Системы координат

-неподвижная система координат

-жестко связанная с телом система координат.

-скоростная система координат.

Ось Х направлена по вектору скорости.

Проекции главного вектора гидродинамических сил на оси системы, называются соответственно продольной ,нормальной и поперечной гидродинамическими силами.

Проекции главного вектора гидродинамических силна оси скоростной системы называются силой сопротивления , подъемной силой и силой дрейфа.

3.9. Инерционные гидродинамические сила и момент.

Инерционные гидродинамические сила и момент определяются по методу присоединенных масс , когда силовое воздействие невязкой несжимаемой жидкости на тело учитывается условным увеличением его массы, статического момента и момента инерции. Согласно методу присоединенных масс в уравнениях движения тела инерционная гидродинамическая сила учитывается в совокупности с силой инерции , а инерционный гидродинамический момент учитывается в совокупности с моментом силы инерции самого тела.

,

где -вектор и момент количества движения самого тела.

-вектор и момент присоединенного количества движения.

В проекциях на оси имеем:

,

где - присоединенные массы.

Присоединенные определяются только формой тела и положением тела относительно связанной системы координат. В расчетах часто используют не сами присоединенные массы

, а безразмерные коэффициенты присоединенных масс . Корпус корабля заменяют соответствующим эллипсоидом вращения и по графику находят численные значения коэффициентов присоединенных масс.

Глава 4. Основные характеристики корабля.

4.1. Теоретический чертеж корабля.

Теоретический чертеж - это графическое изображение теоретической поверхности корпуса корабля в виде проекций ее сечений на три перпендикулярные плоскости, которые называют главными плоскостями теоретического чертежа (рис.6)

Главные плоскости теоретического чертежа:

-диаметральная плоскость ( ДП ) - продольная плоскость симметрии корабля, вертикальная в нормальных условиях плавания ;

-плоскость мидель-шпангоута ( миделя ) - перпендикулярная ДП поперечная плоскость , параллельная плоскостям конструктивных шпангоутов в средней части корабля и расположенная посредине его расчетной длины ( мидельшпангоут - ) ;

-основная плоскость ( ОП ) - плоскость , перпендикулярная ДП и плоскости миделя и проходящая через точку их пересечения с теоретической поверхностью корпуса в днищевой части корабля.

Рис.6

Главные плоскости теоретического чертежа являются координатными плоскостями связанной с кораблем системы Оху , началом которой служит ( . ) О пересечения ДП с ОП и плоскостного миделя.

- продольная основная линия ;

- поперечная основная линия ;

- линия пересечения ДП с плоскостью миделя ( положительное направление- к палубе).

Сечение корабля плоскостями :

1) параллельными ДП - называется батоксами ;

2) параллельными ОП - называются теоретическими ватерлиниями ;

3) параллельными плоскости миделя - называются теоретическими шпангоутами .

Совокупность проекции этих сечений на ДП - называется бок, на ОП - полуширота , на плоскости миделя - корпус.

Одну из теоретических ватерлиний , по которую корабль может плавать во время эксплуатации , принимают за конструктивную ватерлинию ( КВП ) .

Пересечение ДП с поверхностью корабля образует линию киля , линии штевней (форштевня и ахтерштевня ) и линию палубы.

Теоретические шпангоуты нумеруют от носа к корме , начиная с нуля , снизу вверх , батоксы - от ДП к бортам (диаметральное сечение - нулевой батокс).

На теоретическом чертеже подводной лодки ( ПЛ ) изображают поверхности легкого (наружного) и прочного корпусов , а также поверхности крыши и непроницаемых струнгеров цистерн.

Базой для расстановки теоретических шпангоутов служит непроницаемая часть корпуса длиной L ,ограниченная концевыми водонепроницаемыми переборками , плоскостям которых отвечает 0 и 20-й теоретические шпангоуты.

4.2. Классификация объемов подводной лодки .

Весь ограниченный наружной поверхностью объем ПЛ ( включая выступающие части) называют полным подводным водоизмещением .

Его определяют :

1) - постоянный плавучий объем , сохраняющий водонепроницаемость в подводном положении ( объем прочного корпуса )

2) - непроницаемый объем , сохраняющий водонепроницаемость до ухода ПЛ под воду ; он состоит из объема и вместимости всех цистерн главного балласта (ЦГБ) ;

3) - проницаемый объем корпуса ПЛ

,

где -полная вместимость.

4.3 . Главные размеры (размерения) и коэффициент теоретического чертежа.

У ПЛ к главным размерам этой группы относятся :

- длина непроницаемой части корпуса (расстояние между концевыми непроницаемыми переборками ) ;

- длина прочного корпуса ;

- ширина наибольшая по выступающим частям ;

- наибольший диаметр прочного корпуса .

Главные размеры, характеризующие деление корпуса корабля на надводную и подводную части :

- длина ,ширина и осадка по КВЛ ;

- высота надводного борта при миделе ;

- длина между перпендикулярами ( носовым и кормовым ) .

Размерами типа можно характеризовать любую теоретическую ватерлинию , что соответствует погружению корабля по ее уровень .

Коэффициент теоретического чертежа - это безразмерные величины , характеризующие основные особенности формы корабля :

- относительное удлинение - отношение длины теоретической ватерлинии к ее ширине ;

- отношение ширины теоретической ватерлинии к соответствующей осадке;

- коэффициент полноты ватерлинии - отношение площади теоретической ватерлинии к площади описанного прямоугольника ;

- коэффициент полноты шпангоута - отношение погруженной по теоретическую ватерлинию площади теоретического шпангоута к площади прямоугольника со сторонами и , где - ширина шпангоута при осадке ;

- коэффициент общей полноты (коэффициент полноты водоизмещения) – отношение погруженного объема корабля к объему параллелепипеда с размерами.

- коэффициент вертикальной полноты - отношение к объему цилиндра, основанием которого служит площадь , а высотой - осадка ;

- коэффициент продольной полноты - отношение к объему цилиндра , основанием которого служит погруженная площадь мидель - шпангоута , а высота - расчетная длина корабля .