Проектирование судов

где A – строительная стоимость судна без сопряженных расходов; Aкр p1mкр – стоимость корпуса судна с устройствами и обору-

дованием;

mкр – вес корпуса судна с устройствами и оборудованием в т; p1 – стоимость 1 т веса корпуса с устройствами и оборудованием;

pкр mDкр – относительный вес корпуса судна с устройствами

и оборудованием;

D – водоизмещение судна в полном грузу в т; Aмх p2mмх – стоимость механической установки;

mмх – масса механической установки в т;

p2 – стоимость 1 т массы механической установки;

qмх PNмх – удельная масса механической установки (масса ме-

ханической установки, отнесенная к 1 л.с.);

N – мощность механической установки в л.с.; υ – скорость хода судна в узлах;

PN – относительная мощность, представляющая собой от-

ношение мощности энергетической установки судна N к транспортной мощности Pυ.

Удельная себестоимость перевозки груза может быть подсчитана по аналогичной формуле

онные расходы по судну;

S1 xA – эксплуатационные расходы, зависящие от строительной стоимости судна;

221

S2 Sтп – расходы на топливо и смазочные материалы;

S3 S4 Sпр – прочие эксплуатационные расходы (содержание

команды, навигационные расходы, судовые сборы и т. п.);

qтп – удельный расход топлива на ходу (расход топлива, отнесенный к 1 л.с.-ч);

(14.15);

Pтп.х – расход топлива в т на ходу судна за один рейс; Pтп.с – расход топлива в т на стоянках;

ρх – стоимость 1 т топлива и смазочных материалов, используемых при работе механической установки на стоянках судна в портах;

tх – ходовое время судна;

tс – стояночное время судна в портах.

В формулах (14.28) и (14.29) коэффициент ε является коэффициентом утилизации теоретически возможной провозной способности судна и представляет собой произведение из четырех коэффициентов

где p mPD – коэффициент утилизации чистой грузоподъемности

судна;

mP – расчетная или чистая грузоподъемность в т;

mD – действительная или полезная грузоподъемность в т;

D mDP – коэффициент утилизации водоизмещения по чистой грузоподъемности;

D – коэффициент утилизации скорости хода судна, кото-

рый является отношением скорости доставки груза υD к скорости хода судна на испытании;

222

R – дальность плавания в милях;

т 365z – коэффициент утилизации эксплуатационного перио-

да, представляющий собой отношение эксплуатационного периода к числу дней в году.

Произведение из коэффициента утилизации чистой грузоподъемности судна на коэффициент утилизации скорости хода судна

p PD D – это коэффициент утилизации номинальной транс-

P

портной мощности в условиях эксплуатации судна, отношение действительной транспортной мощности судна к ее номинальному значению.

Помимо себестоимости единицы провозной способности транспортного судна, другим не менее важным показателем, характеризующим качественные особенности его работы, является быстрота, скорость перемещения пассажиров и грузов из одних пунктов в другие. Поэтому в выражениях (14.28) и (14.29) для вычисления удельных капиталовложений и удельной себестоимости, наряду

сдругими технико-эксплуатационными показателями, участвует

искорость хода судна.

14.3. Определение экономической эффективности транспортного судна

Изменение элементов транспортного судна – его грузоподъемности, скорости хода, архитектуры, конструкции корпуса, мощности главных механизмов, устройств, систем и т. п. – в той или иной степени влияет на эксплуатационные и экономические показатели его работы, а также по-разному сказывается на его различных технических и эксплуатационных характеристиках и, следовательно, на экономических показателях при использовании судна в различных условиях.

Поэтому важнейшей задачей при проектировании транспортных судов является выбор вариантов судов, которые в эксплуатации обеспечивали бы наивысшую экономическую эффективность при оптимальном сочетании технических характеристик.

223

Экономическая эффективность транспортного судна оценивается показателем проведенных затрат, отнесенных к единице провозной способности, по выражению

где d – показатель приведенных затрат; a – удельные капиталовложения;

b – удельная себестоимость перевозки груза;

θ – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных затрат (величина, обратная нормативному сроку окупаемости капиталовложений для сооружений транспорта и энерге-

тики, θ = 0,1).

Относительное изменение показателя приведенных затрат можно определить как

Для вычисления удельных капиталовложений a и удельной себестоимости перевозки груза b, а также их изменений a и b можно воспользоваться выражениями (14.28) и (14.29).

