2913

Коэффициент полноты водоизмещения δ, равный отношению объема V подводной части судна к V’ параллелепипеда, построенного на главных размерах – длине L, ширине B, осадке Т, подсчитывается по формуле

Коэффициент продольной полноты ϕ , равный отношению объемного водоизмещения V к объему цилиндра с основанием, равным погруженной площади мидель-шпангоута ωO, и высотой, равной длине судна L, определяется по формуле

Коэффициент вертикальной полноты ψ , равный отношению объемного водоизмещения V к объему цилиндра с основанием, равным площади КВЛ S и высотой, равной осадке Т, вычисляется по формуле:

По этим коэффициентам судят о мореходных к эксплуатационных качествах судов (остойчивость, грузовместимость, грузоподъемность, сопротивление воды движущегося судна) изложенных [1,2].

5 Определение координат центра тяжести площади конструктивной

ватерлинии

Для расчетов остойчивости необходимо знать положение координаты (абсциссу и ординату) центра тяжести площади КВЛ.

Ввиду симметричности площади КВЛ относительно оси Х ордината центра тяжести Уf = 0.

Абсциссу центра тяжести площади КВЛ и абсциссы Xf определяют как частное от деления статического момента Му этой площади относительно оси Y на площадь КВЛ, по формуле

Вычисление статического момента площади КВЛ и абсциссы Xf центра тяжести ее выполняют по данным теоретического чертежа (проекция «корпус», ординаты Уi для КВЛ) или при вычислении объемного водоизмещения в расчетной табл.1 (значения ординат Уi для КВЛ, для примера табл.1 это от У40 до У420).

Расчеты удобно свести в форму табл.3.

6 Определение координат центра величины

Центром величины называется центр тяжести объема водоизмещения судна. Таким образом, вычисление координат центра величины сводится к определению положения центра тяжести подводного объема корпуса судна относительно его координатных осей.

Ввиду симметрии корпуса судна относительно ДП ордината центра величины: Уc =0.

Абсцисса центра величины Xc определяется как отношение статического момента подводного объема корпуса Мyz относительно плоскости YOZ к объемному водоизмещению V, вычисляется по формуле:

Аппликата центра величины Zc определяется как отношение статического момента подводного объема корпуса Мух относительно плоскости УОХ к объемному водоизмещению V , подсчитывается по формуле

При наличии строевых по шпангоутам и ватерлиниям Xс и Zc определяют по положению центров тяжести площадей этих строевых. Все расчеты сводят в формы табл.4 и табл.5.

При определении абсциссы центра величины площади ωi шпангоутов переносят из табл.1. В последней колонке табл.3 суммируют произведения разности площадей шпангоутов, равноотстоящих от плоскости O , на множители их плеч до плоскости O . Эти произведения, а следовательно, и абсцисса центра величины Xc могут быть как положительными, так и отрицательными. При положительных значениях Xc центр величины расположен от миделя в сторону носа, а при отрицательных - в сторону кормы.

При определении аппликаты центра величины площади ватерлиний также переносят из табл.1. В табл.4 и табл.5 l - шпация (ΔL), а h - расстояние между ватерлиниями (ΔT), взятое из теоретического чертежа.

7 Кривая водоизмещения - грузовой размер

В процессе эксплуатации судов и плавучих лесосплавных механизмов изменяется их загрузка (прием и расходование грузов), а также при ремонте и модернизации судов часто приходится иметь дело с изменением их водоизмещения, а следовательно, и осадки. Зависимость изменения водоизмещения от осадки показывает кривая водоизмещения на рис.6.

Для построения кривой водоизмещения используют строевую по ватерлиниям. Согласно свойству строевой по ватерлиниям площадь, ограниченная строевой, осями координат и рассматриваемой ватерлинией, выражает объемное водоизмещение при погружении корпуса по данную ватерлинию.

ям. Следовательно, кривая водоизмещения есть интегральная кривая по отношению к строевой по ватерлиниям. Ординаты кривой водоизмещения вычисляются как частные значения интеграла с переменным верхним пределом. Основная кривая (строевая по ватерлиниям) задается графически, поэтому численные значения ординат интегральной кривой, представляющие собой в масштабе часть площади строевой по ватерлиниям, могут быть определены по правилу трапеций [1, 2], а именно:

- водоизмещение по 1-ю ватерлинию составит

где ΔТ - расстояние между соседними ватерлиниями, м; S0, S1, S2, S3, S4 - площади ватерлиний, м2.

Площади Si соответствующих ватерлиний берутся из табл.1, а Т - по теоретическому чертежу.

По расчетным данным строится кривая водоизмещения на миллиметровой бумаге 11 форма (21 х 30 см), с необходимым оформлением и пояснениями соблюдая требования ЕСКД, и подшивается в пояснительную записку к курсовой работе.

Для построения кривой выбираются удобные вертикальный и горизонтальный масштабы.

Грузоподъемностью, или дедвейтом судна называется масса грузов, которую может принять судно, будучи в порожнем состоянии, до погружения на допустимую осадку.

Рис.6. Кривая водоизмещения

В курсовой работе, используя кривую водоизмещения, требуется определить грузоподъемность судна при

T0=0.3T, (19) где Т - осадка судна по КВЛ, м, берется с теоретического чертежа.

8 Вычисление элементов начальной остойчивости судна

Остойчивостью называется способность судна, выведенного из положения равновесия внешними силами и предоставленного самому себе, вновь воз-

вращаться в первоначальное положение равновесия после того, как действие внешних сил прекратилось.

Наклонение судна в поперечной плоскости называется креном, в про-

дольной плоскости - дифферентом.

Главнейшим положением метода начальной остойчивости является тео-

рема Эйлера о равнообъемных наклонениях.

При равнообъемном наклонении судна изменяется лишь форма подводного объема, само объемное водоизмещение остается неизменным, а центр тяжести подводного объема, перемещается по некоторой траектории из точки С в

точку С1 (рис.7).

На рис.7а точка М - главный поперечный метацентр, а отрезок МС, обозначаемый буквой ρ, называется главным поперечным метацентрическим ра-

диусом.

При продольных равнообъемных наклонениях рис.7б точка М’ - главный продольный метацентр, а отрезок МС, обозначаемый ρ , называется главным

продольным метацентрическим радиусом.

Подробно остойчивости изложено в литературе [1. 2].

Поперечный метацентрический радиус Р равняется моменту инерции Ix площади действующей ватерлинии относительно ее центральной продольной оси, де-

При дифференте равнообъемное наклонение происходит вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести действующей ватерлинии. Продольный метацентрический радиус вычисляется по формуле