5. 9.2. Ходовые характеристики и паспортные диаграммы.

Чтобы иметь возможность определить работу комплекса при разных условиях плавания, строят ходовые характеристики или паспортные диаграммы судна. Исходными данными для этого служат характеристики винта (кривые действия или расчетные диаграммы), характеристики двигателя (зависимость мощности Ne от частоты вращения n), а для использования еще потребуются характеристики корпуса (зависимость сопротивления R от скорости хода vs ), различные в зависимости от состояния судна (состояние нагрузки, состояние смоченной поверхности) и условия плавания (состояние моря, глубина воды и др.). Предварительно рассчитываются постоянные величины: коэффициент попутного потока w, коэффициент засасывания t, и принимаются коэффициенты влияния неравномерности попутного потока на упор i1 и на момент i2.

Другая диаграмма для решения тех же задач, называемая паспортной диаграммой, представлена на (рис 5.15.). Она состоит из двух графиков, расположенных по вертикали. По горизонтальной оси отложена скорость хода судна в узлах, по вертикальной оси верхней диаграммы откладывают тягу винта Ре, а нижней диаграммы--мощность Ne. На обеих графиках проведены линии постоянных значений частоты вращения винта nм, задаваемые при расчете диаграммы (одни и те же при разных поступях λр).

Рис 5.15. Паспортная диаграмма

Расчет паспортной диаграммы ведется в табличной форме, пользуясь той же диаграммой, по которой рассчитывается гребной винт и используется те же коэффициенты, характеризующие взаимодействие винта и корпуса судна.

Задаваемые значения λр должны охватывать весь диапазон возможных режимов работы винта.

Полученные данные позволяют определить полезный упор винта и потребляемую им мощность в зависимости от частоты вращения, для этого задаемся рядом чисел оборотов вблизи специального значения n0 , и для каждого из них производим расчет.

По полученным данным строится паспортная диаграмма (см. рис 5.15), представляющая собой два графика, расположенных один под другим с одной горизонтальной осью, на которой нанесена шкала скорости судна в узлах. На верхней вертикальной оси отложена тяга винта, а на нижней потребляемая мощность и соединяют точки соответствующие одному и тому же числу оборотов.

Кривая, располагаемой мощностью Ne на нижем графике, строится по данным ограничительной характеристики двигателя (прилагаемой к его технической документации).

При пользовании диаграммой на ее верхний график наносят кривую зависимости сопротивления судна R от скорости vs, в том же масштабе что и Ре, тогда точка пересечения Ре и R определит скорость vs судна, а пользуясь кривыми n и располагаемой мощностью находим режим работы двигателя

Глава 6. Прочность корпуса судна

6.1 Силы и моменты, действующие на корпус судна.

6.1.1. силы и моменты на тихой воде.

С точки зрения строительной механики корпус судна представляет собой пустотелую коробчатую балку переменного по длине сечения, образованную перекрытиями борта, днища и верхней палубой, и подкрепленную изнутри поперечными и продольными переборками, платформами и палубами, лежащую на упругом основании, и уравновешивающую действующие на нее нагрузки.

Нагрузками для корпуса судна являются сил тяжести корпуса, оборудования, устройств, грузов и снабжения, силы гидростатического давления воды, инерционные силы при качке, удары волн о корпус и т.д.

Постоянные силы, действующие на судно, в целом, взаимно уравновешиваются (силы тяжести и силы поддержания), но они распределены неодинаково по длине судна. Поэтому в пределах каждого ограниченного участка длины преобладают те или иные силы. Из-за этого возникает деформирующая корпус судна нагрузка, приводящая к появлению перерезывающих сил (стремящихся сместить одну часть корпуса относительно другой) и изгибающих моментов, стремящихся переломить корпус судна.

Поэтому корпус деформируется как балка, получая прогиб и перегиб.

Прочностью называется способность судна воспринимать действующие нагрузки без разрушений и остаточных деформаций.

Прочность балки-корпуса называется общей прочностью и нормируется Правилами Регистра судоходства.

Корпус судна должен обладать достаточной общей продольной и поперечной прочностью, а отдельные его части должны безопасно выдерживать действующие на них местные усилии, обеспечивая местную прочность..

Для расчета сил и моментов , действующих на корпус на тихой воде

корпус судна разбивают по длине на 20 шпаций, и строят ступенчатую эпюру сил веса m(x) (рис. 6.1. а), считая, что на протяжении каждой из 20-ти теоретических шпаций интенсивность сил веса постоянна в пределах этой шпации.

Эпюра сил поддержания задается строевой по шпангоутам, которая заменяется ступенчатой кривой, равновеликой по площади строевой по шпангоутам, интенсивность нагрузки, которой в пределах каждой шпации (см. рис. 6.1.б) постоянна.

Наложением эпюр сил веса и плавучести получают эпюру нагрузки q(x) (рис. 6.1.в), дающую распределение нагрузки в пределах каждой шпации.

Рис. 6.1 Эпюры сил веса (а), сил плавучести (б), нагрузки (в), перерезывающих сил (г) и изгибающих моментов (д)

Из курса сопротивления материалов известно, что интеграл от кривой нагрузки дает кривую перерезывающих сил (рис. 6.1.г)

Интеграл от кривой перерезывающих сил дает кривую изгибающих моментов (рис. 6.1.д)

Эта кривая дает величину и положение наибольшего изгибающего момента, действующего на корпус при рассматриваемом состоянии нагрузки. Значение сил и моментоврассчитывают путем графического интегрирования.