов (за исключением военных) государств - участников договора.

Эти требования в основном касаются:

Текущих осмотров и проверок судов, включая машинные установки, устройства и оборудование, а также составления свидетельств о безопасности;

Конструкции судна в отношении разделения корпуса пассажирских судов переборками и остойчивости поврежденных судов;

Выполнения и установки переборок пиков и машинного отделения, туннеля гребного вала, двойного дна;

Закрытия отверстий в водонепроницаемых переборках и в наружной обшивке ниже предельной осадки;

Водоотливных систем на пассажирских судах;

Документации по остойчивости для пассажирских и грузовых судов, а также планов обеспечения безопасности при поступлении воды для машин и электрических установок;

Противопожарной защиты, обнаружения и тушения пожаров на пассажирских и грузовых судах, а также общих мероприятий по борьбе с пожарами;

Оборудования пассажирских и грузовых судов спасательными средствами;

Оборудования судов телеграфными и радиотелефонными установками.

Различают конструктивные, расчетные, наибольшие и габаритные размерения корпуса судна. К конструктивным размерениям, под которыми понимают главные размерения, относятся:

Н - носовой перпендикуляр, К - кормовой перпендикуляр, L - длина судна, В - ширина судна, Н - высота борта, F - высота надводного борта, d - осадка.

- длина судна (L) - расстояние по КВЛ между крайними точками пересечения ее с ДП. –

ширина судна (В) - наибольшая ширина КВЛ.

- высота борта (Н) - расстояние, измеряемое в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до линии палубы у борта.

- осадка судна (d) - расстояние между плоскостями KBЛ и основной, измеряемое в сечении, где пересекаются плоскости мидель-шпангоута и диаметральная.

Размерения, соответствующие погружению судна по расчетную ватерлинию, называются расчетными . Наибольшие размерения соответствуют максимальным размерам корпуса без выступающих частей (штевней, наружной обшивки и т.д.). А габаритные размерения соответствуют максимальным размерам корпуса с учетом выступающих частей.

Форма корпуса определяется соотношениями главных размерений и коэффициентами полноты. Наиболее важными характеристиками являются отношения:

L/B - значительной степени определяющее ходкость судна: чем больше скорость судна, тем больше это отношение;

В/d - характеризующее остойчивость и ходкость судна;

Н/d - определяющее остойчивость и непотопляемость судна;

L/H - от которого в известной степени зависит прочность корпуса судна.

Для характеристики формы обводов корпуса различных судов служат так называемые коэффициенты полноты . Они не дают полное представления о форме корпуса, но позволяют численно оценить главные ее особенности. Основными безразмерными коэффициентами полноты формы подводного объема корпуса судна являются:

- коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты) δ - это отношение погруженного в воду объема корпуса, называемого объемным водоизмещением V , к объему параллелепипеда со сторонами L, B, d:

Коэффициент полноты площади мидель-шпангоутаβ - отношение площади мидель-шпангоута ω Ф к площади прямоугольника со сторонами В, d;

Коэффициент вертикальной полноты χ - отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, основанием которой служит площадь ватерлинии S , а высотой - осадка судна d:

χ = V/(S×d)=δ/α

Приведенные выше коэффициенты полноты обычно определяются для судна, сидящего по грузовую ватерлинию. Однако они могут быть отнесены также и к другим осадкам, причем входящие в них линейные размеры, площади и объемы берут в этом случае для действующей ватерлинии судна.

Судовая архитектура.

Судовой архитектурой называется общее расположение элементов корпуса, оборудования, устройств, планировка судовых помещений, которые должны быть выполнены наиболее рационально, с соблюдением требований безопасности.

Главными архитектурными элементами всякого судна являются: корпус судна с его палубами, платформами, прочными поперечными и продольными переборками, надстройками и рубками.

Палубой называется сплошное перекрытие на судне, идущее в горизонтальном направлении. Палуба, идущая не по всей длине или ширине судна, а только на ее части, называется платформой. Внутреннее пространство корпуса по высоте разделяется палубами и платформами на межпалубное пространство, которые называются твиндеками (минимальная высота 2.25м).

Верхней палубой (или расчетной) называется палуба, составляющая верхний пояс поперечного сечения прочной части корпуса судна. Название остальных палуб дается от верхней палубы, считая вниз, в зависимости от их местоположения (вторая, третья и т.д.). Палуба идущая над днищем на протяжении некоторой части длины судна и конструктивно связанное с ним, называется вторым дном. Палубы расположенные вверх от верхней палубы, носят названия в соответствии с назначением (прогулочная, шлюпочная и т.д.), палуба над рулевой рубкой называется верхний мостик.

По длине корпус судна разделяется прочными поперечными водонепроницаемыми переборками, образующими водонепроницаемые помещения, которые называются отсеками.

