1.4.2. Выбор коэффициента общей полноты

Коэффициент общей полноты связан с коэффициентами продольной полноты и полноты мидель–шпангоута зависимостью .

Выбор довольно сложная задача. Для тихоходных судов ( ) коэффициент служит хорошим критерием для оценки ходкости судна. Для среднескоростных ( ) и быстроходных ( ) критерием для оценки ходкости уже является коэффи -

26

циент продольной полноты , оказывающий существенное влияние на сопротивление воды движению судна, и для них и определяются независимо друг от друга. У тихоходных судов коэффициент изменяется весьма незначительно и принимается сравнительно высоким ( ). Поэтому для них определение равносильно установлению .

Очевидно, что чем больше при , тем судно имеет меньшие главные размерения со всеми вытекающими отсюда последствиями. Следовательно, с этой точки зрения желательно принимать как можно большим.

Однако, кроме ходкости, на может оказать влияние и район эксплуатации будущего судна. В свежую погоду у судна с большим коэффициентом общей полноты труднее сохранить заданную скорость движения. Особенно это касается небольших судов, поскольку на крупные суда ( м ) [19] влияние ветра и волнения намного меньше.

Поэтому для небольшого ( м) тихоходного судна не рекомендуется выбирать больше 0.77…0.78 при любых числах .

Для определения различными авторами предложено много формул, касающихся определенных типов судов. Большой популярностью у проектантов пользуется формула Александера вида

, (2.41)

при и . В настоящее время эта формула применяется при и . Формула (2.41) рекомендуется для чисел Фруда .

Хэкшер 28 рекомендует определять по формуле

, (2.42)

Ашик В.В., Царев Б.А., Челпанов И.В. 1 для транспортных судов рекомендуют для широкого диапазона чисел Фруда формулы

51

Часть 2. «Разработка учебного эскизного проекта судна»

2.1. Построение тч

Итак, в 1-й части студент-проектант получил водоизмещение, главные размерения, коэффициенты полноты судна. Студент так же обладает данными о типе судна, его назначении.

Построение теоретического чертежа судна есть решение сложной задачи оптимизации формы обводов корпуса судна. Рекомендуется, при возможности, изучить теоретические чертежи судов сходного типа или сходных характеристик.

В чем же заключается решение такой задачи? Для заданных размерений и коэффициентов полноты нужно задать такую форму обводов корпуса судна, чтобы с одной стороны увеличить грузовместимость судна и способствовать рациональному размещению судовых помещений, а с другой стороны свести к минимуму сопротивление воды движению судна на заданном скоростном режиме. Здесь стоит еще раз вспомнить о рекомендациях, данных в 1-й части данных методических указаний, в разделе выбора соотношения .

Помимо указанных выше исходных данных, для создания теоретического чертежа, студент должен, пользуясь литературой, определить абсциссу центра величины проектируемого судна, длину цилиндрической вставки, высоту кормового подзора в зависимости от размеров винто-рулевого комплекса.

Кафедра Корабли и океанотехника располагает програмным продуктом компании AVEVA по проектированию судов: Tribon M3 Initial Design. Выполняя данную часть курсового проекта, студент обращается к инструментам этой программы при этом судовая поверхность становится однозначной функцией следующих переменных:

- тип судна;

- главные размерения и коэффициенты полноты: длина судна между перпендикулярами, ширина, осадка, высота борта, коэффициент общей полноты, коэффициент продольной полноты, коэффициент полноты мидель шпангоута или его детальная форма (радиус скругления скулы, наличие и величина сломов, килеватость), длина цилиндрической вставки;

50

В средней части окна рассчитываются главные размерения проектируемого судна по формулам, показанным на рисунке 1.4. в соответствующем поле. И снова проверяется уравнение (1).

В нижней части окна представлен «калькулятор» для подгонки уравнения (1), с целью уменьшения погрешности.

В первой части курсового проекта рассчитывается водоизмещение и главные размерения заданного проектируемого судна, различными предложенными способами. Проверяется ошибка между выбранным прототипом м полученным водоизмещением, она не должна превышать 5%. Результаты расчетов представляются в табличной форме, выбираются водоизмещение, главные размерения и коэффициент полноты проектируемого судна.

27

, (2.42)

Есть статистическая формула Ашика В.В. и др. [1] для чисел Фруда 0.3…0.6

, (2.43)

для , ; для , или .

А.В. Бронников при числах Фруда 0,25 … 0,29 для одновинтовых транспортных судов предлагает формулу

, (2.44)

для чисел

, (2.45)

Представляют интерес формулы, рекомендуемые различными исследователями для определенных типов судов.

Специально для пассажирских судов с числом предназначена статическая зависимость А.В. Бронникова 6

, (2.46)

Для сухогрузных судов ( в том числе и лесовозов)

, (2.47)

, (2.48)

Для грузовых лайнеров, контейнеровозов и рефрижераторных судов могут быть рекомендованы формулы

, (2.49)

, (2.50)

, (2.51)

28

Последняя формула для чисел Фруда .

Для танкеров, судов для перевозки массовых грузов, комбинированных судов могут использоваться следующие зависимости [1], [12]

, (2.52)

, (2.53)

или

, (2.54)

Коэффициент общей полноты больших рыболовных траулеров при числах может быть вычислен по формуле

, (2.55)

Для больших плавбаз Труб М.С. [38] рекомендует

, (2.56)

Для средних рыболовных траулеров определяется следующей зависимостью

, (2.57)

Захаров Б.Н. [14] для лесовозов в диапазоне значений

, (2.58)

при

;

при

.

Для речных теплоходов в работе [29] предлагается

, (2.59)

Использование любой из приведенных выше формул для определения , строго говоря, допустимо только в качестве самого первого приближения, поскольку на оптимальные значения этого коэффициента оказывает влияние очень много факторов. Поэтому, наиболее надежный способ определения – его технико – экономическое обоснование.

49

В правом нижнем углу нажимаем кнопку «Окончательное определение водоизмещения проектируемого судна и определение главных размерений судна и переходим в соответствующее заключительное окно, представленное на рисунке 1.4. В верхней части экрана представлены соответствующие результаты, полученные по способу Бубнова. Нажимая кнопку «проверить» мы проверяем основное уравнение плавучести по полученным данным:

где − плотность воды в акватории, т/м³;

− длина, ширина, осадка судна, м;

− коэффициент общей полноты;

− водоизмещение судна, т.

Рисунок 1.4 – Четвертое окно «Конечные результаты»

48

Нажимаем кнопку «Рассчитать водоизмещение по способу Бубнова». Перед пользователем появляется соответствующее окно, представленное на рисунке 1.3. Для расчета по способу Бубнова необходимы дополнительные исходные данные. Это коэффициенты общей полноты, отношение длины судна к его ширине и ширины судна к осадке. Все они в той или иной мере влияют на ходкость судна, его грузовместимость, устойчивость на курсе, маневренность, остойчивость и прочее. Для каждого судна эти данные уникальны и пользователь должен сам, используя статистические формулы, определить их вручную. Напомним, что знак разделения целой и дробной части числа − запятая «,». В верхней правой части окна нажимаем кнопку «Начать расчет». Машина удобно разбивает водоизмещение проекта на статьи нагрузки и выводит данные о водоизмещении проекта и его главных размерениях.

Рисунок 1.3 – Третье окно «Расчет по способу Бубнова»

29