Учитывая выражения (14.28), (14.29) и (14.30), можно сделать заключение о том, что из всех технико-эксплуатационных показателей транспортного судна самые главные – величины ε и ω, посколь-

ку они в наибольшей степени влияют на величину d . d0

Для получения возможно наименьшей величины d при проек- d0

тировании нового судна необходимо всемерно добиваться увеличения коэффициента ε – увеличения коэффициентов ηp, ηD, ηυ, ηr,

атакже уменьшения относительной мощности ω по сравнению

ссоответствующими им значениями у прототипа, причем возмож-

224

ности изменения коэффициентов ηp, ηD, ηυ, ηr и величины ω в нужном направлении различны.

Коэффициент ηp можно увеличивать с помощью соответствующих конструктивных мероприятий, к числу которых относятся: повышение грузовместимости судна, устройство удобных грузовых помещений, максимальное раскрытие палуб и т. п. Вместе с тем его величина в большей степени зависит от эксплуатационных факторов, к числу которых следует отнести наличие необходимой партионности соответствующих грузов в портах, частоты и продолжительности балластных пробегов и т. п.

Коэффициент утилизации водоизмещения судна

характеризующий эффективность использования веса судна для транспортных целей, в основном обратно пропорционален pкр – относительному весу корпуса (с включением систем и электрооборудования) и pмх pтп – относительному весу механической уста-

новки и запасов топлива со смазочными материалами.

Так как у грузовых судов обычно pкр pмх pтп, то для увели-

чения ηD необходимо, во-первых, стремиться уменьшить pкр. Вопервых, основным путем уменьшения веса корпуса судна нужно считать постройку корпуса из новых конструктивных материалов при одновременной рационализации конструкции корпуса и усовершенствовании методики расчета его прочности, направленных на изъятие излишних запасов прочности. Во-вторых, нужно стремиться уменьшать также и pмх pтп с учетом самых последних

достижений в области машиностроения путем использования на судах наиболее совершенной механической установки.

Если коэффициент утилизации скорости хода судна представить в виде

225

то из нее следует, что ηυ существенно увеличивается при сокращении стояночного времени в портах даже при малых значениях R , или, иначе говоря, при больших дальностях плавания судна.

Для уменьшения 2 p mMP t2 необходимо всемерно увеличивать эффективность грузооборота M путем комплексной механизации

иавтоматизации грузовых работ и сокращения t. Основным условием наиболее продуктивного осуществления комплексной механизации на сухогрузных судах является максимально возможное раскрытие грузовых помещений с помощью люков больших размеров

иустройства самих грузовых помещений, удобных по габаритам

иформе для укладки груза.

И.П. Мирошниченко в своих исследованиях, посвященных морским сухогрузным судам открытого типа, установил, что увеличение раскрытия грузовых помещений на сухогрузных судах в 2–2,5 раза позволяет повысить интенсивность грузовых работ в 1,5–2 раза по сравнению с существующей на большинстве современных грузовых судов. Если, кроме того, обеспечить сокращение времени непроизводительных простоев t2 на 25–30 %, то можно увеличить ηυ примерно на 10–20 %.

Для увеличения коэффициента утилизации эксплуатационного периода необходимо увеличивать продолжительность последнего путем сокращения времени простоев в ремонте.

Для получения возможно наименьшей величины приведенных затрат следует, кроме изложенного выше, стремиться всемерно уменьшать относительную мощность ω. Однако уменьшить ω при росте скорости хода судна с постоянной грузоподъемность очень трудно, так как для этого потребуется снижать мощность главных механизмов судна за счет уменьшения сопротивления воды и увеличения пропульсивного коэффициента, а у морских транспортных и особенно грузовых судов в этом отношении реальные возможности весьма малы.

Таким образом, для существенного снижения приведенных затрат и повышения эффективности использования транспортных судов с наименьшими возможными расходами необходимо прежде всего увеличивать коэффициенты утилизации водоизмещения ηD, скорости хода ηυ и эксплуатационного периода ηт.

226

15. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЩЕГО РАСПОЛОЖЕНИЯ

15.1. Основные принципы расположения помещений различного назначения и технических средств

Общее расположение проектируется на основе выработанных практикой требований к размещению на военном судне различных видов вооружения, боеприпасов и техники, а на транспортном – к размещению перевозимого груза или пассажиров. При этом должны соблюдаться нормы объемов и площадей, необходимых для каждого из судовых помещений. Проектирование общего расположения имеет целью добиться того, чтобы все боевые и технические средства, а также помещения, расположенные в корпусе и надстройках, обеспечивали бы наилучшее выполнение судном поставленных перед ним задач и нормальные условия повседневной эксплуатации его.

