Коэффициент полноты судна. Главные размерения судна и его коэффициенты полноты. Соотношение главных размерений судна

Остойчивость и метацентрическая высота. Судно, яхта подвержены действию сил и моментов сил, стремящихся наклонить их в поперечном и продольном направлениях. Способность судна противостоять действию этих сил и возвращаться в прямое положение после прекращения их действия называется остойчивостью. Наиболее важной для яхты является поперечная остойчивость.

Когда судно плавает без крена, то силы тяжести и плавучести, приложенные соответственно в ЦТ и ЦВ, действуют по одной вертикали. Если при крене экипаж либо другие составляющие массовой нагрузки не перемещаются, то при любом отклонении ЦТ сохраняет свое первоначальное положение в ДП точка G на рисунке вращаясь вместе с судном.

В то же время вследствие изменившейся формы подводной части корпуса ЦВ смещается из точки Со в сторону накрененного борта до положения C1. Благодаря этому возникает момент пары сил D и gV с плечом l, равным горизонтальному расстоянию между ЦТ и новым ЦВ яхты. Этот момент стремится возвратить яхту в прямое положение и потому называется восстанавливающим.

При крене ЦВ перемещается по кривой траектории C0C1, радиус кривизны г которой называется поперечным метацентрическим радиусом, r соответствующий ему центр кривизны М - поперечным метацентром. Величина радиуса r и соответственно форма кривой C0C1 зависят от обводов корпуса. В общем случае при увеличении крена метацентрический радиус уменьшается, так как его величина пропорциональна четвертой степени ширины ватерлинии.

Очевидно, что плечо восстанавливающего момента зависит от расстояния - возвышения метацентра над центром тяжести: чем оно меньше, тем соответственно меньше при крене и плечо l. На самой начальной стадии наклона величины GM или h рассматривается судостроителями как мера остойчивости судна и называется начальной поперечной метацентрической высотой. Чем больше h, тем необходима большая кренящая сила, чтобы наклонить яхту на какой-либо определенный угол крена, тем остойчивее судно. На крейсерско-гоночных яхтах метацентрическая высота составляет обычно 0,75-1,2 м; на крейсерских швертботах-0,6-0,8 м.

По треугольнику GMN легко установить, что восстанавливающее плечо.

Восстанавливающий момент, учитывая равенство gV и D, равен:

Таким образом, несмотря на то что метацентрическая высота изменяется в довольно узких пределах для яхт различных размерений, величина восстанавливающего момента прямо пропорциональна водоизмещению яхты, следовательно, более тяжелое судно оказывается в состоянии выдержать кренящий момент большей величины.

Восстанавливающее плечо можно представить как разность двух расстояний:

lф - плеча остойчивости формы и lв-плеча остойчивости веса. Нетрудно установить физический смысл этих величин, так как lв определяется отклонением при крене линии действия силы веса от первоначального положения точно над C0, а lв - смещением на подветренный борт центра величины погруженного объема корпуса. Рассматривая действие сил D и gV относительно Со, можно заметить, что сила веса D стремится накренить яхту еще больше, а сила gV, наоборот,-выпрямить судно.

По треугольнику CoGK можно найти, что, где СоС- возвышение ЦТ над ЦБ в прямом положении яхты. Таким образом, для того чтобы уменьшить отрицательное действие сил веса, необходимо по возможности понизить ЦТ яхты. В идеальном случае ЦТ должен бы расположиться ниже ЦВ, тогда плечо остойчивости веса становится положительным и масса яхты помогает ей сопротивляться действию кренящего момента.

Однако только немногие яхты имеют такую характеристику: углубление ЦТ ниже ЦВ связано с применением очень тяжелого балласта, превышающего 60% водоизмещения яхты, чрезмерным облегчением конструкции корпуса, рангоута и такелажа. Эффект, аналогичный снижению ЦТ, дает перемещение экипажа на наветренный борт. Если речь идет о легком швертботе, то экипажу удается сместить общий ЦТ настолько, что линия действия силы D пересекается с ДП значительно ниже ЦВ и плечо остойчивости веса получается положительным.

У килевой яхты благодаря тяжелому балластному фальшкилю центр тяжести находится достаточно низко (чаще всего-под ватерлинией или слегка выше нее). Остойчивость яхты всегда положительная и достигает максимума при крене около 90°, когда яхта лежит парусами на воде. Разумеется, такой крен может быть достигнут только на яхте с надежно закрытыми отверстиями в палубе и с самоотливным кокпитом. Яхта с открытым кокпитом может быть залита водой при гораздо меньшем угле крена (яхта класса «Дракон», например, при 52°) и пойти ко дну не успев выпрямиться.

