Part_4-12

116

Форма кільової лінії в поперечному напрямку може бути горизонтальною або мати підйом до бортів для поліпшення відкачування рідини з днищевих цистерн.

Рис.7.10. Форми кормової кінцевої частини: а – еліптична корма закритого типу; б – крейсерська корма відкритого типу; в – транцева корма

відкритого типу Форма палубної лінії в поздовжньому напрямку:

−горизонтальна при транспортуванні палубного вантажу;

−з сідлуватістю для зменшення заливаності палуби через ніс та борти;

−з уступом на квартердечних суднах для збільшення місткості і покращення умов удиферентування.

Форма палубної лінії в поперечному напрямку:

−з поперечним вигином для стікання води до бортів;

−горизонтальна для зручності розташування палубного вантажу. Форма шпангоутів в районі міделя:

−прямолінійні вертикальні з округленнями на скулі найбільш поширені на транспортних суднах;

−прямолінійні, похилі для збільшення моменту інерції площі ватерлінії при збільшенні осадки, застосуються на лісовозах;

−спрощеної форми з зламами застосовуються на плавучих ремонтних базах або стояночних суднах для зменшення будівельної вартості.

115

Форма кормової кінцевої частини характеризується формою ахтерштевня в надводній та підводній частинах, формою кормової гілки КВЛ, батоксів та шпангоутів.

На морських суднах знайшли застосування еліптична, крейсерська та транцева корма, а також їх модифікації.

На початку ХХ століття судна будувались виключно з еліптичною кормою яка повністю знаходилась над водою. Пізніше вона була витіснена крейсерською кормою. Застосування крейсерської корми дозволяє подовжити й загострити КВЛ і зменшити опір форми. Подовження КВЛ при числах Фруда Fr > 0,24 зменшує і хвильовий опір. Виграш від застосування крейсерської корми оцінюється приблизно 2–4 % у відношенні до потужності головного двигуна.

Останнім часом спочатку на швидкісних суднах почали застосовувати транцеву корму з обтіканням по батоксам. Крейсерська корма обтікає по ватерлініям і батоксам і струмені води залишають корпус під значним кутом до горизонту, що викликає підйом хвилі за кормою з додатковою витратою на це потужності головного двигуна. При транцевій кормі цей кут значно менше і відповідно зменшується витрата потужності.

Шпангоути на одногвинтових суднах з кормовим розташуванням машинного відділення застосовують U-подібної форми. Така форма шпангоутів дозволяє скоротити довжину машинного відділення за рахунок поширення другого дна і наближення головного двигуна до ахтерпікової перебірки.

На двохгвинтових суднах застосовують V-подібні шпангоути. Форма кільової лінії в поздовжньому напрямку:

−пряма горизонтальна в переважній більшості транспортних суден;

−пряма нахилена в бік корми покращує керованість промислових суден

ібуксирів на малій швидкості ходу (при траленні та буксируванні);

−пряма нахилена в бік носу застосовується на швидкохідних катерах для зменшення опору;

−ламана – на торпедних катерах і скутерах з утворенням реданів.

114

Статистичне узагальнення експериментальних досліджень дають таку залежність відносних елементів бульба від чисел Фруда:

0,17 < Fr < 0,21 lб = 0,051 – 0,015 Fr ± 0,006;

0,24 < Fr < 0,265 lб = 0,102 – 0,3 Fr ± 0,006;

0,275 < Fr < 0,32 lб = 0,051 – 0,116 Fr ± 0,006.

Найбільший виграш – біля 13 – 16 % у зменшенні хвильового опору досягається, якщо fб =15–16 % і Fr = 0,3, але на практиці використовують значно менші бульби з fб =5–6 %, що забезпечує ∆R = 5–8 %. Пояснюється це тим, що дуже розвинуті бульби незручні в експлуатації – ускладнюють маневрування суден, їх швартування і відхід від причалу, небезпечними вони є і для суден, що знаходяться поблизу.

Рис. 7.9. Зміна коефіцієнта залишкового опору.

112

Рис.7.6. Різноманітні форми форштевнів.

2 – підрізаний ніс застосовується для зменшення змоченої площі ДП в носовій частині корпусу, що сприятливо позначається керованості промислових суден при швидкості 3 – 4 вузли з тралом.

3 – американський тип форштевня; він в підводній частині вертикальний і пом’якшує гідродинамічні удари.

4 – форштевень криголама – забезпечує підйом судна носовою кінцевою частиною на кригу та подавлення її.

5 – бульбоподібний ніс зменшує хвильовий опір.

6 – форштевень циліндричного носу дозволяє забезпечити плавне сполучення носової кінцевої частини з циліндричною вставкою корпусу рис.7.7.

Носові бульби (рис.7.8), як вказано вище, влаштовуються на суднах для зменшення хвильового опору. Головними характеристиками бульбів є їх форми та розміри.

111

дуже близько від КВЛ, щоб при вході в хвилю вона зберігала достатню загостреність.

