Военное образование в России

Боевые и мореходные качества корабля - ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГЕОМЕТРИИ КОРПУСА КОРАБЛЯ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГЕОМЕТРИИ КОРПУСА КОРАБЛЯ

а) Теоретический чертеж корпуса корабля.

Корпус корабля имеет сложную поверхность двоякой кривизны, что обеспечивает ему высокие мореходные качества. Такую поверхность до­вольно сложно описать аналитически, поэтому ее изображают графически на специально предназначенном для этой цели теоретическом чертеже.

Теоретический чертеж выполняется в проекциях на три главные вза­имно перпендикулярные плоскости:

- диаметральную плоскость (ДП) - продольную плоскость симметрии кор­пуса;

- плоскость мидель-шпангоута или миделя - поперечно-вертикальную плоскость, расположенную посредине расчетной длины корпуса;

- основную плоскость (ОП) - горизонтальную плоскость, проходящую в днищевой части теоретической поверхности корпуса.

За начало системы координат (х;у;z), связанной с кораблем, приня­та точка пересечения трех главных плоскостей проекций.

Для построения теоретического чертежа корпуса корабля проводят плоскости, параллельные главным плоскостям проекций, а линии, получен­ные от пересечения этих плоскостей с теоретической поверхностью корпу­са, проецируют на плоскости проекций.

При этом линии, полученные от пересечения теоретической поверх­ности корпуса с плоскостями, параллельными ОП, называются теоретичес­кими ватерлиниями (ВЛ).Обычно изображают 10-15 теоретических ВЛ. Основ­ная плоскость считается нулевой ВЛ, а ватерлиния, совпадающая с по­верхностью спокойной воды при нормальном водоизмещении корабля, назы­вается конструктивной ватерлинией (КВЛ).

Линии пересечения теоретической поверхности корпуса с плоскостя­ми, параллельными плоскости миделя, называются теоретическим шпангоу­тами. Ввиду симметричности корпуса на правой половине плоскости миделя изображаются носовые шпангоуты, а на левой - кормовые, считая от миде­ля. Общее число теоретических шпангоутов 21 (от 0 до 20). Мидель-шпан­гоут имеет номер 10.

Линии пересечения теоретической поверхности корпуса с плоскостя­ми, параллельными ДП, называются батоксами. Количество батоксов 3-4 на борт, отсчет ведется от ДП.

Совокупность проекций теоретических ватерлиний, шпангоутов и ба­токсов на плоскости проекций называется: на ДП - боком, на ОП - полу­широтой, на плоскость миделя - корпусом теоретического чертежа.

Теоретический чертеж обеспечивает наглядное изображение обводов корпуса и является основным источником информации о корпусе корабля. С его помощью производятся все расчеты по мореходным качествам, опреде­ляются объемы отсеков, цистерн и других корабельных помещений, изго­товляются чертежи общего расположения механизмов и рабочие чертежи. По теоретическому чертежу в масштабе изготовляется модель корпуса корабля для проведения испытаний в опытовых бассейнах. При постройке корабля на основе теоретического чертежа производится разметка элементов кор­пуса на плазе и обеспечивается контроль за правильностью сборки корпу­са.

б) Главные размеры (размерения) корабля.

Прежде чем рассматривать главные размеры, объясним понятия «форш­тевень», «ахтерштевень», «носовой и кормовой перпендикуляры».

Конструктивно нос и корма корабля заканчиваются штевнями. При этом носовой штевень называется форштевнем, а кормовой - ахтерштевнем.

Перпендикуляры к основной плоскости, проведенные в ДП через точки пересечения штевней с плоскостью КВЛ, называют соответственно носовым и кормовым перпендикулярами (НП,КП).

Главные размеры корабля - длина, ширина, осадка и высота бор­та измеряются параллельно главным плоскостям проекций и наряду с тео­ретическим чертежом имеют важное значение для характеристики его вели­чины.

Их принято разделять на две группы:

- размеры, не связанные с положением корабля относительно поверх­ности воды (чисто конструктивные размеры);

- размеры, связанные с этим положением и характеризующие деление корпуса корабля на надводную и подводную части (от КВЛ).

К первой группе главных размеров относятся:

L_нб - наибольшая длина - расстояние между перпендикулярами к ОП, опу­щенными из крайних точек штевней;

B_нб - наибольшая ширина - расстояние между плоскостями батоксов, ка­сательными к корпусу корабля;

H_б - высота борта - расстояние от ОП до линии пересечения верхней палубы и борта, измеренное на миделе.

