Проектирование судов

Построить теоретический чертеж проектируемого судна можно, имея теоретический чертеж прототипа, размеры которого аффинно преобразованы к размерам проекта и строевые по шпангоутам проекта и прототипа. При этом форма, а следовательно и коэффициент полноты миделя должны быть неизменными у проекта и прототипа.

Рис. 61. Пере

строениетеоретического чертежа на основе строевой

Вычертив обе строевых на одном листе, можно определить на сколько нужно перенести шпангоуты прототипа, чтобы они образовали теоретический чертеж проекта. Например, пусть площадь n0-го шпангоута прототипа равна площади n1-го шпангоута проекта (рис. 61), то есть абсцисса данной площади должна быть смещена на величину Δх. Тогда определив величину Δхi в каждом сечении по строевым проекта и прототипа, можно получить обвод любой ватерлинии проекта на основании этой же ватерлинии прототипа, путем переноса ординаты ватерлинии уi на величину Δхi В ряде случаев возникает необходимость в переносе положения ЦВ по длине судна, что достигается преобразованием строевой по шпангоутам. Для решения этой задачи строевую прототипа, необходимо изменить таким образом, чтобы ее площадь (то есть водоизмещение судна) осталась бы неизменной. От точки центра строевой следует отложить отрезок (хс – хс0) соответствующий перемещению ЦВ, из точки а опустить перпендикуляр на ось абсцисс (рис. 62). Полученную таким образом точку b соединить с точкой с, соответствующей новому положению ЦВ. Тогда любая точка строевой проекта получится путем переноса точки аi в точку ci, причем отрезок bici должен быть параллелен bc.

Рис. 62. Перестроение строевой при изменении положения ЦВ

Теоретический чертеж перестраивается таким же путем, что и для описанного выше случая.

Построение поверхности по единому аналитическому выражению

Идея построения всего теоретического чертежа по одному аналитическому выражению, либо по двум выражениям (отдельно для носа и кормы), либо по трем (с учетом цилиндрической вставки) является весьма заманчивой. Однако осуществить ее в полной мере достаточно сложно, поскольку в подобные аналитические зависимости должны входить многочисленные проектные характеристики, полученные в ходе определения главных размерений, коэффициентов полноты и т.п. Учесть главные размерения можно, но учесть коэффициенты полноты, а также ряд других показателей формы (например, изменяющуюся в зависимости от координаты z длину судна) достаточно сложно.

Одним из простых способов задания обводов судовой поверхности является составлением двух отдельных аналитических выражений для носа и кормы.

Выражение для носовой части строевой по ВЛ заданной параболой

,

где Szн – площадь носовой части ВЛ на расстоянии z от ОП, SТ – площадь носовой части КВЛ, αн и δн – коэффициенты полноты носовой части корпуса судна.

Ординаты ватерлиний в плоскости шпангоута наибольшего сечения (миделя): уz max = czzm при z = Т , уz max = czТm = В/2, откуда cz = В/2Тm, В = 2czТm.

Площадь шпангоута наибольшего сечения

,

откуда m = (1/β) – 1. Тогда

.

Коэффициент полноты произвольной ВЛ в носовой части

.

При параболических ватерлиниях любая ордината у при любой абсциссе х задается следующим выражением,

или же .

Это выражение позволяет получить теоретический чертеж носовой части судна с заданными размерениями Lн, B, T и коэффициентами полноты αн, δн и β.

При построении необходимо помнить, что значение Lн будет неизменным только при вертикальном форштевне. При других очертаниях форштевня, в приведенных выше формулах необходимо учитывать изменение Lн в зависимости от координаты z.

Таким же образом можно построить поверхность кормовой части судна.

Приведенные формулы позволяют построить подводную и надводную поверхности, основанные на параболических ватерлиниях и параболической строевой по ВЛ. Недостатком таких обводов является отсутствие в них точек перегиба, что делает невозможным разработку вогнутых ватерлиний. Кроме того, форма шпангоута наибольшего сечения отличается от обычно принимаемой.

Рядом авторов были предприняты попытки описания поверхности судна другими аналитическими зависимостями.

Удифферентовка и балластировка судна

Проектной удифферентовкой называется операция, в процессе которой положение центра тяжести проектируемого судна совмещается с положением центра величины, выбранного из условий ходкости.

Координаты ЦТ определяются из уравнения моментов, составленных относительно плоскости мидель-шпангоута и ОП. Для этого составляется таблица нагрузки (табл. 1), в которой учитываются все составляющие водоизмещения и их распределение по длине и высоте судна.

Таблица нагрузки

таблица 9

Координаты общего ЦТ:

и .

Из приведенных формул видно, что положение ЦТ судна будет зависеть от удельного значения каждой из составляющих нагрузки и координат их ЦТ.

Применение данного способа на начальных стадиях проектирования затруднительно, поскольку данные по нагрузке и главные размерения судна (от которых зависят плечи составляющих нагрузки) постоянно меняются, что обусловлено методикой проектирования. Поэтому на начальных стадиях координаты ЦТ находят по упрощенным зависимостям. Например, положение ЦТ по высоте можно связать с высотой борта судна

 Скачать реферат