test1_Part_4-12

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.

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.

117

Контрольні запитання

1.Яке призначення циліндричної вставки на суднах?

2.Для чого на суднах з числом Фруда більше 0,3 найбільш повний шпангоут зміщується до корми від міделя?

3.Для чого центр величини зміщується до носа або корми від міделя?

4.Чому на деяких суднах утворюють бульбоподібний або циліндричний

ніс?

5.Яку форму батоксів мають судна з транцевою і крейсерською кормою?

6.Яку форму має кормова гілка КВЛ у судна з крейсерською і транцевою

кормою?

7.Чому у деяких буксирів і промислових суден роблять конструктивний диферент?

8. ПРОЕКТНЕ УДИФЕРЕНТУВАННЯ СУДЕН

Проектним удиферентуванням називається процес в якому положення центра маси (ЦМ) проекту судна суміщується на одній вертикалі з оптимальним, з точки зору ходовості, положенням центра величини (ЦВ).

Оптимальне положення ЦВ обирається за умови забезпечення мінімального опору по рекомендаціям 7.2 або за прототипом.

Положення ЦМ визначається спочатку розрахунком з використанням епюри ємності та навантаження мас. При цьому абсциси і аплікати розділів: корпус, обладнання, запас водотоннажності, енергетична установка і забезпечення визначаються перерахунком з судна-прототипу пропорційно довжині і висоті борту за залежностями

xgi = xLgi L; zgi = zHgi H .

Координати центрів мас вантажу, палива і баласту приймаються за епюрою ємності. Вважаючи, що проект судна майже завжди має запас вантажомісткості, то треба для рівномірного розміщення вантажу розрахувати

118

коефіцієнт завантаження Kз, як відношення необхідного об’єму вантажу до фактичного

Kз = Wн . Wф

Необхідний об’єм Wн визначається для суховантажних суден, як Wн =

µвPв, а для танкерів Wн = Рв γв .

В розрахунках будемо вважати, що вантаж, паливо і баласт розміщуються симетрично відносно ДП і тому крен судна відсутній.

Спочатку розраховується водотоннажність і координати центра маси судна порожнем по табл.8.1. Для цього і подальших розрахунків використовуються значення мас розділів, визначені при рішенні рівнянні мас в функції головних розмірів проекту судна.

Таблиця 8.1. – Розрахунок водотоннажності порожнем

1.Корпус

2.Обладнання

3.Енергетична установка

4.Запас водотоннажності

Фактичний об'єм під вантаж визначається таблицею ємності (табл.4.2), як сума об'ємів в трюмах, твіндеках і, за необхідності, вантажних люках; для танкерів – це об'єм вантажних і відстійних танків.

Маса вантажу в вантажних відсіках суховантажних суден

Рi = KµзWф , т

в

119

для танкерів Рi = КзWфγв, т.

Таблиця 8.2. – Розміщення і розрахунок положення ЦМ вантажу

1.Трюм №1

2.…

3.Твіндек №1

… …

Вантажний люк №1 ….

п. Вантажний люк №п

Маса вантажу Рв = Σ1;

Абсциса ЦМ вантажу xgв = ∑2 .

∑1

Апліката ЦМ вантажу zgв = ∑3 .

∑1

Розрахунок ЦМ палива виконується в табличній формі (табл.8.3) при цьому слід враховувати, що цистерна під машинним відділенням завжди заповнена паливом.

Таблиця 8.3. – Розміщення і розрахунок положення ЦМ палива

1.Цистерна №5

2.Цистерна №3

……..

Маса палива, розрахована при вирішенні рівняння мас Рп = Σ1.

121

Одержані значення ∆Т, Тн, Тк треба зіставити з їх допустимими величинами:

∆Т ≤ (0,006 – 0,008)L – умова забезпечення задовільної ходовості по опору води;

Tн ≥ 40L – умова відсутності слемінгу;

Тк ≥ dгвинта – умова забезпечення нормальної роботи гвинта і керованості; Тк ≥ Тн – умова забезпечення морехідних якостей.

Диферент судна з вантажем і повними запасами повинен бути мінімальним і забезпечуватися без прийому баласту.

Якщо умови забезпечення потрібної посадки судна не виконуються, то треба перемістити паливо в інші цистерни і повторити розрахунок по таблицям 8.3 і 8.4, а також розрахувати диферент, посадку судна і знову зіставити їх з допустимими величинами.