У мореходных яхт положение неустойчивого равновесия наступает при крене около 130°, когда мачта уже находится под водой, будучи направленной вниз под углом 40° к поверхности. При дальнейшем увеличении крена плечо остойчивости становится отрицательным, опрокидывающий момент способствует достижению второго положения неустойчивого равновесия при крене 180° (вверх килем), когда ЦТ оказывается расположенным высоко над ЦВ достаточно небольшой волны, чтобы судно приняло вновь нормальное положение-вниз килем. Известно немало случаев, когда яхты совершали полный оборот на 360° и сохраняли свои мореходные качества.

Строевые по шпангоутам и ватерлиниям. Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна строят специальную эпюру, называемую строевой по шпангоутам. Для построения этой эпюры горизонтальная линия, выраженная в принятом масштабе теоретическую длину судна, делится на n одинаковых частей, равных числу шпаций на теоретическом чертеже судна.

На перпендикулярах, восстановленных в точках деления, откладывают в определенном масштабе величины площадей погруженных частей соответствующих шпангоутов и концы этих отрезков соединяют плавной линией. Площадь строевой по шпангоутам равна объему водоизмещения судна.

При отсутствии теоретического чертежа объемное водоизмещение судна можно приближенно определять по его главным размерениям:

V= k*L*B*T,
где L, B, T — соответственно длина, ширина и осадка судна; k — коэффициент полноты водоизмещения или общий коэффициент полноты.Значения коэффициента полноты k для различных типов судов принимаются по справочным данным.

Строевая по шпангоутам.

Так как центр величины судна находится в центре тяжести подводной части судна, а площадь строевой выражает собой объем подводной части, то абсцисса центра тяжести строевой по шпангоутам равна абсциссе центра величины судна.

Аналогичная эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте судна, называется строевой по ватерлинии.

Строевая по ватерлиниям.

Площадь строевой по ватерлиниям также равна объемному водоизмещению судна, а ордината ее центра тяжести определяет положение центра величины судна по его высоте.

Если учесть свойства строевых по шпангоутам и ватерлиниям, то определение местоположения центра величины судна сведется к вычислению абсциссы центра тяжести строевой по шпангоутам и ординаты центра тяжести строевой по ватерлиниям.

Вычисление площади погруженной части шпангоута методом трапеции. Для расчета крена и дифферента необходимо, кроме массы и положения ЦТ судна, знать eгo объемное водоизмещение и положение центра величины, ЦВ, который является центром тяжести объема воды, вытесненного корпусом судна. Простейшим способом расчета этих величин является построение строевой по шпангоутам .

В качестве базы для построения этой кривой служит линия ДП на полушироте теopeтическoгo чертежа, при чем линии теоретических шпангоутов продлеваются вниз. На каждой из этих линий в определенном масштабе следует отложить погруженную площадь соответствующего шпапгоута. Для остроскулых судов плоскодонныx или имеющих килеватость, рассчитать площадь шнаигоута нe представляет труда: достаточно разделить eгo на простые геометрические фигуры прямоугольники, треугольники, трапеции.

Этот же принцип можно применить и для расчета площадей шпангоутов круглоскулых корпусов, но более точный результат дает способ трапеций . Сущность eгo состоит в следующем. Если фигуру, ограниченную кривой линией, разделить равноотстоящими прямыми на достаточно большое число равных частей, то площадь каждой части можно вычислить как для трапеции:

Суммируя затем площади всех трапеций, можно получить площадь всей фигуры как сумму площадей всех трапеций:

Таким образом, для вычисления площади шпангоута необходимо найти сумму всех ординат yi по ватерлиниям за вычетом полусуммы ординат крайних ватерлиний – при ОП и КВЛ, и умножить результат на расстояние DT между ватерлиниями и на 2, так как расчет велся для половины шпангоута. Подобный же принцип может быть использован и для вычисления площади любой ватерлинии, которая делится теоретическими шпангоутами на равные по длине участки DL.