Рис.7.4. Кути загострення вантажних ватерліній ψн = f(Fr)

Рис. 7.5. Форма носових шпангоутів На сучасних суднах форштевень вище КВЛ має нахил 15°–30° від

вертикалі. У підводній своїй частині форштевні мають різноманітну форму в залежності від призначення судна (рис.7.6): 1 – прямий похилий форштевень технологічний, дозволяє загострити ватерлінії вище КВЛ. Під час кільової хитавиці в воду входять великі об’єми судна, зменшуючи амплітуду і підвищуючи безпечність, так як при зіткненні суден пробоїна буде вище КВЛ.

110

З точки зору зменшення опору води рухові судна застосовують слідуючи форми носових гілок в межах носового загострення:

Якщо Fr < 0,16 – опуклі;

Fr = 0,16 – 0,19 – прямі або злегка опуклі; Fr = 0,19 – 0,22 – угнуті або прямі;

Fr = 0,22 – 0,32 – помірно угнуті; Fr > 0,32 – прямі.

Форма гілок вантажної ватерлінії обумовлена кутом притикання її до ДП.

На повних тихохідних суднах кут ψн декілька зростає. Кут входу вантажної ватерлінії ψн в воду (рис.7.3, 7.4). і форма носових шпангоутів у підводній частині судна пов’язані між собою.

ψн

Рис. 7.3. Форма носової гілки вантажної ватерлінії: а – опукла, б – пряма, в – угнута

V-подібні шпангоути добре узгоджуються з опуклими і прямими ватерлініями (рис. 7.5).

U-подібні – з угнутими ватерлініями.

З точки зору зменшення опору кращі результати для транспортних суден можна одержати застосовуючи U-подібні шпангоути.

При плаванні в середніх умовах океану краще застосовувати зменшені U- подібні шпангоути.

При плаванні суден в басейнах з особливо несприятливими умовами застосовуються помірно V-подібні шпангоути. У надводній частині носової кінцевості шпангоути повинні мати достатній розвал для зменшення заливаності, амплітуди хитавиці (кільової) і збільшення площі палуби для розміщення якірно – швартовних пристроїв. Розвал повинен починатися не

109

с

0,68

залежність xLc = f (δ). Вони дають трохи інші результати, але вони показують,

що при збільшенні швидкості ходу судна ЦВ зміщується в корму і це дає можливість загострити носову частину для зменшення хвильового опору.

7.3 Вибір форми кінцевих частин судна

Форма носової кінцевої частини характеризується формою носових гілок вантажної ватерлінії, формою носових шпангоутів і формою форштевня.

108

зміщення покращує взаємодію корпуса і рушія, що приведе до зменшення потужності головного двигуна.

За даними Вагенінгенського басейну відносну абсцису ЦВ можна

Абсцису ЦВ можна визначити за кривими Ван-Ламмерена xc = f (δ) (рис. 7.2).

Криві на рис. 7.2. зображують також результати досліджень Вагенінгенського басейну. Середня крива “b” відповідає співвідношенню між експлуатаційною швидкістю і коефіцієнтомδ. Криві “а” та “с” є граничними для xc при експлуатації судна з швидкостями більшими й меншими ніж експлуатаційна.

107

Застосування циліндричної вставки дозволяє загострити кінцевості у повних тихохідних суден, з метою зменшення опору форми.

Крім того, наявність циліндричної вставки зменшує вартість побудови судна та дозволяє утворити зручну форму трюмів з точки зору розміщення вантажу.

7.2 Визначення положення найповнішого шпангоута і центра величини

Положення найбільш повного шпангоута по довжині судна впливає на його опір, аналогічно впливу положення центра величини.

При відносних швидкостях руху Fr = 0,26÷0,27 він розміщується посередині довжині судна;

При Fr = 0,27÷0,30 – на 10 12 шпангоуті, тобто зміщується на 2,5 % в

корму від міделя.

При Fr > 0,3 – може зміститься на 11 шп, тобто на 5 %. Треба мати на увазі, що коефіцієнт повноти цього шпангоуту зветься коефіцієнтом повноти мідель-шпангоуту, хоча іноді він зміщується відносно міделя.

Положення центра величини (ЦВ) по довжині судна впливає на величину опору і потужності головного двигуна судна. Зміщення ЦВ в ніс судна збільшує хвильовий опор, але зменшує опір форми і навпаки.

Мінімальній величині опору відповідає якесь визначене положення ЦВ

Криві R = f xc L пологі в районі мінімуму і це дозволяє зміщувати ЦВ від

оптимального положення на ±(0,5÷0,8)%L, що практично не приводить до збільшення опору. Ця обставина дозволяє облегшити удиферентування судна, або приповнити кормову кінцеву частину для розміщення СЕУ. Крім того, незначне зміщення ЦВ в корму зменшує падіння швидкості судна при рухові його на хвилюванні, а у відносно швидкісних суден з δ = 0,6 – 0,65 таке