Помещения расположенные над вторым дном, и предназначенные для размещения в них сухих грузов, называются трюмами.

Отсеки в которых расположены главные силовые установки называются машинным отделением .

Всякая емкость, образованная конструкциями корпуса и предназначен-ная для размещения в ней жидких грузов, называется цистерной . Емкость для жидких грузов, размещенная вне второго дна, называется диптанком.

Танками называются отсеки на наливных судах, предназначенные для перевозки жидких грузов.

Некоторые отсеки имеют специальные наименования:

· Концевой – первый отсек от форштевня называется форпик , а первая поперечная водонепроницаемая переборка называется форпиковой или таранной.

· Концевой – последний отсек перед ахтерпиком, называется ахтерпиком , а переборка называется ахтерпиковой.

· Узкие отсеки, отделяющие цистерны от других помещений, называются коффердамами . Они должны быть пустыми, хорошо вентилируемые и удобны для осмотра образующих их переборок.

Для разделения корпуса судна по ширине в некоторых случаях ставят прочные водонепроницаемые продольные переборки.

Выгородками на судах называются всякие легкие водонепроницаемые переборки, разделяющие помещения.

Шахтами – называются отсеки, ограниченные вертикальными переборками, проходящие через несколько палуб, и не имеющих горизонтальных перекрытий.

Надстройкой называется закрытое сооружение на верхней палубе, простирающееся от одного борта до другого, и не доходящее до борта на расстояние, не превышающее 0.04 ширины судна. Пространство на верхней палубе от форштевня до носовой переборки носовой надстройки называется баком. Пространство на верхней палубе от кормовой переборки кормовой надстройки до ахтерштевня называется ютом. Пространство на верхней палубе между носовой и кормовой надстройками называется шкафутом .

Рубкой называется всякого рода закрытое помещение на верхней или выше лежащих палубах надстроек, продольные наружные переборки которого не доходят до бортов основного корпуса на расстояние более 0.04 ширины корпуса судна.

Мостиком называется узкая поперечная платформа, идущая поперек судна с одного борта до другого. Часть мостика, выступающая за наружные продольные переборки, расположенной под ним рубки, называется крылом мостика.

Фальшбортом называется сплошное ограждение открытой палубы, выполненное из листового материала. На верхней торцевой кромке фальшборт отделан горизонтальной полосой, называемой планширем . Обшивка фальшборта подкрепляется к корпусу косыми стойками, которые называются контрфорсами. По длине фальшборта делают отверстия для быстрого стока воды, попавшей на палубу, которые называются штормовыми портиками . Пространство у фальшборта идущее вдоль борта на верхней палубе по всему периметру, служащее для стока воды называется ватервейсным желобом (ватервейсом ). Отверстие с трубкой служащее для стока воды с ватервейсного желоба называется шпигатом.

Рангоутом называются круглые деревянные или стальные трубчатые части вооружения судов, расположенных на открытой палубе и предназначены для несение сигналов, конструкций приборов связи, служащих опорами для грузовых устройств. К рангоуту относятся мачты, стеньги, стрелы, реи, гафели и т.п.

Такелаж – наименование всех тросов, составляющих вооружение отдельных мачт. Такелаж служит для удержания и постоянного раскрепления рангоута в надлежащем положении называется стоячим такелажем. Весь остальной такелаж, который может передвигаться по блокам называется бегучим.

К главным размерениям судна относятся: длина (L), ширина (В), высота борта (Н или D), осадка (Т или d)

Длина судна (L). Различают длину:

По конструктивной ВЛ /Lквл/ - расстояние (в плоскости КВЛ) меж-ду точками пересечения её с форштевнем и ахтерштевнем;

Между перпендикулярами (Lпп) – расстояние в пл.КВЛ между носовым и кормовым перпендикулярами; носовой перпендикуляр проходит через крайнюю носовую точку КВЛ, кормовой – через ось баллера руля;

Наибольшую / Lнб/ - расстояние между крайними точками носо-вой и кормовой оконечностями;

Габаритную /Lгб/ - наибольшая длина плюс выступающие части.

Ширина судна В. Различают ширину:

По КВЛ /ВКВЛ/ - расстояние в пл.КВЛ в наиболее широкой части корпуса между точками пересечения её с внутренней поверхно- стью обшивки корпуса;

На миделе /Вмд/ - то же, что и Вквл, но в плоскости мидель-шпан- гоута;

Наибольшую /Внб/ - расстояние в наиболее широкой части кор- пуса между крайними его точками без учёта выступающих частей

Габаритную /Вгб/ - Внб с учётом выступающих частей.

Осадка судна /d, Т/ - расстояние в плоскости мидель-шпангоута между основной пл. (ОП) и КВЛ при расчётной ВЛ.

