Особенности формы корпуса морского судна

Главные размерения судна влияют на технические и эксплуатационные характеристики изделия. Строительство лодки всегда начинается с измерений, определения размеров и составления теоретического чертежа судна. Перечисленные характеристики дают более полное понимание об обводах и их характеристиках.

Ключевые измерения

Основные размерения судна подразумевают 4 основных размера: длина, ширина, бортовая высота и уровень осадки.

После достоверного определения перечисленных величин владелец или конструктор может принимать решения в отношении разнообразных эксплуатационных задач: метод выполнения швартовки на причале, способность к передвижению по мелководным местам, уровень грузоподъёмности. Сегодня выделяют несколько значений перечисленных величин:

  • наибольшие размеры длины в проектных документах обозначаются Lнб. Определяется как дистанция между крайними наружными точками конструкции при измерении вдоль корпуса;
Главные размерения судна
Главные размерения судна влияют на технические и эксплуатационные характеристики изделия
  • длина в отношении конструктивной ватерлинии судна (КВЛ). Изначально рассмотрим, что такое ватерлиния судна – это линия касания воды и корпуса лодки. У начинающих конструкторов и многих владельцев возникает вопрос, что такое КВЛ? КВЛ – это расстояние между дальними точками корпуса, которое для измерений использует зеркало воды при максимальной нагрузке на судно (количество веса и процентное отношение к максимальной грузоподъёмности может отличаться);
  • наибольшая ширина отмечается с помощью Внб, её измеряют в области максимальной ширины судна. Измерения проводят по внешним граням;
  • ширина по КВЛ определяется как дистанция между конечными точками по ширине вдоль нахождения ватерлинии;
  • высота в области миделя. Предварительно следует определить, что такое мидель? Мидель судна – это плоскость, располагающаяся поперёк лодки и имеющая вертикальную направленность, которая проходит в центре длины лодки. Преимущественно на чертежах мидель – это значок H. Для её измерения применяется замер от килевой части (нижняя точка) до верхушки борта;
  • высота части борта, находящаяся над водой (F). Измеряется от ватерлинии до верхушки борта. Преимущественно надводная часть борта определяется на миделе, но дополняют информацию значениями на носу и корме;
  • средние показатели осадки (T) определяются, как значения углубления лодки в воду при увеличении давления. Чаще для этого используется мидель от КВЛ до нижней отметки киля.

Основные габариты

Помимо ключевых значений, теоретический чертеж корпуса судна часто содержит обозначения габаритов:

  • длина судна, включая выступающие элементы штевней;
  • габаритная осадка – это измерение от КВЛ до нижнего участка судна (до шпоры ПМ или других элементов);
Форма судна
Основные сечения корпуса
  • ширина по габаритам, определяющаяся по выступам бортиков или по привальным брусьям;
  • габаритная высота – это размерение от самой нижней до верхней части судна.

Важные показатели соотношений

Существуют значения, заданные в точных цифрах, но корпус часто характеризуется дополнительными измерениями, которые выступают в виде соотношения величин. Частыми значениями являются отношения:

  • длины и ширины вдоль линии погружения лодки (L/B), позволяет определить ходкость конструкции, так как при увеличении L/B судно становится более быстроходным, при условии, что оно имеет водоизмещающий тип. Определяет также остойчивость, соответственно, при снижении L/B и сохранении длины судно становится более остойчиво;
  • ширины вдоль конструктивной ватерлинии к осадке (В/Т). Показатель обеспечивает данными о ходкости, уровне мореходности и остойчивости конструкции. По мере увеличения соотношения, судно становится более остойчивым, но снижается способность удерживать прежнюю скорость при появлении волн на воде. Узкие, глубокопогружённые корпуса легче переносят волны;
  • максимальной длины и бортовой высоты судна в области миделя (Lнб/H). Описывается жёсткость днища и его прочность. Чем меньше этот показатель, тем больше прочность корпуса;
  • абсолютной высоты борта к способности давать осадку (H/T). Показывает запас плавучести лодки. При увеличении этого показателя, запас становится больше, соответственно, судно способно выдержать большую нагрузку без риска попадания волн в кокпит.
Важные показатели соотношений
Геометрия корпуса судна

Что такое теоретический чертёж?