Найдя на проекции корпус погруженные площади каждого шпангоута Wi их откладывают вниз от ДП в определенном масштабе, затем проводят плавную кривую. Нетрудно сообразить, что если, сложить, например ординаты площадей шп. 5 и 6 и умножить на расстояние между шпангоутами DI, то получится объем части корпуса как усеченной пирамиды, имеющей основания в виде погруженных в воду частей щп.5 и 6. Следовательно, располагая cтроевой по шпангоутам, можно вычислить водоизмещение использовав тот же принцип трапеций,

Здесь все величины должны быть выражены в м и м2. Пользуясь правилом трапеций, можно найти и положение центра величины – ЦВ, поскольку он должен совпадать с положением центра тяжести строевой по ватерлинии относительно миделя. Для этого вычисляется статический момент площади, ограниченной строевой по шпангоутам, относительно мидель – шпангоута, при чем абсциссы носовых шпангоутов берутся со знаком плюс, кормовых – со знаком минус. При десяти теоретических шпангоутах:

Абсцисса ЦВ от миделя составляет:

Расчеты по определению координат центра тяжести судна . Расчеты по определению координат центра тяжести судна удобно вести в табличной форме, которая называется весовым журналом. В этот журнал заносятся веса всех элементов самого судна и всех грузов, находящихся на нем.
Если учесть свойства строевых по шпангоутам и ватерлиниям, то определение местоположения центра величины судна сведется к вычислению абсциссы центра тяжести строевой по шпангоутам и ординаты центра тяжести строевой по ватерлиниям.
Воспользовавшись известным из статики определением для статического момента площади, можно написать формулы для определения координат центра величины судна:

где wi и wi* — площади частей строевых, заключенных между двумя смежными шпангоутами или ватерлиниями; Xi, Yi, Zi — координаты центров тяжестей соответствующих площадей.
При ориентировочных расчетах можно воспользоваться приближенными формулами для определения местоположения центра тяжести, центра величины и метацентра по высоте судна.
Ордината центра тяжести судна определяется по выражению:

где:
k — практический коэффициент, значение которого, например, для катеров лежит в пределах 0,68 — 0,73
h — высота борта судна.

Ординаты центра величины. Для вычисления ординаты центра величины рекомендуется формула академика В. Л. Поздюнина:

Zс = T/(1-b/a).

где Т — осадка
b(бетта) — коэффициент полноты водоизмещения
а(альфа) коэффициент полноты грузовой ватерлинии.

Диаграмма статической остойчивости. Диаграмма статической остойчивости.Очевидно, что полной характеристикой остойчивости яхты может быть кривая изменения восстанавливающего момента Мв в зависимости от угла крена или диаграмма статической остойчивости. На диаграмме хорошо различимы моменты максимума остойчивости (Ж) и предельного угла крена, при котором судно, будучи предоставлено само себе, опрокидывается (3-угол заката диаграммы статической остойчивости).С помощью диаграммы капитан судна имеет возможность оценивать, например, способность яхты нести ту или иную парусность при ветре определенной силы. Для этого на диаграмму остойчивости наносят кривые изменения кренящего момента Мкр в зависимости от угла крена. Точка Б пересечения обеих кривых указывает на угол крена, который получит яхта при статическом, с плавным нарастанием действии ветра. На рисунке, яхта получит крен, соответствующий точке Д, - около 29°. Для судов, имеющих явно выраженные нисходящие ветви диаграммы остойчивости (швертботов, компромиссов и катамаранов), плавание может быть допущено только при углах крена, не превышающих точки максимума на диаграмме остойчивости.

Сравнение обводов различных судов. При сравнении обводов различных судов и выполнении расчетов их мореходных качеств часто пользуются безразмерными коэффициенты полноты, объемов и площадей. К ним относятся:

— коэффициент полноты водоизмещения или общей полноты — δ , связывающий линейные размеры корпуса с его погруженным объемом. Этот коэффициент определяется как отношение объемного водоизмещения V по КВЛ к объему параллелепипеда, имеющего стороны, равные L, B и T;

Чем меньше коэффициент , тем более острые обводы имеет судно и, с другой стороны, тем меньше полезный объем корпуса ниже ватерлинии;

— коэффициент полноты площади ватерлинии — α и — β мидель – шпангоута; первый представляет собой отношение площади ватерлинии S к прямоугольнику со сторонами L и B;

Главными размерениями судна являются длина, ширина, осадка и высота борта (рис. 2).

Рис. 2. Главные размерения судна: а - суда без постоянно выступающих частей; б - суда с постоянно выступающими частями; в - суда с транцевой кормой; г - главные размерения в поперечных сечениях корпуса; д - примеры определения теоретических линий и носового перпендикуляра

Длина судна L. Различают:

• длину по конструктивной ватерлинии L КВЛ - расстояние между точками пересечения носовой и кормовой частей конструктивной ватерлинии с диаметральной плоскостью судна. Аналогично определяется длина для любой расчетной ватерлинии L ВЛ ;
• длину между перпендикулярами L ПП. 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;
• длину наибольшую L НБ - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками теоретической поверхности корпуса судна (без учета наружной обшивки) в носовой и кормовой оконечностях;
• длину габаритную L ГБ - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей судна с учетом постоянно выступающих частей.