Посадка судна – средняя осадка, дифферент (разница осадок но-сом и кормой), крен (угол крена). Контроль за посадкой судна при эксплуатации осуществляется по маркам углубления, которые на-носят арабскими цифрами на обоих бортах на форштевне, в райо- не миделя, ахтерштевне на расстоянии 10 см друг от друга (в де-циметрах).

Высота борта /D,Н/ - расстояние по вертикали в плоскости миделя у борта от внутренней кромки вертикального киля до верхней кромки бимса верхней палубы.

Высота надводного борта F = D – d или Н – Т

Соотношения главных размерений (L/В, В/Т, Н/Т, L/Н, В/Н служат первичной характеристикой формы корпуса судна, а также они влияют на мореходные качества судна.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛНОТЫ подводной части корпуса судна также служат характеристикой формы корпуса и кроме того для приближённых расчётов главных размерений судна.

S/LB – коэффициент полноты площади КВЛ

= /ВТ - коэффициент полноты площади мидель-шпангоута

V/ LBT – коэффициент общей полноты

V/ L - коэффициент продольной полноты

V/ST - коэффициент вертикальной полноты

Таблица соотношений главных размерений и коэффициентов по- лноты приведена в Ф на стр.62 табл.6

Расчет водоизмещения производится с помощью уравнения масс следующего вида:

D – искомое водоизмещение судна.

- измеритель массы корпуса оборудованного;

- измеритель массы запаса водоизмещения;

- скорость хода судна в полном грузу на тихой, глубокой воде;

- адмиралтейский коэффициент;

- измеритель массы механизмов (энергетической установки);

- коэффициент, учитывающий дополнительное топливо, масло, питательную воду;

- коэффициент морского запаса;

- удельный расход топлива;

- автономность; час.

- грузоподъемность;

- масса экипажа;

DW – дедвейт;

- масса переменных жидких грузов.

Измеритель массы корпуса оборудованного рассчитывается по прототипу: проект 17310.

,

.

Плотность морской воды -

;

Длина расчетная, L – 93.5 м;

Ширина, B – 13.4 м;

Осадка, T – 4.6 м;

Масса корпуса оборудованного прототипа равна:
т.

.

Измеритель массы запаса водоизмещения на данной стадии проектирования принимается равным в пределах от 0.01 до 0.025. Примем
.

Подсчитаем коэффициент А из уравнения масс:

Коэффициент В :

Адмиралтейский коэффициент Ca рассчитывается по прототипу формулой:

Скорость прототипа = 11 узлов. Данные по скорости прототипа приведены при осадкеТ = 4.6 м.

Мощность главного двигателя составляет Ne = 1740 кВт.

Измеритель массы механизмов равен (масса механизмов прототипа равна
т)

Коэффициенты дополнительного топлива и морского запаса принимаются равными:

Удельный расход топлива равен:

Автономность судна в часах t равна:

Коэффициент уравнения масс B равен:

Масса экипажа и запасов равна:

- масса экипажа;

- масса провизии;

- масса пресной воды;

- масса пищевых и твердых отходов.

Масса экипажа: т.

- число членов экипажа,

Масса запасов провизии: т.

А - автономность (сутки), А =15

Масса пресной воды: т.

Масса пищевых и твердых отходов: т.

Масса сточно-фановых и подсланевых вод равна:

Коэффициент уравнения масс С равен:

Уравнение масс проектируемого судна представлено в виде:

Решение уравнения находим итерационным способом по формуле:

D = 4350 т.

В качестве контроля найденного водоизмещения, водоизмещение проверяем по коэффициентам утилизации.

т.

Разница в определении водоизмещения двумя способами составляет 5%.

Для дальнейших расчетов принимается водоизмещение D = 4350 т.

2.2 Определение главных размерений в первом приближении

Главные размерения в первом приближении рассчитываются с помощью уравнения плавучести

, где

- плотность морской воды;

- коэффициент полноты водоизмещения;

L , B , T – длина, ширина и осадка судна по КВЛ

Для решения этого уравнения необходимо задать дополнительные параметры:
, которые в первом приближении принимаем такими же как и у прототипа.

Тогда осадка судна определится по формуле:

м.

Ширина судна равна:
м

Длина судна равна:
м

Высота борта проектируемого судна вычисляется по формуле:

Соотношение главных размерений судна по возможности для I ограничен-ного района плавания не должны выходить за пределы:

;

Проконтролируем коэффициент полноты водоизмещения по скоростному режиму судна.

Коэффициент полноты водоизмещения для сухогрузных судов должен укладываться в диапазон

Так как коэффициент полноты водоизмещения укладывается в рекомендуемый диапазон, то для дальнейшего проектирования принимаем δ= 0.835

Для дальнейших расчетов ширина судна принимается равной: B = 12.8 м.

С учетом округления длина проектируемого судна принимается равной:

м.

