Part_4-12

136

Вирішення сукупності цих питань з урахуванням взаємних впливів і дає можливість створити проект судна, який являє собою складну технічну систему.

11.1. Постановка задачі. Обмеження.

Постановка задачі включає в себе розробку завдання на проектування судна, де вказується:

−тип і призначення судна;

−вантажопідйомність та рід вантажу, що перевозиться;

−швидкість руху експлуатаційна, або на випробуваннях;

−дальність плавання (або довжина кругового рейсу), район плавання;

−іноді автономність;

−тип СЕУ.

Треба визначити головні елементи судна з урахуванням вимог до якостей експлуатаційного, морехідного і виробничо-економічного характеру.

При визначенні головних елементів судна треба приймати до уваги обмеження технічного і експлуатаційного характеру. Вони бувають функціональні і тривіальні.

До функціональних відносяться обмеження на очікувані якості судна:

L – довжина судна може бути обмежена довжиною доків, причалів, шлюзів.

B – ширина судна – шириною шлюзів, каналів.

T – осадка може бути обмежена глибиною фарватеру, каналу, порту та ін. До тривіальних (параметричних) обмежень відносяться обмеження

граничних значень незалежних змінних.

11.2. Критерії ефективності.

При проектуванні проект судна повинен відповідати трьом основним типам критеріїв ефективності: технічним, експлуатаційним та економічним.

135

Ці і інші формули дають змогу будувати креслення суднової поверхні в вигляді параболічних ватерліній і шпангоутів. Недоліком цих поверхонь є відсутність в них точок перегину. Крім того, форма шпангоуту найбільшого перерізу відрізняється від тих, котрі звичайно застосовуються. Деякі формули, наприклад прогресіки, мають обмежений діапазон застосування, при виході за який не можливо одержати прийнятну форму для шпангоуту, або ватерлінії.

Існуючі сучасні методи проектування форми суднової поверхні за допомогою ЕОМ використовують інтерполяційний метод по двох кресленнях прототипів з наступним зміщенням шпангоутів для досягнення потрібного положення ЦВ, або методи перебудови теоретичного креслення суднапрототипу за допомогою ППШ та інші [1, 2].

Запитання для самоконтролю.

1.Який порядок розробки теоретичного креслення методом рисування?

2.При яких умовах можна розробити теоретичне креслення методом аффінного перетворення?

3.Що треба мати щоб використати для побудови теоретичного креслення інтерполяційний метод?

4.Як змістити центр величини за допомогою ППШ?

11. МЕТОДИКА ПРОЕКТУВАННЯ СУДЕН

Проектування суден це процес розробки описів на основі неповних даних завдання, за якими можливо побудувати судно. Описи – це розрахунки, креслення, інструкції, технології та ін.

В попередніх розділах розглядалися залежності між проектними характеристиками судна, які необхідні для вирішення головних питань його проектування. Це – питання навантаження судна, визначення його водотоннажності, головних розмірів, місткості, остійності, запасу плавучості та величини надводного борту, ходовості.

134

де уmax– найбільша ордината ватерлінії; x – абсциса шпангоута;

LH(K) – довжина носового (кормового) загострення кінцевості;

α – коефіцієнт повноти даної ватерлінії.

Головна перевага даного способу це простота зв’язку y з x і особливо з α. Але серйозним недоліком є відсутність точок перегину ватерліній, що обмежувало застосування цієї формули.

В 1903 р. Д.Тейлор доповнив параболу Чапмана ще одною параболою, що дало можливість одержувати ватерлінії з заданою точкою перегину – xпер.

y = ymax 1 − a LHx(K ) m + (a −1) LHx(K ) n .

Величини а, т і п в цій формулі можуть бути одержані з трьох додаткових умов – заданої площі, заданого загострення в кінцевості і заданого положення точки перегину:

Пізніше замість чапмановської параболи почали застосовувати прогресіку. Так інженер А.А.Попов поклав в основу чапмановську параболу і одержав рівняння прогресіки

130

площі ватерліній Si = LLBB Si ;

площі шпангоутів Ωi = BBTT Ωi ;

апліката ЦВ zc = TT zc ;

абсциса ЦВ xc = LL xc ;

поперечний метацентричний радіус r = B2T r ;

B 2T

поздовжній метацентричний радіус R = L2T R .