Ширина судна В. Различают:

• ширину по КВЛ В КВЛ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части судна на уровне КВЛ перпендикулярно к ДП без учета наружной обшивки. Аналогично определяют для любой расчетной ватерлинии ширину по ватерлинии В ВЛ;
• ширину на мидель-шпангоуте В - расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте на уровне КВЛ или расчетной ватерлинии без учета наружной обшивки корпуса;
• ширину наибольшую В НБ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса без учета наружной обшивки;
• ширину габаритную В ГБ - расстояние, измеренное в наиболее широкой части перпендикулярно к ДП между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей.

Осадка судна Т - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости расчетной ватерлинии (Т ВЛ) или до плоскости КВЛ (Г КВЛ).

Контроль за посадкой судна (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 и обозначают углубление в дециметрах (рис. 3).

Рис. 3. Марки углубления.

Высота борта судна Н - 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 учета обшивки) и верхней палубы (без учета толщины настила).

Высота надводного борта F - это разность между высотой борта и осадкой F = H - Т.

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

Рис. 4. К определению коэффициентов полноты: а - площади ватерлинии; б - площади мидель-шпангоута; в - водоизмещения.

Дополнительное представление о форме корпуса судна дают безразмерные величины, называемые коэффициентами полноты судна.

Коэффициент полноты ватерлинии α - отношение площади ватерлинии S к площади описанного вокруг нее прямоугольника со сторонами L и В (рис. 4):

Коэффициент полноты мидель-шпангоута β - это отношение погруженной части миделя к площади описанного вокруг нее прямоугольника со сторонами В и Т:

Коэффициент полноты водоизмещения δ - это отношение объемного водоизмещения V к объему параллелепипеда со сторонами L, В и Т:

Коэффициент продольной полноты φ V к объему призмы, имеющей основанием площадь мидель-шпангоута и высоту L:

Коэффициент вертикальной полноты χ - отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, имеющей основанием площадь конструктивной ватерлинии S и высоту Т:

Как и соотношения главных размерений, коэффициенты полноты влияют на мореходные качества судна. Уменьшение δ, α и φ способствует быстроходности судна, а увеличение α повышает его остойчивость.

Судно характеризуется объемными и массовыми показателями, к числу которых относятся: водоизмещение объемное V, м 3 , - объем подводной части судна, и водоизмещение D, т, - масса судна: D = ρV, где ρ - плотность воды, т/м 3 .

Каждой осадке судна соответствует определенное объемное водоизмещение и масса судна (водоизмещение). Водоизмещение полностью построенного судна, но без запасов, расходных материалов, грузов и людей называется водоизмещением порожнего судна. Водоизмещение судна, загруженного по грузовую марку, называется водоизмещением судна с полным грузом

Коэффициент полноты ассортимента

Полнота ассортимента - способность набора товаров однородной группы удовлетворять одинаковые потребности. Относительным показателем полноты ассортимента является коэффициент полноты, который рассчитывается по отдельно взятому признаку выбранного товара /14, с.57/.

В качестве основополагающего признака при расчете коэффициента полноты был выбран мощность электродвигателя.

При расчете коэффициента полноты ассортимента, исходя из мощности электродвигателя, нужно определить полноту действительную и полноту базовую. В результате проведенных исследований в трёх торговых точках выяснилось, что каждый продавец может представить потребителю электродрели со следующими мощностями электродвигателя (Вт): 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 850, 900, 1000, т. е. действительная полнота равна 10. Кроме того, у главных конкурентов исследуемой торговой точки было выявлено наличие электродрелей с мощностями электродвигателя в 800Вт и 950Вт. Исходя из вышеуказанных данных следует, что полнота базовая равна 12.

Для определения коэффициента полноты используется формула:

Кп = (Пд: Пб), (2)

где Кп - коэффициент полноты;

Пб - полнота базовая;

Пд - полнота действительная,

Произведем расчет показателя полноты брючных костюмов:

Кп = (10:12) = 0,83

В результате вычислений коэффициент полноты электродрелей составил 0,83. Данный коэффициент показывает, что ассортимент электродрелей с различной мощностью мотора в исследуемой торговой точке представлен достаточно полно, в сравнении с имеющимся количеством электродрелей с такими же мощностями электродвигателя у основных конкурентов. Так как данный показатель достаточно высок, значит и высока вероятность того, что потребительский спрос на электродрели удовлетворен.