Якщо судно здиферентувати переміщенням палива не вдається то застосовують три основних способи проектного удиферентування, які здійснюються:

–переміщенням машинного відділення по довжині судна;

–зміною довжини судна;

–зміною архітектурного типу судна.

Перший спосіб як правило застосовується для суховантажних суден з середнім розташуванням машинного відділення (рис.8.1).

дділення

Задача формулюється так:

122

На яку відстань ∆хg необхідно змістити машинне відділення вздовж судна, щоб ліквідувати розходження між абсцисами ЦМ і ЦВ?

Рис.8.1. Удиферентування судна переміщенням машинного відділення Позначимо через Pey′ і Pп′ маси з розділів Реу і Рп, розташовані в межах

машинного відділення, та через Pн′ масу надбудови над машинним відділенням.

При зміщенні машинного відділення на 1 м в ніс (корму) треба змістити частину вантажу Pв′ з носових відсіків в кормові (або навпаки) на відстань lм.

Внаслідок цього ЦМ судна зміститься в ніс (корму) на величину ∆хд′

∆х′g = (Pey′ 1 + Pп′ 1 + Рн′ 1 − lмв Pв′)D, м.

Розділивши величину ∆хg на питоме переміщення ∆хд′ , одержимо значення S

S = ∆хg ∆хд′ , м.

Цей спосіб простий і зручний, але не завжди його можливо використовувати:

–якщо значення ∆х′g 0.

–якщо при кормовому розташуванні машинного відділення ЦМ треба змістити в корму.

Другий спосіб оснований на подовженні проекту судна на величину ∆L/2 симетрично в ніс і корму. При цьому приблизно вважається, що водотоннажність не змінюється (за рахунок корегування δ, B, T). При зміщенні усіх поперечних перебірок, а також вантажу, енергетичної установки, палива,

123

забезпечення в корму (ніс) ЦМ всього судна зміститься в той же бік на величину ∆хд

∆хд = D1 (D − Pк )(∆L 2)= (1− aк )∆2L .

Якщо ∆хд відоме, то з цього виразу знаходиться величина ∆L, необхідна для удиферентування судна рис.8.2.

Рис.8.2. Подовження судна з метою удиферентування Цей спосіб застосовується до усіх суден з машинним відділенням в кормі,

а для танкерів до появи ТІБ він був єдиним.

Третій спосіб проектного удиферентування зводиться до зміни архітектурно-компоновочної схеми: збільшення ємності вантажних приміщень з того боку, куди треба змістити ЦМ судна (рис.8.3).

Рис.8.3. Удиферентування суден шляхом зміни їх архітектурного типу: а – судно з додатковим вантажним твіндеком, б – судно з квартердеком.

Для удиферентування судна при інших варіантах навантаження слід переміщувати і баласт, але тільки в ті цистерни, в яких не перевозиться паливо.

124

9. РОЗРОБКА КОРАБЕЛЬНИХ КРИВИХ

Корабельні криві (КК) є базою для проектування теоретичного креслення методом рисування. До КК відносяться побудовна по шпангоутах (ППШ),

баланс-шпангоути, конструктивна ватерлінія (КВЛ) та мідель-шпангоут ( ). Для розробки КК повинні бути відомі головні розміри та коефіцієнти повноти судна.

Розробка ППШ. Властивості побудовної:

−площа ППШ – це водотоннажність судна,

−коефіцієнт повноти – це коефіцієнт поздовжньої повноти ϕ;

−абсциса центра площі ППШ – це абсциса центра величини судна.

Впершу чергу робиться вибір розмірів циліндричної вставки за такими рекомендаціями:

−якщо δ ≤ 0,64 – циліндрична вставка відсутня;

−якщо δ ≥ 0,64, то довжина носової гілки ЦВ визначається як lцн = 2δ2 –

1,55δ + 0,2025 і кормової як lцк = –49,912δ3 + 111,05δ2 – 81,3δ + 19,63.

−якщо δ > 0,70, то краще використати криві Ліндблада, які дозволяють визначити довжину циліндричної вставки lцв, а також величини носового і кормового загострень кінцевостей судна.

Спочатку ППШ викреслюється у вигляді трапеції, а потім доробляються

їїкінцевості відповідно до рекомендацій табл.9.1 та рис.9.1.

а= (2ϕ – 1)L,

xa = 4ϕ6ϕ−1 xc ,

де xa – відстань до середини короткої сторони трапеції. a – коротка сторона трапеції;

Ω – площа мідель-шпангоута;

lнз, lкз – довжина носового і кормового загострень;

lцн, lцк – довжина носової і кормової гілок циліндричної вставки.