Фактическая высота надводного борта судна м.

Минимально возможная высота надводного борта равна
м.

Высота борта удовлетворяет правилам о грузовой марке, в отношении высоты надводного борта.

Главными размерениями судна являются длина, ширина, осадка и высота борта (рис. 2).

Рис. 2. Главные размерения судна: а - суда без постоянно выступающих частей; б - суда с постоянно выступающими частями; в - суда с транцевой кормой; г - главные размерения в поперечных сечениях корпуса; д - примеры определения теоретических линий и носового перпендикуляра

Длина судна L. Различают:

• длину по конструктивной ватерлинии L КВЛ - расстояние между точками пересечения носовой и кормовой частей конструктивной ватерлинии с диаметральной плоскостью судна. Аналогично определяется длина для любой расчетной ватерлинии L ВЛ ;
• длину между перпендикулярами L ПП. За носовой перпендикуляр (НП) принимают линию пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носовую точку конструктивной ватерлинии судна. За кормовой перпендикуляр (КП) принимают линию пересечения ДП судна с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через точку пересечения оси баллера с плоскостью конструктивной ватерлинии. При отсутствии баллера за кормовой перпендикуляр судна принимается линия пересечения ДП судна с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей на расстоянии 97 % длины по КВЛ от носового перпендикуляра;
• длину наибольшую L НБ - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками теоретической поверхности корпуса судна (без учета наружной обшивки) в носовой и кормовой оконечностях;
• длину габаритную L ГБ - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей судна с учетом постоянно выступающих частей.

Ширина судна В. Различают:

• ширину по КВЛ В КВЛ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна на уровне КВЛ перпендикулярно к ДП без учета наружной обшивки. Аналогично определяют для любой расчетной ватерлинии ширину по ватерлинии В ВЛ;
• ширину на мидель-шпангоуте В - расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте на уровне КВЛ или расчетной ватерлинии без учета наружной обшивки корпуса;
• ширину наибольшую В НБ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса без учета наружной обшивки;
• ширину габаритную В ГБ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей.

Осадка судна Т - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости расчетной ватерлинии (Т ВЛ) или до плоскости КВЛ (Г КВЛ).

Контроль за посадкой судна (средней осадкой, дифферентом и креном) во время эксплуатации судна осуществляется по маркам углубления. Марки углубления наносят арабскими цифрами на обоих бортах, форштевне, в районе мидель-шпангоута и на ахтерштевне и обозначают углубление в дециметрах (рис. 3).

Рис. 3. Марки углубления.

Высота борта судна Н - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы судна. Под бортовой линией понимается линия пересечения поверхности борта (без учета обшивки) и верхней палубы (без учета толщины настила).

Высота надводного борта F - это разность между высотой борта и осадкой F = H - Т.

Главные размерения L, В, Н и Т определяют только размеры судна, а их соотношения L/B, В/Т, H/T, L/H и B/H в известной степени характеризуют форму корпуса судна и оказывают влияние на его мореходные качества и прочностные характеристики. Например, увеличение L/B способствует быстроходности судна, чем больше B/T, тем оно остойчивее.

Рис. 4. К определению коэффициентов полноты: а - площади ватерлинии; б - площади мидель-шпангоута; в - водоизмещения.

Дополнительное представление о форме корпуса судна дают безразмерные величины, называемые коэффициентами полноты судна.

Коэффициент полноты ватерлинии α - отношение площади ватерлинии S к площади описанного вокруг нее прямоугольника со сторонами L и В (рис. 4):

Коэффициент полноты мидель-шпангоута β - это отношение погруженной части миделя к площади описанного вокруг нее прямоугольника со сторонами В и Т:

Коэффициент полноты водоизмещения δ - это отношение объемного водоизмещения V к объему параллелепипеда со сторонами L, В и Т:

Коэффициент продольной полноты φ V к объему призмы, имеющей основанием площадь мидель-шпангоута и высоту L:

Коэффициент вертикальной полноты χ - отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, имеющей основанием площадь конструктивной ватерлинии S и высоту Т:

Как и соотношения главных размерений, коэффициенты полноты влияют на мореходные качества судна. Уменьшение δ, α и φ способствует быстроходности судна, а увеличение α повышает его остойчивость.

Судно характеризуется объемными и массовыми показателями, к числу которых относятся: водоизмещение объемное V, м 3 , - объем подводной части судна, и водоизмещение D, т, - масса судна: D = ρV, где ρ - плотность воды, т/м 3 .

Каждой осадке судна соответствует определенное объемное водоизмещение и масса судна (водоизмещение). Водоизмещение полностью построенного судна, но без запасов, расходных материалов, грузов и людей называется водоизмещением порожнего судна. Водоизмещение судна, загруженного по грузовую марку, называется водоизмещением судна с полным грузом