Коэффициент новизны ассортимента

Новизна (обновление) ассортимента - способность набора товаров удовлетворять изменившиеся потребности за счет новых товаров /7, с.14/. Причинами, побуждающими обновлять ассортимент, являются:

Замена товаров, морально устаревших, не пользующихся спросом;

Разработка новых товаров улучшенного качества;

Создание конкурентных преимуществ организации;

Удовлетворение потребностей широкого круга потребителей.

Потребителями новых товаров являются «новаторы». Новые товары удовлетворяют не столько физиологические, сколько психологические и социальные потребности такой группы людей.

Новизна ассортимента характеризуется коэффициентом новизны, который определяется как отношение количества новых товаров в общем перечне представленных (Н) к действительной широте ассортимента (Шд).

Таким образом, коэффициент новизны рассчитывается по следующей формуле:

Кн = (Н: Шд) , (3)

где Кн - коэффициент новизны;

Н - количество новых моделей электродрелей, поступивших в продажу за определенный период времени;

Шд - действительная широта ассортимента.

Данный показатель обязательно рассчитывается за определенный период времени и показывает количество новинок, поступивших на продажу в отдел за выбранный период времени.

Путем опроса продавца исследуемого магазина «Амурснабсбыт» было установлено, что за последние 3 месяца появилось 10 новых моделей электродрелей.

Произведем расчет коэффициента новизны:

Кн=(10:43)=0,23

Коэффициент новизны для данной торговой точки составил 0,23. Этот факт говорит о постепенном обновлении ассортимента электродрелей. Магазин «Амурснабсбыт» уделяет большое внимание обновлению собственного ассортимента, предлагая новые модели в умеренном количестве, минимизируя риск понести убытки в связи с низким спросом на представленные новые модели электродрелей.

Различают конструктивные, расчетные, наибольшие и габаритные размерения корпуса судна. К конструктивным размерениям, под которыми понимают главные размерения, относятся:

Н - носовой перпендикуляр, К - кормовой перпендикуляр, L - длина судна, В - ширина судна, Н - высота борта, F - высота надводного борта, d - осадка.

- длина судна (L) - расстояние по КВЛ между крайними точками пересечения ее с ДП. –

ширина судна (В) - наибольшая ширина КВЛ.

- высота борта (Н) - расстояние, измеряемое в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до линии палубы у борта.

- осадка судна (d) - расстояние между плоскостями KBЛ и основной, измеряемое в сечении, где пересекаются плоскости мидель-шпангоута и диаметральная.

Размерения, соответствующие погружению судна по расчетную ватерлинию, называются расчетными . Наибольшие размерения соответствуют максимальным размерам корпуса без выступающих частей (штевней, наружной обшивки и т.д.). А габаритные размерения соответствуют максимальным размерам корпуса с учетом выступающих частей.

Форма корпуса определяется соотношениями главных размерений и коэффициентами полноты. Наиболее важными характеристиками являются отношения:

L/B - значительной степени определяющее ходкость судна: чем больше скорость судна, тем больше это отношение;

В/d - характеризующее остойчивость и ходкость судна;

Н/d - определяющее остойчивость и непотопляемость судна;

L/H - от которого в известной степени зависит прочность корпуса судна.

Для характеристики формы обводов корпуса различных судов служат так называемые коэффициенты полноты . Они не дают полное представления о форме корпуса, но позволяют численно оценить главные ее особенности. Основными безразмерными коэффициентами полноты формы подводного объема корпуса судна являются:

- коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты) δ - это отношение погруженного в воду объема корпуса, называемого объемным водоизмещением V , к объему параллелепипеда со сторонами L, B, d:

Коэффициент полноты площади мидель-шпангоутаβ - отношение площади мидель-шпангоута ω Ф к площади прямоугольника со сторонами В, d;

Коэффициент вертикальной полноты χ - отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, основанием которой служит площадь ватерлинии S , а высотой - осадка судна d:

χ = V/(S×d)=δ/α

Приведенные выше коэффициенты полноты обычно определяются для судна, сидящего по грузовую ватерлинию. Однако они могут быть отнесены также и к другим осадкам, причем входящие в них линейные размеры, площади и объемы берут в этом случае для действующей ватерлинии судна.

Судовая архитектура.

Судовой архитектурой называется общее расположение элементов корпуса, оборудования, устройств, планировка судовых помещений, которые должны быть выполнены наиболее рационально, с соблюдением требований безопасности.

Главными архитектурными элементами всякого судна являются: корпус судна с его палубами, платформами, прочными поперечными и продольными переборками, надстройками и рубками.

