Глава 1 геометрия корпуса

2.1 Главные размерения судна

Главными размерениями судна называется совокупность конструктивных, расчетных наибольших и габаритных линейных размеров судна: длины L, ширины В, осадки Т и высоты борта Н, измеряемых по ГОСТ 1062 – 80 в определенных местах корпуса судна, как показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Главные размерения судна

Форму судна наиболее полно определяет теоретический чертеж судна м (рис. 1.2), а количественную оценку его элементов дают коэффициенты полноты погруженных площадей и объемов () и соотношения главных размерений ().

Рис. 1.2 Теоретический чертеж судна

Коэффициент полноты КВЛ «𝛼» – отношение площади ватерлинии 𝑆_квл к площади, описанного вокруг нее прямоугольника, со сторонами 𝐿 и 𝐵.

(1.1)

Коэффициент полноты мидель – шпангоута «β» – отношение погруженной площади мидель – шпангоута к площади описанного вокруг него прямоугольника:

. (1.2)

Коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты) «δ» – отношение объемного водоизмещения D подводной части судна к объему параллелепипеда со сторонами L, B и T:

или . (1.3)

Коэффициент продольной полноты «φ» – отношение объемного водоизмещения D подводной части судна к объему цилиндра, имеющему основанием площадь мидель – шпангоута () и высоту L:

(1.4)

Коэффициент вертикальной полноты «χ» – отношение объемного водоизмещения D подводной части судна к объему цилиндра, имеющему основанием площадь и высоту T:

(1.5)

Численные значения элементов погруженной части корпуса судна при различных осадках приведены в судовой документации в виде графиков кривых элементов теоретического чертежа (гидростатических кривых) – рис. 1.3, или в виде таблиц гидростатических элементов корпуса табл. 1.1.

Рис. 1.3 Кривые элементов теоретического чертежа

Таблица 1.1 – Гидростатическая таблица

𝑑, м	Δ, т	∇, м3	Хс, м	𝑍с, м	𝑆, м2	Х𝑓 , м
0,50	235	229	1,23	0,250	685,5	1,05
1,00	478	466	1,37	0,506	713,9	1,16
1.5	…	…	…	…	…	…
2.0	…	…	…	…	…	…
2.5	…	…	…	…	…	…
3,00	2197	2144	1,00	1,540	885,6	0,80

1.2 Примеры решения задач

Задача №1. Определить длину L, ширину B и осадку судна d, если известны: объемное водоизмещение = 20690 м³, соотношения главных размерений = 7,50, 2,41, и коэффициент полноты водоизмещения = 0,773.

Решение: Из соотношений главных размерений в безразмерном виде находим ширину и длину

, B= d∙2.41,

При помощи формулы (1.4) определяем осадку, подставив ранее найденные безразмерные значения ширины и длины

Затем находим ширину и длину

Задача 2. Вычислить коэффициенты вертикальной полноты и продольной полноты судна, если известны: объемное водоизмещение = 6000 м³, осадка

d = 6,50 м, коэффициент полноты ватерлинии = 0,815, коэффициент полноты мидель-шпангоута =0,950 и соотношения главных размерений .

Решение: Из соотношений главных размерений находим ширину и длину

При помощи формул (2.4), (2.5), (2.6) определяем коэффициенты полноты водоизмещения, вертикальной полноты, и продольной полноты

Задача №3. Найти угол дифферента 𝜓 и осадку носом 𝑑_н судна, если известны: ширина 𝐵 = 15,8 м, осадка кормой 𝑑_к = 5,85 м и соотношения главных размерений .

Решение: Из соотношений главных размерений находим длину и среднюю осадку

При помощи формул (2.9), (2.10), (2.11) определяем осадку носом, дифферент и угол дифферента

Задача №4. Рассчитать высоту надводного борта 𝑓 и весовое водоизмещение, используя кривые элементов теоретического чертежа т/х «Славянск» (рис. А.1 приложения А), если известны: высота борта 𝐷 = 12,0 м, дифферент 𝑑𝜓 = - 0,28 м и осадка кормой 𝑑к = 6,08 м при плотности забортной воды 𝜌 = 1,018 т/м³.

Решение: Из формулы (2.10) находим осадку носом

При помощи формулы (2.9) определяем среднюю осадку

На (рис. А.1 приложения А) при помощи шкалы осадок по вертикали отсчитываем найденное значение средней осадки 𝑑ср и проводим горизонталь до кривой объемного водоизмещения 𝑉. Определенный таким образом горизонтальный отрезок в сантиметрах умножаем на масштаб этой кривой и получаем объемное водоизмещение V =21,8∙ 500=10900 м3.

При помощи формулы (2.1) и уравнения плавучести находим высоту надводного борта и весовое водоизмещение

Задача №5. Вычислить по таблице гидростатических элементов т/х «Славянск» (табл. А.1 приложения А) аппликаты центра величины 𝑧𝑐 и поперечного метацентра 𝑧m, если известны: дифферент 𝑑𝜓 = 0,10 м и осадка кормой 𝑑к = 6,32 м.

Решение: При помощи формул (2.10), (2,9) находим осадку носом и среднюю осадку

Так как найденная величина средней осадки является промежуточной, то для определения искомых значений аппликат применяем метод линейной интерполяции, и из (табл. А.1 приложения А) выбираем граничные значения аппликат для осадок 𝑑₁ = 6,30 м, 𝑧_𝑐1= 3,42 м, 𝑧_m1 = 8,62 м, 𝑑₂= 6,40 м, 𝑧_𝑐2 = 3,47 м, 𝑧_m2 = 8,60 м.

Затем определяем искомые значения аппликаты центра величины