Глава 1 характеристики корпуса судна

Для описания корпуса судна существуют геометрические и технико-эксплуатационные характеристики, позволяющие оценить размеры корпуса и его технические качества.

2. Геометрия корпуса судна

1. Главные плоскости, система координат

Главными плоскостями для судовых чертежей являются (рис. 1.1):

• 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, параллельная поверхности воды для судна без крена и дифферента.

Линии пересечения главных плоскостей образуют систему координат 0 X Y Z, с началом координат «0» на днище судна в плоскости мидель-шпангоута (рис. 1.1.).

Ось ОХ положительна в нос от мидель-шпангоута, ось ОY – положительна на правый борт.

ОП

Д

Рис. 1.1 Координатные плоскости и оси координат

Сечение корпуса судна тремя взаимно - перпендикулярными плоскостями показаны на рис. 1.1 и образуют три основных сечения корпуса судна: диаметраль, мидель - шпангоут и конструктивную ватерлинию.

Сечение корпуса диаметральной плоскостью. ДП делит судно на две симметричные части и образует сечение, называемое диаметралью судна.

Диаметраль дает представление о форме штевней, палубы и килевой линии. Сечение корпуса плоскостью мидель - шпангоута () делит судно на две части – носовую и кормовую и образует сечение, называемое мидель – шпангоутом. Мидель- шпангоут дает представление о форме палубы (погибь), бортов (развал, завал) и днища (килеватость).

Сечение корпуса плоскостью ватерлинии ВЛ параллельной ОП дает ватерлинию и представление о форме левого и правого борта судна. Ватерлинии бывают конструктивными (КВЛ) и грузовыми (ГВЛ).

Рис. 1.2 Основные сечения корпуса

2. Главные размерения и коэффициенты полноты корпуса

Главные размерения судов определяются ГОСТом 1062 - 80 и представляют совокупность конструктивных, расчетных, наибольших и габаритных линейных размеров корпуса судна. Под конструктивными размерениями судна понимают размерения судна, соответствующие положению конструктивной ватерлинии (КВЛ), а расчетные размерения судна соответствуют расчетной ватерлинии, причем обычно КВЛ является расчетной ватерлинией.

Для металлических судов теоретическая поверхность судна – внутренняя поверхность обшивки или поверхность, проходящая по наружным кромкам набора (балок) корпуса.

Главными размерениями судна являются длина, ширина, осадка и высота борта (рис. 1.3).

Длина по конструктивной ватерлинии L_квл – расстояние, измеренное в плоскости КВЛ между точками пересечения носовой и кормовой частей корпуса судна с КВЛ. Длина между перпендикулярами L_ПП – расстояние, измеренное в плоскости КВЛ между носовым и кормовым перпендикулярами. Эта длина L_ПП обычно является расчетной длиной судна.

Носовой перпендикуляр (НП) – это линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носовую точку КВЛ, а кормовой перпендикуляр (КП) – линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через ось вращения руля (ось баллера).

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

Длина габаритная L_ГБ – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса с учетом постоянно выступающих частей.

Ширина по КВЛ – В_КВЛ – расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна на уровне КВЛ в точках пересечения ее с внутренней поверхностью обшивки корпуса; аналогично определяют для любой ватерлинии ширину по ватерлинии.

Ширина на мидель – шпангоуте (теоретическая) – В – расстояние, измеренное в плоскости мидель – шпангоута на уровне КВЛ или расчетной ВЛ между внутренними поверхностями обшивки корпуса. Эта ширина является расчетной.

Ширина наибольшая В_НБ – расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна, перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса без учета обшивки и выступающих частей.

Ширина габаритная В_ГБ – расстояние, измеренное в наиболее широкой части, перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса с учетом любых выступающих частей.

Осадка судна (теоретическая) Т вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель – шпангоута от основной плоскости до плоскости КВЛ или расчетной ВЛ. Эта осадка является расчетной.

Углубление Т_у – это вертикальное расстояние, измеряемое по маркам углубления от нижней кромки ГК до действующей ВЛ в носу, корме и на миделе судна.

Высота борта Н – вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель – шпангоута у борта от верхней кромки горизонтального киля до верхней кромки бимса верхней палубы. Эта высота борта является расчетной. В зарубежной документации осадку судна Т принято обозначать символом d, а высоту борта Н – символом D. Высота надводного борта F – это разность между высотой борта и осадкой F = Н — Т. Она определяет запас плавучести судна.

Рис. 1.3 Главные размерения судна

Представление о форме погруженной поверхности судна дают коэффициенты полноты и соотношение главных размерений.

Коэффициенты полноты корпуса показаны на рис. 1.4.

Коэффициент полноты площади ВЛ α – отношение площади ватерлинии к площади описанного прямоугольника:

(1.1)

где S_ВЛ – площадь ватерлинии.

Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута β – отношение погруженной площади мидель – шпангоута к площади описанного прямоугольника:

. (1.2)

Рис. 1.4 Коэффициенты полноты: а – площади ватерлинии;

б – площади мидель-шпангоута; в – водоизмещения

Коэффициент общей полноты δ – отношение объема подводной части судна V к объему описанного параллелепипеда:

или . (1.3)

Коэффициент вертикальной полноты χ – отношение объема подводной части судна к объему цилиндра, площадь основания которого равна площади ватерлинии (S), а высота – осадке судна (T):

или или (1.4)

Коэффициент продольной полноты φ – отношение объема подводной части судна к объему цилиндра, площадь основания которого равна площади мидель – шпангоута (), а высота – длине судна (L):

или или (1.5)

Вторые обозначения приняты в иностранной литературе.

Главные размерения судна L, В, Н и Т определяют размеры, а их соотношения дают представление о форме корпуса и характеризуют некоторые мореходные качества судна.

Отношение L/В дает представление о быстроходности судна, так как чем больше это отношение, тем быстроходнее судно.

Отношение L/Н характеризует жесткость и прочность корпуса судна, т. е. с его ростом снижается жесткость и прочность корпуса.

Отношение Н/Т характеризует степень непотопляемости судна и с его ростом непотопляемость повышается.

Отношение В/Т влияет на остойчивость и ходкость судна и с его ростом увеличивается остойчивость, но ходкость ухудшается в связи с увеличением сопротивления воды.