Палубой называется сплошное перекрытие на судне, идущее в горизонтальном направлении. Палуба, идущая не по всей длине или ширине судна, а только на ее части, называется платформой. Внутреннее пространство корпуса по высоте разделяется палубами и платформами на межпалубное пространство, которые называются твиндеками (минимальная высота 2.25м).

Верхней палубой (или расчетной) называется палуба, составляющая верхний пояс поперечного сечения прочной части корпуса судна. Название остальных палуб дается от верхней палубы, считая вниз, в зависимости от их местоположения (вторая, третья и т.д.). Палуба идущая над днищем на протяжении некоторой части длины судна и конструктивно связанное с ним, называется вторым дном. Палубы расположенные вверх от верхней палубы, носят названия в соответствии с назначением (прогулочная, шлюпочная и т.д.), палуба над рулевой рубкой называется верхний мостик.

По длине корпус судна разделяется прочными поперечными водонепроницаемыми переборками, образующими водонепроницаемые помещения, которые называются отсеками.

Помещения расположенные над вторым дном, и предназначенные для размещения в них сухих грузов, называются трюмами.

Отсеки в которых расположены главные силовые установки называются машинным отделением .

Всякая емкость, образованная конструкциями корпуса и предназначен-ная для размещения в ней жидких грузов, называется цистерной . Емкость для жидких грузов, размещенная вне второго дна, называется диптанком.

Танками называются отсеки на наливных судах, предназначенные для перевозки жидких грузов.

Некоторые отсеки имеют специальные наименования:

· Концевой – первый отсек от форштевня называется форпик , а первая поперечная водонепроницаемая переборка называется форпиковой или таранной.

· Концевой – последний отсек перед ахтерпиком, называется ахтерпиком , а переборка называется ахтерпиковой.

· Узкие отсеки, отделяющие цистерны от других помещений, называются коффердамами . Они должны быть пустыми, хорошо вентилируемые и удобны для осмотра образующих их переборок.

Для разделения корпуса судна по ширине в некоторых случаях ставят прочные водонепроницаемые продольные переборки.

Выгородками на судах называются всякие легкие водонепроницаемые переборки, разделяющие помещения.

Шахтами – называются отсеки, ограниченные вертикальными переборками, проходящие через несколько палуб, и не имеющих горизонтальных перекрытий.

Надстройкой называется закрытое сооружение на верхней палубе, простирающееся от одного борта до другого, и не доходящее до борта на расстояние, не превышающее 0.04 ширины судна. Пространство на верхней палубе от форштевня до носовой переборки носовой надстройки называется баком. Пространство на верхней палубе от кормовой переборки кормовой надстройки до ахтерштевня называется ютом. Пространство на верхней палубе между носовой и кормовой надстройками называется шкафутом .

Рубкой называется всякого рода закрытое помещение на верхней или выше лежащих палубах надстроек, продольные наружные переборки которого не доходят до бортов основного корпуса на расстояние более 0.04 ширины корпуса судна.

Мостиком называется узкая поперечная платформа, идущая поперек судна с одного борта до другого. Часть мостика, выступающая за наружные продольные переборки, расположенной под ним рубки, называется крылом мостика.

Фальшбортом называется сплошное ограждение открытой палубы, выполненное из листового материала. На верхней торцевой кромке фальшборт отделан горизонтальной полосой, называемой планширем . Обшивка фальшборта подкрепляется к корпусу косыми стойками, которые называются контрфорсами. По длине фальшборта делают отверстия для быстрого стока воды, попавшей на палубу, которые называются штормовыми портиками . Пространство у фальшборта идущее вдоль борта на верхней палубе по всему периметру, служащее для стока воды называется ватервейсным желобом (ватервейсом ). Отверстие с трубкой служащее для стока воды с ватервейсного желоба называется шпигатом.

Рангоутом называются круглые деревянные или стальные трубчатые части вооружения судов, расположенных на открытой палубе и предназначены для несение сигналов, конструкций приборов связи, служащих опорами для грузовых устройств. К рангоуту относятся мачты, стеньги, стрелы, реи, гафели и т.п.

Такелаж – наименование всех тросов, составляющих вооружение отдельных мачт. Такелаж служит для удержания и постоянного раскрепления рангоута в надлежащем положении называется стоячим такелажем. Весь остальной такелаж, который может передвигаться по блокам называется бегучим.

Общее представление о форме наружной поверхности корпуса дает сечение его тремя взаимно перпендикулярными плоскостями (рисунок 5.1).

