Главные размерения, их соотношения и коэффициенты полноты судна

Общее представление о форме корпуса

Корпус судна представляет собой пустотелую оболочку с вырезами, подкреплённую рёбрами жесткости, платформами и палубами. Сверху судно ограничено верхней палубой, снизу днищем, а с боков - бортами.

Корпус это удлинённое тело, ограниченное кривыми поверхностями с целью получе­ния минимального сопротивления воды, воздуха движению этого судна.

Рис. 1. Сечение корпуса тремя взаимно-перпендикулярными плоскостями

Общее представление о форме корпуса дает сечение его тремя взаимно перпендику­лярными плоскостями:

1. Вертикальной продольной плоскостью, проходящей посередине ширины судна и на­зываемой диаметральной плоскостью (ДП);

2. Вертикальной поперечной плоскостью, проходящей посередине длины судна, назы­ваемой плоскостью мидель - шпангоута(обозначается знаком - Ä);

3. Горизонтальной плоскостью, проходящей через точку пересечения плоскости ми­дель-шпангоута с килевой линией называемой основной плоскостью (ОП).Линия пересечения основной и диаметральной плоскостей судна называется основной линией. Горизонтальной плоскостью, совпадающей с поверхностью воды, называемой плос­костью ватерлинии (ВЛ).

Диаметральная плоскость, плоскость мидель-шпангоута и горизонтальная плоскость, проходящая через килевую линию (основная плоскость ОП) называются главными плоско­стями проекций.

Мидель-шпангоут - линия пересечения теоретической поверхности корпуса судна с плоскостью мидель - шпангоута.

Сечение корпуса плоскостью мидель-шпангоутахарактеризует форму обводов кор­пуса в средней части, а также показывает наклон бортов, погибь палубы, килеватость дни­ща, форму и размер скулы.

Погибь палубы(возвышение палубы в ДП) делается на большинстве судов для обес­печения стока воды за борт, и обычно величина погиби принимается равной 0,02 ширины судна. Платформы и палубы, лежащие ниже верхней палубы, погиби не имеют. Борта у су­дов чаще всего вертикальные, но могут быть с развалом (борта имеют уклон от ДП) и с за­валом (борта имеют уклон к ДП).

Килеватость характеризует подъем днища от ДП к бортам. Суда, имеющие большой наклон называются острокильными.

Скула - это закругление в месте перехода днища в борт.

Плоскость мидель - шпангоута делит корпус на две части - носовую и кормовую.

Оконечности выполняются в виде штевней (литых, кованых или сварных). Носовой штевень называется форштевнем,кормовой - ахтерштевнем.

Сечение корпуса диаметральной плоскостьюдаёт представление о форме штевней, а также об очертаниях палубной и килевой линий. У морских судов палуба обычно имеет седловатость,т.е. палубная линия плавно под­нимается от средней части к носу и корме. Седловатость улучшает мореходность судна (уменьшает заливаемость, забрызгиваемость, зарывание оконечностей при килевой качке) и создает сток воды в сторону миделя. Кроме того, седловатость увеличивает запас плавучести судна (объём водонепроницаемых отсеков расположенных выше действующей ватерлинии), обеспечивает непотопляемость при затоплении отсеков.

Диаметральная плоскость делит судно на две симметричные части - правый (ПрБ)и левый борт (ЛБ).

Килевая линияможет быть горизонтальной, наклонной в нос или корму (судно с кон­структивным дифферентом на нос или на корму) и криволинейной. Для большинства мор­ских и речных транспортных судов характерна горизонтальная килевая линия.

Сечение корпуса плоскостью ватерлиниидает представление о форме бортовых обво­дов судна в горизонтальной плоскости. Различают конструктивную и расчетную ватерлинии.

Ватерлиния, принятая за основу построения теоретического чертежа и соответствую­щая полученному предварительным расчетом полному водоизмещению судна, называется конструктивной ватерлинией (КВЛ).

Ватерлиния, соответствующая осадке судна, для которой определяются его расчетные характеристики, называется расчетной ватерлинией.

Главные размерения, их соотношения и коэффициенты полноты судна

Главными размерениями судна являются длина, осадка и высота борта.

Длина судна - L. Различают:

Lквл - длину по конструктивной ватерлинии- расстояние между точками пересече­ния носовой и кормовой частей конструктивной ватерлинии с диаметральной плоскостью судна. Аналогично определяется длина для любой расчётной ватерлинии;

Lpp - длинумежду перпендикулярами.За носовой перпендикуляр (НП) принимают линию пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через край­нюю носовую точку конструктивной ватерлинии судна. За кормовой перпендикуляр (КП) принимают линию пересечения ДП судна с вертикальной поперечной плоскостью, прохо­дящей через точку пересечения оси баллера с плоскостью конструктивной ватерлинии. При отсутствии баллера за кормовой перпендикуляр судна принимается линия пересечения ДП судна с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей на расстоянии 97 %, длины по КВЛ от носового перпендикуляра;

L_НБ -длину наибольшую- расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками теоретической поверхности корпуса судна (без учета наружной обшивки) в носовой и кормовой оконечностях;

L_ГБ-длину габаритную- расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей судна с учетом постоянно высту­пающих частей.

