Главные размерения судна
Главными размерениями судна называют его линейные размеры: длину, ширину, высоту борта и осадку, которые необходимо знать при постройке, эксплуатации и ремонте судна. Главные размерения принято подразделять на конструктивные— расчетные, наибольшие и габаритные в зависимости от цели, с какой они определяются. Рассмотрим эти размерения более подробно (рис. 1).
LKBЛ — длина по конструктивной ватерлинии — расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии между точками пересечения ее носовой и кормовой частей с диаметральной плоскостью;
LПП — длина между перпендикулярами — расстояние, измеренное в плоскости КВЛ между носовым и кормовым перпендикулярами.
Носовой перпендикуляр (НП) — линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носовую точку конструктивной ватерлинии.
Кормовой перпендикуляр (КП) — линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через точку пересечения оси поворота руля с плоскостью КВЛ. В случае отсутствия руля кормовой перпендикуляр определяется как линия пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей на расстоянии 97% длины по КВЛ от носового перпендикуляра.
В качестве кормового перпендикуляра для судов, имеющих погруженную транцевую корму, допускается принимать вертикаль, проходящую через нижнюю точку боковой проекции среза транца (рис. 1, б).
LНБ — длина наибольшая — расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечности корпуса (включая концевые надстройки) без выступающих частей;
LГБ — длина габаритная — расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечности корпуса с учетом постоянно выступающих частей (рис. 1, в);
В — ширина — расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте между теоретическими поверхностями бортов перпендикулярно ДП, на уровне конструктивной ватерлинии;
ВНБ — ширина наибольшая — расстояние, измеренное перпендикулярно ДП между крайними точками корпуса без учета выступающих частей (привальных брусьев, обносов и т. п.):
Рис 1. Главные размерения судов: а — без выступающих частей;
б — транцевой кормой; в — с постоянно выступающими частями.
ВГБ — ширина габаритная — расстояние, измеренное перпендикулярно ДП между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей;
Н — высота борта — вертикальное расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы;
Т — осадка — вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости конструктивной или расчетной ватерлинии.
Соотношения главных размерений и коэффициенты,
характеризующие форму судового корпуса
Кроме приведенных ранее общих сведений о форме обводов диаметральной плоскости, конструктивной ватерлинии и мидель-шпангоута, для более полной характеристики формы судовых корпусов и представления о зависящих от нее мореходных и эксплуатационных качествах судов необходимо знать следующие числовые соотношения главных размерений судна:
1) отношение L/B, влияющее на ходкость судна;
2) отношение В/Г, влияющее на остойчивость судна, его ходкость и качку. Увеличение относительной ширины улучшает остойчивость судна, но качка при этом становится более резкой и сопротивление воды движению судна возрастает;
3) отношение Н/Т, влияющее на непотопляемость судна. Увеличение относительной высоты борта улучшает непотопляемость судна;
4) отношение L/Т, влияющее на поворотливость судна. Увеличение относительной длины судна ухудшает его поворотливость;
5) отношение L/Н, связанное с характеристикой общей продольной прочности судна (по Правилам Регистра СССР L/H должно быть в пределах от 9 до 14).
Наконец, судить о форме подводной части корпуса судна позволяют безразмерные коэффициенты полноты, полученные путем сравнения основных площадей и объемов корпуса с соответствующими площадями и объемами простейших геометрических фигур и тел, построенных на его главных размерениях.
Такими основными коэффициентами полноты подводной части корпуса судна являются:
а) коэффициент полноты конструктивной (грузовой) ватерлинии а — отношение площади ватерлинии 5 к площади описанного прямоугольника, построенного по расчетной длине L и ширине корпуса В (рис. 2, а)
б) коэффициент полноты мидель-шпангоута в —отношение площади погруженной части мидель-шпангоута w к площади описанного прямоугольника, построенного по расчетной ширине В и осадке корпуса Т (рис. 2, б)
Рис. 2. Коэффициенты полноты подводной части корпуса судна: а — ватерлинии;
б — мидель-шпангоута; в — водоизмещения.
в) коэффициент полноты водоизмещения В — отношение объема подводной части корпуса V к объему описанного параллелепипеда, построенного на расчетной длине L, ширине В и осадке корпуса Т (рис. 2, в)
Кроме трех приведенных основных и независимых коэффициентов а В и б, применяют два коэффициента ф и y), являющихся производными от первых и связанных с ними следующими соотношениями:
г) коэффициент продольной полноты ф — отношение объема подводной части судна V к объему призмы с основанием, равным площади погруженной части мидель-шпагноута w, и высотой, равной длине корпуса L,
Подставляя вместо о и V их значения, после упрощения получим зависимость этого коэффициента общей полноты и полноты мидель-шпангоута
Коэффициент ф выражает распределение по длине корпуса объема его погруженной части, оказывающего влияние на сопротивление воды движению судна;
д) коэффициент вертикальной полноты y — отношение объема подводной части корпуса V к объему призмы, основание которой равно площади конструктивной (грузовой) ватерлинии судна S, а высота— осадке корпуса Т
подставляя вместо S и V их значение и произведя упрощение, получим зависимость y от 8 и а
Значение всех этих отношений и коэффициентов позволяет установить закономерность влияния формы корпуса на качество судна и использовать их при проектировании новых судов.
Для каждого основного типа судна, на основании долголетней практики судостроения, выработались оптимальные величины этих показателей.
Весовые и объемные измерители судна
Каждое судно как физическое тело обладает определенным весом и объемом. Плавая на воде, оно занимает положение, определяемое осадкой, находящейся в прямой связи с его весом и объемом подводной части. Эти зависимости выражаются числовыми характеристиками, которые разделяются по признаку размерности на линейные (уже знакомые нам), на весовые и объемные измерители судна.
Весовое водоизмещение является главным весовым измерителем судна и слагается по статьям нагрузки из постоянного вес а (вес корпуса, механизмов, электрооборудования, устройств и т. п.) и переменного вес а (топливо, запасы, экипаж, перевозимые грузы, пассажиры и пр.). Вес этих грузов точно учитывается при проектировании судна в специальном документе, который носит название весовой нагрузки судна и в соответствии с которым производятся все расчеты, связанные с определением качеств судна.
В зависимости от количества принимаемого переменного груза весовое водоизмещение может широко изменяться, вследствие чего возникает необходимость в установлении видов водоизмещения судна при различных состояниях его нагрузки. Для гражданских судов установлены следующие главные виды водоизмещения:
1) водоизмещение порожнем, равное постоянному весу судна, с водой в котлах, механизмах и трубопроводах, с инвентарем, постоянными запасными частями и снабжением, но без груза, пассажиров, команды и без топлива;
2) водоизмещение в полном грузу, равное водоизмещению порожнем плюс перевозимый груз, команда, топливо и все запасы при наибольшей допустимой осадке.