Вертикальная плоскость, идущая вдоль судна по середине его ширины и разделяющая судно на две симметричные половины (левый и правый борт), называется диаметральной плоскостью (ДП). Поверхность воды в спокойном состоянии, которая пересекает наружную обшивку судна, несущего все полагающиеся по роду его службы грузы, образует плоскость грузовой ватерлинии (ГВЛ). Эта плоскость отделяет подводную часть судна от надводной части. Поперечная плоскость, рассекающая судно по середине его длины, называется плоскостью мидель - шпангоута.

Рисунок 5.1 Расположение основных плоскостей. 1-плоскость мидель-шпангоута; 2- диаметральная плоскость; 3 - плоскость грузовой ватерлинии

Ряд плоскостей, параллельных ДП, образуют на поверхности судна линии батоксов (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 Линии пересечения наружной поверхности судна плоскостями, параллельными основным плоскостям: 1 - батоксы; 2 - форштевень; 3 - ватерлиния; 4 - шпангоуты; 5 - ахтерштевень.

Пересечения наружной обшивки с горизонтальными плоскостями образуют промежуточные ватерлинии, а с вертикально-поперечными - шпангоуты. При совмещении всех перечисленных сечений на одном чертеже получится обычная для судостроителей форма представления поверхности судна - теоретический чертеж (рис.3).

Исчерпывающее представление о форме корпуса судна дает его теоретический чертеж (рисунок 5.3). Он состоит из трех проекций, на каждой из которых изображаются сечения корпуса плоскостями, параллельными рассмотренным выше, -- ДП, пл. МШ и ОП. На теоретическом чертеже представляется теоретическая поверхность корпуса без учета наружной обшивки и выступающих частей.

Рисунок 5.3 Теоретический чертеж судна

Основные габаритные размеры корпуса принято называть главными размерениями. Это L -- длина судна; В -- ширина; Н -- высота борта; Т -- осадка. Первые три неизменны и относятся к геометрическим характеристикам корпуса в целом, последняя -- осадка -- может изменяться в широких пределах и определяет погруженный (подводный объем) судна. Обычно, когда говорят о главных размерениях судна, то принимают осадку по расчетную, или конструктивную, ватерлинию, соответствующую проектной загрузке судна.

Длина тоже должна быть конкретизирована. Различают длину между перпендикулярами L, по КВЛ Lквл, максимальную Lmах. Первые две близки между собой, последняя является габаритной. При изучении мореходных качеств судна, строго говоря, следует оперировать с длиной по ватерлинии, однако часто вместо нее принимают однозначно определенную величину -- Lхх.

Наиболее крупные современные суда достигают весьма внушительных размеров: их длина может превышать 400 м, ширина 60, а осадка в грузу составлять около 30 м.

Обобщенные характеристики формы. Наряду с теоретическим чертежом представление о форме корпуса судна дают обобщенные безразмерные характеристики -- соотношения главных размерений и коэффициенты полноты. От этих характеристик во многом зависят как мореходные, так и другие качества судна.

Основные соотношения главных размерений следующие: . Отношение, или, как его иногда называют, относительная длина, в значительной степени определяет ходовые качества: чем оно больше, тем относительно быстроходнее судно. У современных водоизмещающих судов эта величина колеблется в диапазоне. Нижний предел характерен для некоторых буксирных судов, верхний присущ высокоскоростным военным кораблям. Естественно, имеют место и исключения, так, например, некоторые спортивные лодки для академической гребли имеют > 25.

Отношение в основном влияет на остойчивость и качку. Чем оно больше, тем лучше с точки зрения остойчивости, хотя качка при этом делается более порывистой. Для современных морских судов.

Отношение - влияет на управляемость: его увеличение повышает устойчивость на курсе и ухудшает поворотливость.

Отношение -определяет остойчивость на больших углах наклонения и непотопляемость судна. Рост благоприятно влияет на оба эти качества.

Отношение влияет на прочность корпуса, чем выше это отношение, тем сложнее обеспечить общую прочность судна.

Основных независимых коэффициентов полноты три. Это коэффициент полноты площади ватерлинии

где S- площадь КВЛ;

коэффициент полноты мидель-шпангоута

где - площадь сечения мидель-шпангоута ниже ВЛ

коэффициент общей полноты

где V -- объем подводной части корпуса или объемное водоизмещение.

Как следует из (5.1) - (5.3), все коэффициенты полноты - суть отношения площадей (объема) соответствующих элементов к площадям (объему) описанных прямоугольников (параллелепипедов). Все эти коэффициенты меньше единицы, их численные значения для морских судов лежат в пределах: . Меньшие величины характерны для более быстроходных судов; верхние границы отвечают тихоходным судам с очень полными обводами (образованиями).