L2T

При усій зручності аффінного перетворення його недоліком є обов’язкова незмінність усіх коефіцієнтів повноти, що дозволяє використовувати його тільки якщо Fr = Fr .

10.3. Інтерполяційний спосіб побудови теоретичного креслення.

Інтерполяційний спосіб може використовуватися тоді, коли є 2 креслення прототипів: один з δ2 > δ; другий з δ1 < δ. Після приведення обох креслень прототипів до розмірів проекту шляхом аффінного перетворювання можна одержати два теоретичних креслення з однаковими головними розмірами, але з різними значення δ. На рис.10.1. показаний один з шпангоутних перерізів цих креслень.

Об’єм, який міститься між поверхнею судна з δ2 і поверхнею судна з δ1,

129

площі) прямокутники або трапеції, а по ним і обводи шпангоутів до вантажної ватерлінії. Вище гілка шпангоуту продовжується таким чином, щоб одержати достатню площу верхньої палуби для розміщення надбудов, пристроїв та вантажу. Потім виконують побудову проекції „напівширота” та „бік”. Одночасно виконують перевірку узгодження точок пересічення ліній шпангоутів, ватерліній і батоксів в трьох проекціях. Закінчують побудову теоретичного креслення розрахунком водотоннажності V і коефіцієнтів повноти

δ, α, β, а також значення xc.

Якщо вони не відповідають завданим, то треба виконати корегування форми шпангоутів на проекції „корпус”, ватерліній і батоксів на інших проекціях і знову зробити перевірку значень V, δ, α, β та xc.

За наявності досвіду достатньо 2-х – 3-х корегувань.

10.2. Аффінне перетворення теоретичного креслення суднапрототипу.

У випадку часткової подібності форми корпусу судна-прототипу і проекту (коли L, B, T, H – різні, а коефіцієнти δ, α, β однакові) найбільш простим способом перебудови теоретичного креслення прототипу до проекту є аффінне перетворення цього креслення. В загальному випадку змінюються головні розміри L, B і T, при цьому в кресленні ординати y змінюються пропорційно B B , відстань між ватерлініями – пропорційно T T і відстань між

теоретичними шпангоутами – пропорційно L L .

y = BB y; ∆T = TT ∆T ; ∆L = LL ∆L.

Для цього випадку будемо мати:

коефіцієнти повноти δ, α, β, ϕ, χ – незмінними; водотоннажність V = LLBTBT V ;

128

Запитання для самоконтролю

1.Як впливає на проектне удиферентування подовження судна в ніс і в корму на ∆L/2?

2.Для чого іноді на танкерах утворюють квартердек?

3.Які властивості має ППШ?

4.Для чого використовуються корабельні криві?

5.Що називається баланс-шпангоутом і де він використовується?

10. СПОСОБИ РОЗРОБКИ ТЕОРЕТИЧНОГО КРЕСЛЕННЯ

Значення теоретичного креслення визначається тим, що воно фіксує форму корпусу судна, яка впливає безпосередньо на різні показники і характеристики судна.

Таким чином, теоретичне креслення поряд з навантаженням і кресленнями загального розташування, може бути віднесене до базових, головних матеріалів проекту.

Розробка теоретичного креслення базується на двох положеннях:

−необхідно, щоб при фіксованих головних розмірах судна були витримані значення водотоннажності, коефіцієнтів повноти і положення центра величини;

−бажано, щоб форма шпангоутів, батоксів і ватерліній довжина і положення циліндричної вставки, а також форма кінцевостей були б близькими до оптимальних для даного судна.

Здійснити ці положення можна різними способами. Розглянемо деякі з

них.

10.1. Метод рисування.

Після розробки корабельних кривих і завершення підготовчих робіт (викреслення сітки) приступають до побудови теоретичних шпангоутів проекції „Корпус”. Основою для побудови кожного шпангоута є його площа і ордината конструктивної ватерлінії. За значеннями цих величин будують рівновеликі (0,5