Приступая к проектированию общего расположении нужно, вопервых, ясно знать назначение военного или транспортного судна, в связи с этим – состав вооружения и количество боеприпасов, количество и состав перевозимого груза или пассажиров. Во-вторых, должно быть решено, какой тип ЭУ будет использован на судне

игде она будет расположена: в корме, средней части судна или займет промежуточное положение. Выбор места ЭУ следует проводить с учетом условий удифферентовки, обитаемости, комфорта для пассажиров и команды, удобства для производства (на грузовых судах) грузовых работ. Для грузовых судов нужно установить количество грузовых отсеков (имея в виду, что оно возрастает с длиной судна и связано с обеспечением необходимой непотопляемости)

иколичество и размеры грузовых люков.

Результаты проектирования общего расположения фиксируются в соответствующих чертежах. Их разработка является одним из важнейших этапов создания проекта судна. Для исполнения общего расположения следует установить главные размерения судна, выбрать его архитектурный тип и форму обводов.

На чертежах общего расположения фиксируется размещение: на военном судне – вооружения, боеприпасов, боевых постов, боевых и технических средств; на транспортном – грузовых и пассажирских помещений; на военных и транспортных – размещение меха-

227

низмов, устройств, оборудования, служебных, жилых, санитарных и культурно-бытовых помещений.

В число чертежей общего расположения, как правило, входят продольный разрез (по диаметральной плоскости), горизонтальные сечения по палубам, платформам, трюму, площадкам и мостикам, поперечные сечения, вид сверху, боковой вид, иногда вид с носа и с кормы и силуэт судна.

Проектирование общего расположения – это сложная задача, поскольку при ограниченных размерениях необходимо разместить большое количество вооружения и боеприпасов или перевозимого груза и пассажиров, а также механизмы, оборудование. Размещение помещений и оборудования вызывает противоречия, возникающие при стремлении обеспечивать высокую живучесть боевых средств, удобство их боевого использования, удовлетворение требований

кобитаемости, ограничению высоты ЦТ судна, удифферентовки

иотсутствия крена.

При проектировании общего расположения, так же как и при проектировании судна в целом, часто приходится делать ряд последовательных приближений от простейшего эскиза расположения, учитывающего лишь основные детали (обычно продольный разрез и одна верхняя палуба), до подробнейших чертежей общего расположения (все сечения по палубам и платформам, продольный разрез, поперечные сечения, чертежи отдельных наиболее ответственных отсеков и блоков и т. п.).

15.2. Классификация судовых помещений

На каждом транспортном судне предусматриваются помещения следующих трех категорий: I – для экипажа, II – служебные, III – специальные.

I. Помещения для экипажа предназначены для обеспечения необходимых бытовых условий экипажу судна. В состав их входят:

а) жилые помещения – каюты комсостава, каюты и кубрики команды;

б) общественные – кают-компании и салоны комсостава, столовая и красный уголок команды, библиотека, судовой комитет и т. п.;

228

в) санитарно-гигиенические – умывальные, бани, души, ванные, туалетные, бассейны для плавания;

г) хозяйственные – канцелярия, камбуз, хлебопекарня, провизионные кладовые, цистерны пресной воды, прачечная, сушильная, кладовые чистого и грязного белья и т. п.;

д) медицинские – амбулатория, лазарет и изолятор.

II. Служебные помещения предназначены для эксплуатации судна. К ним относятся:

а) помещения главных механизмов – машинные и котельные отделения;

б) вспомогательных механизмов – электростанции, насосные отделения, помещения вспомогательных котлов, рулевой машины, лебедок и т. п.;

в) для навигационных запасов – топлива, смазочного масла, питательной воды для котлов;

г) навигационные помещения – рулевая и штурманская рубки, радиорубка, помещения гирокомпаса, эхолота и т. п.;

д) общесудовые хозяйственные – фонарная, малярная, шкиперная и другие кладовые;

е) балластные цистерны; ж) цепные ящики; з) коффердамы;

и) туннель гребного вала.

III. Специальные помещения предназначены для выполнения основного назначения судна по роду своей деятельности. К ним относятся:

а) грузовые помещения – трюмы, твиндеки, диптанки; б) пассажирские – жилые, общественные, санитарно-гигиени-

ческие.

Примерные схемы весьма распространенного размещения всех перечисленных выше помещений на сухогрузных транспортных судах представлены на рис. 15.1 а и б, где – помещения для экипажа, – грузовые, – служебные.

229