В некоторых расчетах теории корабля удобнее пользоваться производными от основных, дополнительными коэффициентами продольной ф и вертикальной полноты, физическая интерпретация которых ясна.

Пример 5.1. Некоторые из рассматриваемых теоретических положений и выводов будем иллюстрировать примерами. Большую их часть отнесем к одному судну, которому дадим имя «Инженер». Выбор названия не случаен: во-первых, первоначальный смысл слова инженер -- изобретатель, созидатель, во-вторых, инженер -- это основная движущая сила научно-технического прогресса, плоды которого еще не столь весомы, как хотелось; в-третьих, цель настоящей книги -- внести посильную лепту в превращение студента в квалифицированного инженера.

Итак, задано многоцелевое сухогрузное судно «Инженер», боковой вид которого приведен на рисунок 5.4, а основные характеристики таковы:

L mах = 181 м; V = 28700 м 3 ;

L ++ = 173 м; D = 29400 т;

В = 28,2 м; G = 288000 кН;

Т = 9,5 м; S = 3700 м 2 ;

Н = 15,1 м; щ мш = 261м 2 .

Судно имеет носовой бульб, машинное отделение сдвинуто в корму (промежуточное положение машинного отделения МО). Система набора комбинированная -- верхняя палуба и двойное дно набраны по продольной системе, борта по поперечной

Найдем соотношения главных размерений и коэффициенты полноты судна:

Коэффициент общей полноты по (5.3)

Коэффициент полноты площади ВЛ по (5.1)

Коэффициент полноты мидель-шпангоута по (5.2)

Рисунок 5.4 Судно «Инженер»

Величины коэффициента общей полноты и отношение -- дают основание полагать, что «Инженер» имеет достаточно острые обводы и относится к среднескоростным транспортным судам.

Элементы теоретического чертежа. В расчеты по теории корабля закладываются различные характеристики формы корпуса. К основным элементам теоретического чертежа относят:

• -- объемное водоизмещение V;
• -- координаты центра величины х с, z c ;
• -- площадь ватерлинии S;
• -- абсцисса центра тяжести площади ВЛ х F ;
• -- центральные моменты инерции площади ВЛ I Х и Iу;
• -- коэффициенты полноты б,в,д.

Центром величины называют центр тяжести (центр масс) подводного объема корпуса (объемного водоизмещения).

Строевая по ватерлиниям -- это зависимость площади ватерлинии от осадки, в силу она характеризуем и распределение объема в функции от осадки. Большинство современных транспортных судов имеет плоское днище, в этом случае зависимость S(Т) не исходит из начала координат (рисунок 5.5). Очевидно, что площадь, ограниченная строевой по ВЛ и осью ординат, -- суть объемное водоизмещение при заданной осадке Т. Строевая по ВЛ широко используется при решении задач о приеме и расходовании малого груза.

Грузовой размер представляет собой зависимость водоизмещения от осадки. На этот график, кроме объемного водоизмещения V, определенного по теоретическому чертежу, наносят еще и водоизмещение с учетом обшивки и выступающих частей V i , а также и массовое водоизмещение D (рисунок 5.6). Грузовой размер, в частности, используется при решении задач приема и снятия большого груза.

Рисунок 5.5 Строевая по ватерлиниям

Рисунок 5.6 Грузовой размер

Масштаб Бонжана представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов от их погружения щ(z). Величины указанных площадей определяются: в виде

Строится масштаб Бонжана на трансформированном контуре сечения корпуса диаметральной плоскостью. Трансформация заключается в том, что для удобства использования, линейные масштабы вдоль осей ох и оу выбираются различными (рисунок 5.7). От вертикальных линий, следов соответствующих теоретических шпангоутов откладывают доведенные до высоты верхней палубы значения площадей шпангоутов щ(z).

С помощью масштаба Бонжана можно определить водоизмещение по любую, в том числе и наклонную (для судна, сидящего с дифферентом), ватерлинию. Масштаб Бонжана используется при расчетах непотопляемости, продольного спуска судна, а также для других целей. Строевая по шпангоутам характеризует распределение объемов по длине судна и представляет собой зависимость площади шпангоута от его расположения вдоль оси ох при заданной осадке (рисунок 5.8).

Рисунок 5.7 Масштаб Бонжана

Рисунок 5.8 Строевая по шпангоутам

Строевая по шпангоутам может быть построена с помощью масштаба Бонжана для любой ватерлинии. Очевидно, что площадь, заключенная между строевой и осью ох, суть объемное водоизмещение. Строевая по шпангоутам, в частности, используется при расчете моментов, изгибающих судно.