Проектирование судов

,

где в среднем x = 0,63 – 0,72 – для сухогрузов, 0,60 – 0,65 – для зерновозов, 0,54 – 0,57 – для наливных судов.

Результаты расчетов будут значительно более точными, если определять координаты ЦТ не для всего судна, а для отдельных его составляющих, используя статистические зависимости, данные прототипа и схему общего рас

положения проектируемого судна. В этом случае все составляющие нагрузки разбивают на две группы. К первой относят те разделы, координаты ЦТ которых определяют по эскизу общего расположения проекта. К таким разделам относятся груз, топливо, балласт, оборудование, экипаж. Ко второй – разделы, для определения координат ЦТ которых используют статистические данные или данные прототипа.

В этом случае для координат ЦТ корпуса:

, и

Несколько сложнее определяются координаты ЦТ механизмов, поскольку МО проектируемого судна и прототипа может располагаться совершенно по разному. В этом случае всю совокупность масс, входящих в раздел, делят на две части: расположенных в пределах МО и вне его. Затем пользуясь нагрузкой прототипа с аналогичным типом СЭУ, определяют абсциссы ЦТ обеих частей – х'м0 и х''м0, отсчитывая их от кормовой переборки МО (рис. 63). Зная длину МО – L'м0 и расстояние между кормовой переборкой МО и переборкой ахтерпика L''м0, можно найти относительные абсциссы (х'м/L'м)0 и (х''м/L''м)0. Считая их неизменными для проекта и прототипа можно определить координаты х''м и х'м, снимая со схемы общего расположения расстояния L'м и L''м.

Рис. 63. Определение координат ЦТ механизмов

Аналогичным образом можно определить и возвышение ЦТ этого раздела.

Способы удифферентовки судна

В практике проектирования судов применяются три основных способа удифферентовки: перемещением МО, изменением длины судна, изменением архитектурно-компоновочной схемы судна.

Первый способ относится, в основном, к судам со средним и промежуточным МО. Задача формулируется следующим образом, известна разность между абсциссами ЦТ и ЦВ, равная Δxg, нужно определить на какое расстояние s необходимо переместить МО, чтобы ликвидировать это расхождение.

Обозначим через Р'м и Р'т те части разделов Рм и Рт, которые расположены в пределах МО и через Р'к – массу корпусных конструкций в пределах МО (надстройки и рубки накрывающие МО, переборки МО, а также различные местные конструкции). При перемещении МО потребуется переместить часть груза Р'г, из объема примыкающего к МО, на расстояние l'м в противоположном направлении (рис. 64). В результате ЦТ судна сместится на величину

.

Масса перемещаемого груза Р'г будет зависеть от величины смещения s.

Р'г = р'г s,

где р'г – масса груза, приходящаяся на 1 м длины трюма. Тогда величина s

.

Рис. 64. Удифферентовка судна перемещением МО

Следует обратить внимание, что при выводе уравнения не было учтено то обстоятельство, что высота кормового трюма несколько меньше, чем трюма перед МО, за счет наличия в кормовой части туннеля гребного вала. Вследствие этого при перемещении части груза в нос, его длина (при неизменном объеме) несколько уменьшится. Кроме этого, за счет уменьшения длины туннеля гребного вала, уменьшится масса Р''м. Однако все подобные обстоятельства не приводят к серьезной ошибке и могут быть устранены перемещением масс топлива или балласта.

Этот способ удифферентовки достаточно прост и удобен, однако применим далеко не всегда. В случае, когда у судна с кормовым расположением МО ЦТ смещен в нос от ЦВ или при Р'м + Р'т + Р'к ≈ Р'г, необходимо использовать другие способы удифферентовки.

Второй способ основан на изменении длины судна в нос и корму симметрично относительно миделя. При этом можно считать, что водоизмещение судна остается постоянным (за счет изменения В и Т). Задачу можно сформулировать так, известна разность между ЦТ и ЦВ судна, необходимо определить при каком приращении длины судна ΔL эта разность станет равной нулю.

Уравнение моментов при изменении длины судна,

.

При изменении длины, теоретический чертеж судна аффинно преобразовывается, ЦВ сместиться на величину Δхс = хс0ΔL/L0, где хс0 – абсцисса ЦВ соответствующая судну длиной L0 (рис. 65). Таким образом хс = хс0 + Δхс, и расстояние, на которое необходимо переместить ЦТ Δхg = хg0 – хс.

Рис. 65. Удифферентовка судна путем изменения длины

При изменении длины судна произойдет перераспределение нагрузки. Можно считать, что относительные абсциссы таких разделов как корпус, оборудование, запас водоизмещения останутся неизменными, т.е. хi/L = const, соответственно приращения абсцисс этих разделов Δхi = хi0ΔL/L0. Абсциссы ЦТ масс механизмов и экипажа сместиться на ΔL/2 в корму. Абсцисса ЦТ груза, при неизменной длине форпика и ахтерпика, не измениться. Изменение координат ЦТ топлива и балласта будет зависеть от их размещения. Если считать, что запасы топлива сосредоточены между переборками МО, то Δхт = ΔL/2, если топливо равномерно распределено по длине судна, то Δхт = хт0ΔL/L0. Тогда,

где .

Окончательно,

.

Откуда величина удлинения

.

Данный способ применим для всех судов с машиной в корме. Основная трудность в его использовании заключается в определении вида зависимости SPixi0. Чем больше разделов будет выделено в составе данной функции, тем точнее можно определить значение смещения ЦТ, но с ростом числа слагаемых выражение становиться все более громоздким.

Третий способ сводится к увеличению вместимости грузовых помещений в той оконечности судна, по направлению к которой необходимо переместить его ЦТ. На судах со средним и промежуточным положением МО такая необходимость возникает вследствие уменьшения вместимости кормовых трюмов из-за туннеля гребного вала. Увеличить вместимость этих помещений можно создав дополнительный твиндек в надстройке или путем перехода к квартердечному типу судна, с приподнятой на 0,6 – 1,2 м кормовой частью верхней палубы. Добиться смещения ЦТ в нос можно путем удлинения бака и устройства там грузового твиндека (рис. 66).

 Скачать реферат