Ширина судна В.Различают:

В_КВЛ - ширину по КВЛ -расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна на уровне КВЛ перпендикулярно к ДП без учёта наружной обшивки. Аналогично определяют для любой расчётной ватерлинии ширину по ватерлинии В_вл;

В₀ -ширину на мидель-шпангоуте - расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте на уровне КВЛ или расчетной ватерлинии без учёта обшивки корпуса;

В_НБ-ширину наибольшую- расстояние, измеренное в наиболее широкой части пер­пендикулярно к ДП между крайними тачками без учета наружной обшивки;

В_ГБ -ширину габаритную- расстояние, измеренное в наиболее широкой части пер­пендикулярно к ДП между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей;

d - осадка судна - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости расчетной ватерлинии (d) или до плоскости КВЛ (d).

Контроль над посадкой (средней осадкой, дифферентом и креном) во время эксплуата­ции судна осуществляется по маркам углубления. Марки углубления наносят арабскими цифрами на обоих бортах, форштевне, в районе мидель-шпангоута и на ахтерштевне.

D - высота борта судна - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы судна. Под бортовой линией понимается линия пересечения поверхности борта (без учёта обшивки) и верхней палубы (без толщины настила).

F - высота надводного борта - это разность между высотой борта и осадкой F=D –d.

Главные размерения L, В, D и d определяют только размеры судна, а их соотношения L/В,В/d, D/d, L/D и В/D в известной степени характеризуют форму корпуса судна и оказы­вают влияние на его мореходные качества и прочностные характеристики. Например, уве­личение L/В способствует быстроходности судна, чем больше В/d, тем оно остойчивее.

3. Теоретический чертёж

Соотношения главных размерений не могут дать точного представле­ния о форме корпуса: одним и тем же соотношениям главных размерений могут соответствовать сколько угодно отличных друг от друга форм корпуса.

Точное представление о форме корпуса может дать только его теоретический чертёж, представляющий собой графическое изображение очертаний внутренней поверхности на­ружной обшивки корпуса в виде проекций ее сечений на три взаимно перпендикулярные плоскости: диаметральную, плоскость мидель-шпангоута и основную плоскость.

Следы сечений судна плоскостями, параллельными диаметральной плоскости, основ­ной плоскости и плоскости мидель-шпангоута, называются

соответственно батоксами, ва­терлиниями и теоретическими шпангоутами.

Рис. 3. Сечение теоретической наружной поверхности корпуса судна вспомогательными плоскостями

Поскольку все три проекции теоретического чертежа дают представление об одной и той же поверхности, то все точки пересечения батоксов, шпангоутов и ватерлиний должны быть согласованы. Это значит, что соответствующие координаты любой из точек теоретиче­ского чертежа на каждой проекции должны быть одинаковыми.

Количество шпангоутов и ватерлиний, а также масштаб чертежа выбирают с учётом точности тех вычислений, исходные данные для которых снимают с теоретического черте­жа. Обычно при разработке проекта судна число равноотстоящих шпангоутов выбирают равным 21, т.е. длину судна делят на 20 равных частей - теоретических шпаций,а число равноотстоящих ватерлиний до КВЛ принимается 7- 9 (включая сюда и крайние ватерлинии, т.е. КВЛ и основную плоскость). Выше КВЛ проводят ещё одну-две ватерлинии, а также верхнюю палубу и бак.

Рис. 4. Теоретический чертеж

Число батоксов обычно равно двум-трём (на один борт). Шпангоуты нумеруют с носа в корму, начиная с 0; ватерлинии - снизу вверх, причём основной плоскости приписывается номер 0. Батоксы нумеруют I, II и т.д. от ДП к борту.

Поскольку корпус симметричен относительно ДП, то на проекции "Полуширота" вы­черчивают ватерлинии только левого борта, а на проекции "Корпус" справа от ДП изобра­жают ветви носовых шпангоутов, а слева - ветви кормовых.

Масштабы теоретических чертежей выбираются 1: 100, 1:50, 1:25. Для судов длиной более 200 - 250 м масштаб может быть принят равным 1:200.

Теоретический чертёж- это первый и главный чертеж, необходимый при проектирова­нии, постройке, эксплуатации и ремонте судна.

В период разработки проекта теоретический чертёж используется для расчета море­ходных качеств (на ЭВМ), разработки чертежей общего расположения и конструктивных чертежей.

При постройке суда теоретический чертеж является базой для вычерчивания плазового корпуса, который используется в дальнейшем для определения формы и размеров дета­лей, отдельных частей корпуса (секций) и их взаимного расположения.

Плазовый корпус вычерчивают в натуральную величину (что делается крайне редко), в масштабе (обычно 1:10) или с использованием ЭВМ, путём создания математической моде­ли корпуса судна.