Во вторую группу главных размеров корабля входят:

L_квл - длина по КВЛ - расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами;

B_квл - ширина по КВЛ - расстояние между плоскостями батоксов, касательными к КВЛ;

T_квл - средняя осадка - расстояние между ОП и плоскостью КВЛ;

F_б - высота надводного борта при миделе - разность между высотой борта и средней осадкой.

Главные размеры первой группы являются габаритными размерами ко­рабля. Они необходимы для оценки возможности прохода корабля в узкос­тях и шлюзах, по мелководному фарватеру, при швартовках, постановке в док и в других случаях.

Размерами второй группы можно характеризовать корабль, имеющий любую осадку, при этом размеры L, B и T обозначаются без индексов.

Главные размеры на теоретическом чертеже относятся к теоретичес­кой поверхности корпуса корабля, т.е. не включают толщину обшивки кор­пуса и выступающие части.

в) Соотношение главных размеров и коэффициенты теоретического чертежа.

Указанные соотношения и коэффициенты позволяют приближенно оцени­вать форму корпуса корабля и устанавливать закономерности ее влияния на мореходные и эксплуатационные качества корабля.

Наиболее часто употребляются следующие соотношения главных разме­ров корабля: L/В, L/Т, В/Т, L/Н_б, Н_б/Т.

Например, отношение L/В влияет на ходкость, устойчивость на курсе и поворотливость. Чем больше это отношение, тем лучше ходкость и ус­тойчивость на курсе, но хуже поворотливость.

Чем больше отношение В/Т, тем лучше остойчивость корабля, но кач­ка при этом становится более резкой и ходкость корабля ухудшается. При увеличении Н/Т улучшается непотопляемость.

Коэффициенты теоретического чертежа характеризуют полноту формы подводной части корпуса корабля и его мореходные качества. Основными коэффициентами теоретического чертежа являются:

- коэффициент полноты конструктивной ватерлинии:

ά = S/LB

где S - площадь конструктивной ватерлинии;

ά = 0,69 – 0,75;

- коэффициент полноты мидель-шпангоута:

β = ω_Ø/ВТ,

где ω_Ø - погруженная площадь мидель-шпангоута;

β= 0,75 – 0,90;

- коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты)

δ = V/LBT

где V - объем подводной части корпуса (объемное водоизмещение);

δ= 0,40 – 0,60

г) Посадка корабля.

Посадка корабля определяет его положение относительно поверхности спокойной воды.

Основными параметрами посадки корабля являются средняя осадка, дифферент и крен.

Средняя осадка Т рассчитывается по формуле:

Т = (Т_н+Т_к)/2

где Т_н - осадка носом, м;

Т_к - осадка кормой, м.

В процессе плавания Т_н и Т_к определяются по маркам углублений (осадок), которые представляют собой белые горизонтальные полосы и цифры, нанесенные на корпус корабля с обоих бортов в районе штевней и показывающие расстояние от основной плоскости до нижней кромки цифры. Высота цифр и расстояние между ними (по перпендикуляру к ОП) равны од­ному дециметру.

Марки углублений дают возможность судить о некоторых тактико-тех­нических характеристиках корабля, поэтому на военных кораблях иногда применяют кодирование системы их представления. Расшифровка истинных значений осадок носом и кормой производится в соответствии с корабель­ными инструкциями.

Дифферент характеризует наклонение корабля относительно попереч­ной оси и может выражаться в линейных и угловых величинах. Линейная величина дифферента (∆) определяется как разность осадок носом и кор­мой.

∆ = Т_н - Т_к

При этом если Т_н > Т_к, дифферент на нос, если Т_н < Т_к, дифферент на корму, если Т_н = Т_к, то говорят, что "корабль сидит на ровном ки­ле". Угловая величина дифферента (φ) определяется по дифферентометру или рассчитывается по формуле:

φ = tgφ (57,3) = (∆/L) 57,3.

Угол крена (θ) характеризует наклонение корабля относительно про­дольной оси. Крен корабля измеряется по кренометру, θ > 0 при крене на правый борт. Если θ = 0, то говорят, что "корабль сидит прямо".

Посадка корабля считается нормальной, если он, не имея хода, си­дит прямо с углублением Т и незначительным дифферентом на нос, а на ходу - с незначительным дифферентом на корму.

Таким образом корпус является основным конструктивным элементом корабля и от него в первую очередь зависит обеспечение кораблю требуе­мых мореходных качеств. Корпус корабля представляет собой сложную конструкцию, состоящую из ряда отдельных составных частей, которые мы рассмотрим в следующем вопросе занятия.