2.2. Главные размерения и коэффициент полноты
Линейные размеры корабля: длина, ширина, высота борта и осадка образуют главные размерения. Они изображены на рис. 2.2, где использованы следующие обозначения:
LКВЛ – длина судна по конструктивной ватерлинии, представляющая собой расстояние, измеренное в плоскости КВЛ между точками пересечения ее носовой и кормовой частей с диаметральной плоскостью;
L ПП – длина между перпендикулярами, измеряемая в плоскости КВЛ между носовым и кормовым перпендикулярами.
Носовой перпендикуляр НП образуется линией пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носовую точку конструктивной ватерлинии. Кормовой перпендикуляр КП – это линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через точку пересечения оси поворота руля с плоскостью КВЛ.
Lнб – длина наибольшая – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса без выступающих частей.
Lгб – длина габаритная – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса с учетом выступающих частей.
В – ширина корпуса - расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте между теоретическими поверхностями бортов перпендикулярно ДП на уровне конструктивной ватерлинии.
Внб – ширина наибольшая – расстояние, измеренное перпендикулярно ДП между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей.
Н – высота борта – вертикальное расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы.
Т – осадка – вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости конструктивной или расчетной ватерлинии.
Особенности формы корпуса судна определяют числовые соотношения главных размерений:
отношение L/В, влияющее на ходкость судна;
относительная ширина В/Т, влияющая на остойчивость судна, его ходкость и качку; ее увеличение улучшает остойчивость судна, но качка при этом становится более резкой, а сопротивление движению возрастает;
относительная высота борта Н/Т, влияющая на непотопляемость судна;
относительная длина L/Т, влияющая на поворотливость судна; ее увеличение ухудшает поворотливость.
Судить о форме подводной части корпуса позволяют безразмерные коэффициенты полноты, полученные путем сравнения основных площадей и объемов корпуса с соответствующими площадями и объемами простейших геометрических фигур и тел, построенных на его главных размерениях.
Коэффициентами полноты подводной части корпуса судна являются:
Коэффициент полноты конструктивной (грузовой) ватерлинии α - отношение площади ватерлинии S к площади описанного прямоугольника, построенного по расчетным длине L и ширине корпуса В, рис. 2.4:
α = S/LB. (2.1)
Коэффициент полноты мидель-шпангоута β – отношение площади погруженной части мидель-шпангоута ω к площади описанного прямоугольника, построенного по расчетным ширине В и осадке корпуса Т, рис. 2.4:
β = ω/ВТ . (2.2)
3. Коэффициент полноты водоизмещения δ – отношение объема подводной части корпуса V к объему параллелепипеда, построенного на расчетной длине L , ширине В и осадке корпуса Т:
δ = V/ LBT. (2.3)
Кроме указанных трех независимых коэффициентов α, β, δ применяют еще два – φ и ψ, являющиеся производными от первых и связанных с ними соотношениями (1.5) и (1.7).
Рис. 2.4. К определению коэффициентов полноты: а – площади ватерлинии; б – площади мидель-шпангоута; в - водоизмещения
4. Коэффициент продольной полноты φ – отношение объема подводной части судна V к объему призмы с основанием, равным площади погруженной части мидель-шпангоута и высотой, равной длине корпуса L:
φ = V/ωL. (2.4)
Подставляя вместо ω и V значения из (1.2) и (1.3), получим
φ = δLBT/ βLBT = δ/β. (2.5)
Этот коэффициент характеризует распределение по длине корпуса объема его погруженной части, который оказывает влияние на сопротивление воды движению судна.
5. Коэффициент вертикальной полноты ψ – отношение объема подводной части корпуса к объему призмы, основание которой равно площади конструктивной (грузовой) ватерлинии судна S , а высота – осадке корпуса Т:
ψ = V/ST . (2.6)
Подставляя в (2.6) значения S и V из (2.1) и (2.3), получаем:
ψ = δLBT/ αLBT = δ/α . (2.7)
Каждое судно как физическое тело обладает определенным и массой и объемом. Плавая на воде, оно занимает положение, определяемое осадкой, которая находится в прямой связи с его массой и объемом подводной части. Массовое водоизмещение является главным массовым показателем судна и слагается из постоянной массы (корпуса, механизмов, электрооборудования и пр.) и переменной массы (топливо, запасы, экипаж и пр.). В зависимости от количества принимаемого переменного груза массовое водоизмещение может изменяться. Для гражданских судов установлены следующие виды водоизмещений:
водоизмещение порожнем, равное постоянной массе судна с водой в котлах, с механизмами, запасными частями, но без груза, пассажиров, команды и топлива;
водоизмещение в полном грузу, равное водоизмещению порожнем плюс перевозимый груз, топливо и масса запаса при наибольшей допустимой осадке.