Теоретический чертёж – это рисунок на бумажном листе, описывающий сложную конструкцию корпуса по поверхности. Для полного понимания строения используется 3 проекции при перпендикулярном пересечении. На чертеже видны места соединения обшивки снаружи пересекающимися плоскостями, в этом отношении существуют специальные правила. Для построения корабля обязательно 3 плоскости: основная, мидель-шпангоута, диаметральная. Основные сечения корпуса судна:

  • диаметральная плоскость (ДП) судна. ДП судна – это плоскость, идущая вертикально и делящая весь корпус на 2 равные части вдоль длины;
  • основная плоскость (ОП) судна – это вид корабля снизу, плоскость координат строго горизонтальная;
  • плоскость миделя. Последняя важная плоскость мидель-шпангоута проходит вертикально поперёк длины. Многие не знают, что такое строение чертежа позволяет увидеть тип бортов, разновидность шпангоутов и строение кокпита.

Для получения всех трех видов теоретического чертежа необходимо представить разрез судна по перечисленным траекториям, параллельным трем плоскостям. На проекции бокового вида отражаются следы разреза корпуса одной плоскостью точно по центру вдоль всей длинны. Подобные следы имеют название батоксы. Второе сечение выполняется равностоящими плоскостями по горизонтали снизу ватерлинии (полуширота). Следы от разреза днища позволяют получить информацию о корпусе.

Все линии чертежа на одной проекции имеют кривую форму, а на остальных представлены ровно. Шпангоуты при взгляде сбоку или полушироты будут представлены только в виде линий, но на самом деле их всегда выполняют криволинейно. Ватерлиния имеет прямой вид сбоку и на сечении «корпус», а батоксы – на корпусе и полушироте.

Теоретический чертеж
Теоретический чертеж судна

Чертежи выполняются с точки зрения симметричности ДП, соответственно, на полушироте отображают ватерлинию левого борта. С правой стороны корпус очерчивают обводами шпангоутов носа, а слева – кормы, чтобы не нагромождать каждый чертёж.

Что такое коэффициенты полноты?

Коэффициент полноты водоизмещения – это важнейший параметр чертежа, так как он отражает объём воды, которую корпус вытеснит при погружении до ватерлинии. Водоизмещение имеет объёмную характеристику и позволяет определить габариты судна, вместимость конструкции и мореходные свойства.

Водоизмещение не является статической величиной, ведь имеет зависимость от уровня нагрузки на судно, соответственно, выделяют некоторые разновидности:

  • полное. Подразумевается, что на борту присутствует полный бак горючего, необходимое количество воды для питья, экипаж и провиант;
  • порожнее – это способность выталкивания воды с установкой на борту двигателя, снабжения, но при отсутствии горючего, личных вещей, провизии и людей;
  • обмера. На борту присутствуют паруса, снабжение, но нет экипажа, горючего и других вещей. Используется только для парусных видов лодок.

Значение водоизмещения на чертежах описывается буквой V и измеряется в м3. Используется для определения характеристик коэффициентов полноты судна. Существует некоторое отличие от весового водоизмещения, так как последний показатель описывает груз судна и вычисляется в тоннах, а коэффициенты полноты судна учитывают плотность воды. Расчёты проводятся по формуле D = p*V, где p – справочная плотность воды.

Для сравнения нескольких чертежей судов используют коэффициенты полноты без использования размеров, среди них:

  • коэффициент полноты водоизмещения (б) судна – связывает габариты корпуса и уровень его погружения. Для его определения важно учитывать соотношение объёма выталкиваемой жидкости до КВЛ к параллелепипеду с равными сторонами [б=V/(L*B*T)]. По мере уменьшения показателя обводы, днища заостряются, с обратной стороны, снижается полезный объём днища под водой;
  • коэффициент полноты ватерлинии (а) – это соотношение площади ватерлинии к прямоугольной конструкции со сторонами L и B [a=S/(L*B)];
  • коэффициент полноты мидель шпангоута (b) рассчитывается на основании соотношения площади миделя и прямоугольного каркаса с параметрами сторон B и T [b=X/(B*T)].

Значение водоизмещения «а» описывает величину заострённости ватерлинии в области оконечностей и изменения в изначальном уровне остойчивости. По мере увеличения «а» улучшается качество остойчивости судна, но при рассмотрении лодки водоизмещающего класса, снижается качество обтекаемости всего корпуса и несколько ухудшается ходкость (заметнее всего при волнении или значительной нагрузке).

Коэффициент b только косвенно описывает качество распределения объёма и степень влияния обводов днища на ходкость конструкции. Чаще всего значению присущ призматический коэффициент «ф» (продольная полнота), он описывает отношение между объёмным водоизмещением к призме, при условии частичной погружённости миделя, и высотой – длина конструкции вдоль ватерлинии. Коэффициент имеет жёсткую привязку к б и b, что выражается формулой: ф=б/b.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *