Коэффициенты полноты формы корпуса особенности формы корпуса судов

Обновлено: 28.03.2024

Из существующих эксплуатационных качеств к наиболее характерным для маломерного судна следует отнести водоизмещение, вместимость, грузоподъемность, пассажировместимость и скорость.

Водоизмещение

Различают два вида водоизмещения.

Массовое (весовое) водоизмещение - это масса находящегося на плаву судна, равная массе вытесненной судном воды. Единицей измерения служит тонна. Учитывая, что вес судна является величиной переменной, в практике используют два понятия:

  • водоизмещение в полном грузу D , равное суммарной массе корпуса, его механизмов, устройств, груза, судовых запасов, экипажа и пассажиров при наибольшей допустимой осадке;
  • водоизмещение порожнем Do , в этом случае не учитывается масса груза, экипажа и пассажиров, топлива и других запасов.

Объемное водоизмещение V - это объем подводной части судна в м.куб. Расчет производится через главные измерения:

где S - коэффициент полноты водоизмещения, равный для маломерных судов 0,35 - 0,6, причем меньшее значение коэффициента присуще для небольших судов с острыми обводами. Для водоиэмещающих катеров S = 0,4 - 0,55, глиссирующих S = 0,45 - 0,6, моторных лодок S = 0,35 - 0,5, для парусных судов этот коэффициент колеблется от 0,15 до 0,4.

Как известно по закону Архимеда любое плавающее тело вытесняет объем воды, масса которой равна массе этого тела. Применительно к судну, можно связать оба вида водоизмещения формулой:

где γ - плотность воды. Для пресной воды γ = 1,0 т/м3 для морской - 1,025 т/м3.

Вместимость

Под валовой вместимостью понимается полный объем всех помещений судна, кроме объемов рулевой рубки, камбуза и туалета. Вместимость измеряется в м.куб Чтобы получить валовую вместимость в регистровых тоннах необходимо полученную величину в м3 разделить на 2,83

Для приближенного расчета валового объема судна без надстроек можно использовать формулу:

V = S1LнбBнбН

где: S1 - коэффициент полноты валового объема; Lнб и Bнб - наибольшие длина и ширина, м.;Н - высота борта в середине судна, измеренная от внутренней поверхности обшивки у киля до уровня планширя, м.

Для водоизмещающих катеров S1 = 0,55 - 0,65 , глиссирующих S1 = 0,6 - 0.8 . мотолодок S1 = 0.45 - 0,55 , а для парусных судов 0.5 - 0,8 .

Грузоподъемность

Грузоподъемность - это масса перевозимых судном грузов. Различают дедвейт и чистую грузоподъемность.

Дедвейт - это разность между водоизмещениями в полном грузу и порожнем.

Чистая грузоподъемность - это масса только полезного груза, который может принять судно.

Для больших судов единицей изменения грузоподъемности служит тонна , для малых - кг . Грузоподъемность G можно рассчитать по формулам, а можно определить и опытным путем Для этого на судно при водоизмещении порожнем, но со снабжением и запасом горючего, последовательно помещают груз до достижения судном ватерлинии, соответствующей минимальной высоте надводного борта. Масса помещенного груза соответствует грузоподъемности судна.

Пассажировместимость

Под пассажировместимостью понимается количество людей, разрешенное к размещению на судне в данных условиях плавания.

Пассажировместимость зависит от грузоподъемности судна и наличия оборудованных мест для размещения людей. Для определения пассажировместимости величину грузоподьемности делят на среднюю массу человека и округляют до меньшего целого числа. Среднюю массу человека принимают равной 75 кг., а при наличии багажа- 100кг. На маломерном судне количество оборудованных сидячих мест должно соответствовать расчетному. Грузоподьемность и пассажировместимость для маломерных судов промышленного изготовления устанавливается заводом-изготовителем, а для судов самостоятельной постройки- по согласованию с ГИМС.

Скорость - это расстояние, проходимое судном за единицу времени. На мор­ских судах скорость измеряется в узлах (миля в час), а на судах внутреннего плавания - в километрах в час (км/ч). Судоводителю маломерного судна рекомендуется знать три скорости: наибольшую (макси­мальную), которую судно развивает при максимальной мощности двигателя; наименьшую (ми­нимальную), при которой судно слушается руля; среднюю - наиболее экономную при сравни­тельно больших переходах.

Скорость определяется на мерной линии (Рис. 1.3.1 )

Мерная линия состоит из трех створов, два из которых (АА1 и ББ1) - поперечные секущие, а один (ВВ1) - ведущий. При этом расстояние между секущими створами (S) должно быть измере­но как можно точнее, а сами эти створы были строго параллельны друг другу и перпендикулярны ведущему створу.

Рассмотрим пример определения скорости катера при максимальной мощности двигателя.

Судоводитель, начиная движение судна из точки "в" по ведущему створу ВВ1, развивает пре­дельное число оборотов до пересечения с секущим створом АА1. Когда катер на уровне судово­дителя пересечет створ АА1 в точке "а", включается секундомер. В точке "б" секундомер останав­ливается и его показания записываются.

По известному расстоянию S и времени его прохождения t рассчитывается скорость V.

Аналогичный маневр повторяется судоводителем и в обратном направлении. Это позволяет исключить влияние течения. Окончательная скорость катера при максимальной мощности полу­чается по среднему результату двух пробегов "туда" и "обратно". По этому же принципу определяются наименьшая и средняя скорости судна. Все три вида скоростей возможно определить как с одним водителем, так и с полной загрузкой судна.

При отсутствии стационарной мерной линии, судоводитель может ее оборудовать самостоя­тельно, используя в качестве створов фанерные щиты и вехи, тщательно измерив расстояние между секущими створами. Однако использовать для определения скоростей расстояния, сня­тые с карты между буями (вехами), являющимися судоходной обстановкой, не рекомендуется, т.к. они могут быть снесены течением, волной или проходящими судами.

Автономность и дальность плавания

Во время эксплуатации судна расходуются топливо, питьевая вода, продукты и другие судовые запасы. Способность судна находиться в течение определенного времени в плавании без пополнения запасов называется автономностью плавания. Автономность плавания измеряется, как правило, в сутках и зависит от типа судна и характера его эксплуатации. При этом для маломерных судов автономность плавания колеблется в значительных временных пределах, т.к. на моторной лодке или катере уже через несколько часов движения запасы топлива могут быть израсходованы и без их пополнения дальнейшее плавание невозможно. Под понятием дальность плавания для маломерного судна целесообразно считать расстояние, которое судно способно пройти, использовав полностью максимальный запас топлива.

Мореходные качества маломерного судна

Плавучесть – это способность судна держаться на плаву, имея заданную посадку (осадку, крен и дифферент) при определенной нагрузке.

Чтобы судно находилось в статическим равновесии на спокойной воде необходимо выполнение двух условий:

1. В соответствии с законом Архимеда массовая нагрузка судна (сила тяжести Р) должна быть равна массе вытесненной судном воды, т.е. величине, равной объемному водоизмещению, помноженному на плотность воды, в которой плавает судно (силе поддержания D): P = γV = D.

2. Центр тяжести судна (ЦТ) должен располагаться на одной вертикали с центром величины (ЦВ), т.е. точкой приложения равнодействующей всех сил поддержания, действующих со стороны воды на корпус судна, которая находится в центре объема погруженной части корпуса судна.

Если сила поддержания больше силы тяжести, судно всплывает, если меньше – судно погружается. Если эти силы равны, но ЦТ находится не на одной вертикали с ЦВ, то судно плавает в положении равновесия, но имеет постоянный соответственно крен или (и) дифферент.

Отсюда, для того, чтобы судно плавало по конструктивную ватерлинию без крена и дифферента его весовое полное водоизмещение должно быть равно полной нагрузке судна, центр тяжести и центр величины должны лежать на одной прямой, перпендикулярной к плоскости КВЛ и поверхности воды.

Поскольку подводная часть корпуса судна симметрична относительно ДП, то ЦВ всегда лежит в ДП, т.е. задача состоит в том, чтобы загрузка судна была симметрична ДП, тогда крена не будет.

Если из-за неточностей, допущенных при проектировании или постройке судна, ЦТ окажется смещенным в нос или корму от ЦВ, то оно получит наклон – начальный дифферент соответственно на нос или корму. Дифферент существенно влияет на ходовые качества маломерного судна и поведение его на волне. Дифферент на нос всегда нежелателен, а большой дифферент на нос даже опасен, так как судно становится неустойчивым на курсе, сильно зарывается носом во встречную волну. Кроме того, на судах некоторых типов при большом носовом дифференте из воды выходит более широкая кормовая часть корпуса, площадь ватерлинии и ее ширина уменьшаются, вследствие чего судно становится валким ( легко получает крен при незначительных кренящих силах).

Чрезмерный дифферент на корму на тихоходной лодке может стать причиной погружения в воду широкого транца и вследствие этого – повышенного сопротивления воды. Кроме того, создается опасность заливания лодки через транец попутной волной или при случайном перемещении в корму пассажира. Об этом нужно помнить и на глиссирующей мотолодке: чтобы избежать заливание мотора при его ремонте на плаву, лучше всего попросить пассажиров переместиться ближе к носу лодки.

В подавляющем большинстве случаев ЦТ и соответственно ЦВ судна располагаются немного в корму от мидель-шпангоута, поскольку носовая часть корпуса более острая, чем кормовая. На водоизмещающих лодках и катерах это смещение невелико – не превышает 10% L. Для более быстроходных, особенно для глиссирующих, желательна более кормовая центровка, при которой ЦТ располагается от транца на расстоянии (35-40)% L. На расчетном режиме движения эти катера поддерживаются гидродинамическими подъемными силами, результирующая которых приложена в кормовой трети днища. Смещение ЦТ к транцу позволяет получить на глиссирующем судне оптимальный угол атаки днища и смоченную длину.

Остойчивостью называется способность судна противостоять действию внешних сил, стремящихся наклонить его в поперечном или продольном направлении, и возвращаться в прямое положение равновесия после прекращения действия этих сил.

Различают поперечную остойчивость, связанную с наклонением судна около продольной оси (крен), и продольную – с наклонением судна около поперечной оси (дифферент). Продольная остойчивость в несколько раз больше поперечной, поэтому считают, что при хорошей поперечной остойчивости судно всегда остойчиво и при наклонениях в продольной плоскости.

Имея это в виду, рассмотрим условия и соотношения поперечной остойчивости.

При крене судна на угол θ равнодействующая сил тяжести Р, приложения к центру тяжести G, оказывается перпендикулярной к новой ватерлинии W1L1. Центр величины Со вследствие изменения формы подводной части судна, описав дугу, перемещается в сторону наклонения и занимает положение С1. Равнодействующая сил поддержания D, сохранив свое значение, оказывается приложенной в новом центре величины С1. Равнодействующая сил поддержания D, сохранив свое значение, оказывается приложенной в новом центре величины С1 и направленной перпендикулярно к новой ватерлинии. Таким образом, противоположно направленные и отстоящие друг от друга на некотором расстоянии ℓ силы Р и D образуют восстанавливающий момент М , который стремится вернуть судно в исходное положение. Расстояние ℓ называется плечом восстанавливающего момента или плечом остойчивости. На пересечении направления силы поддержания D с диаметральной плоскостью судна находится точка М, называемая метацентром. Расстояние от М до центра величины С1 (точнее до кривой СоС1, по которой перемещается центр величины при наклонении судна) называется метацентрическим радиусом r.

Расстояние между метацентром М и центром тяжести судна G обозначается h и называется начальной (поперечной) метацентрической высотой.

Начальная поперечная метацентрическая высота h при малых углах крена характеризует остойчивость судна. На практике ее принимают за меру остойчивости. Чем больше h, тем необходима большая кренящая сила, чтобы накренить судно на какой-либо определенный угол крена, тем остойчивее судно.

Обычная начальная поперечная (или малая) метацентрическая высота на современных катерах (с хорошей остойчивостью) имеет значение 0,5-0,8 м.

Если метацентр М возвышается над центром тяжести G, то h считается положительной, в этом случае судно имеет положительную начальную остойчивость и безопасно для плавания.

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;
  • 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);
  • 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.

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.

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.

Элементы судна, устройство корпуса судна, судовое оборудование.

Часть интернет-конспекта, сделанная автором в процессе самоподготовки к сдаче теоретического экзамена ГИМС. В процессе подготовки к экзамену конспект может дополняться и корректироваться.

Для тех, кто не готов брать эти риски на себя, рекомендую пройти подходящие качественные курсы по судовождению.

[7] ГОСТ 13641 Элементы металлического корпуса надводных кораблей и судов конструктивные. Термины и определения

Термины и определения

Элементы судна — регламентируемые Правилами структурные части судна:

корпус, надстройки, средства противопожарной защиты, двигатели, системы, теплообменные аппараты, сосуды под давлением, средства автоматизации, палубные механизмы, судовые устройства, грузоподъемные устройства, предметы снабжения, электрическое оборудование, радио- и навигационное оборудование, средства по предотвращению загрязнения.

Корпус – основная часть любого судна:

  • являющаяся носителем всего оборудования судна,
  • обеспечивающая все его эксплуатационные и мореходные качества,
  • размещение экипажа, пассажиров и грузов, обусловленных назначением судна.

Корпус состоит из набора, обшивки, переборок, настилов палуб и платформ судна.

Основной корпус судна (Base hull) - Корпус судна, ограниченный верхней палубой.

Нос судна — передняя по ходу часть судна.

Корма — задняя часть судна.

Борт — боковая сторона корпуса. Каждое судно имеет два борта — правый и левый. Для определения бортов нужно стать лицом К носу судна, при этом справа будет правый борт, слева — левый.

Набор корпуса судна (framing) - несущие элементы конструкции судна: каркас из продольных и\или поперечных балок и ребер, который придает корпусным конструкциям судна заданную форму и, вместе с обшивкой и настилами, обеспечивает им необходимую жесткость и прочность.

Обшивка корпуса судна - обшивка, формирующая обводы корпуса или внутренние вертикальные или близкие к вертикальным поверхности.

Настил (на судне) - конструкция, представляющая собой горизонтальные поверхности корпуса судна, состоящие из сплошного ряд досок (листов и т.п.), уложенных вплотную друг к другу и закрепленных на опорах.

Перекрытие корпуса судна – горизонтальная стенка (листы настила палуб, второго дна , наружной обшивки и т.п.), подкрепленная набором судна. Участок обшивки или настила корпуса судна, подкрепленный набором корпуса и ограниченный опорным контуром, на который опирается набор ( продольные и поперечные несущие элементы конструкции корпуса ).

Переборка – вертикальная стенка, разделяющая внутреннее пространство судна на отсеки или ограничивающая надстройки и рубки .

Палуба – горизонтальное перекрытие, расположенное по всей (или почти по всей) длине корпуса судна, состоящая из набора и настила палуб . Основной продольной связью корпуса, обеспечивающей его общую прочность, является палуба верхняя .

Палубы, лежащие ниже верхней, называются соответственно второй, третьей, четвертой и т.д.
Палубы надстройки ( рубки ) делят надстройку (рубку) на ярусы и нумеруются снизу вверх или называются по их назначению.
Палубы, которые идут не по всей длине судна – называются платформами .
Межпалубные пространства используют для размещения грузовых, жилых и служебных помещений.

Надстройки ( Superstructure ) - Конструкции, образованные продолжением бортовых перекрытий основного корпуса судна, палубой и поперечными переборками, находящаяся выше верхней палубы.

Днище судна - нижнее (днищевое) перекрытие корпуса судна, включающая наружную обшивку , подкрепляющие ее поперечные ( флоры ) и продольные ( стрингеры, вертикальный киль ) днищевые балки. Днище совместно с настилом второго дна (при наличии) обеспечивает общую прочность судна.

Фальшборт - ограждение выше верхней палубы судна, выполненное как продолжение борта. Ограждает палубу, уменьшает поступление на нее забортной воды. Может устанавливаться на надстройках. Для удаления попавшей на палубу воды в фальшборте, прикрепленному к борту, делают вырезы – штормовые портики .

Планширь судна ( Gunwaie) - Деталь из листового или профильного материала, окаймляющая верхнюю кромку фальшборта или другого ограждения судна.

Отсек - пространство в основном корпусе судна, ограниченное:
- по длине: сплошными поперечными переборками;
- по ширине: бортами или сплошными продольными переборками.

Водонепроницаемый отсек - часть объема корпуса судна, ограниченная водонепроницаемыми переборками, способными выдерживать давление воды при затоплении смежных помещений.

Форпик – передний отсек.

Ахтерпик – кормовой отсек.

Кокпит – открытое сверху помещение для пассажиров и команды на небольшом судне. Иногда выполняется в виде водонепроницаемого ящика углубления в палубе и снабжается трубами для удаления за борт попавшей в кокпит воды (самоотливной кокпит).

Судовые помещения - помещения, которые размещаются в основном корпусе, настройках и рубках судна.

Каюта — помещение на судне или корабле, оборудованное для проживания людей, а также различных служебных целей: буфет, кают-компания.

Устройство корпуса маломерного судна

Корпус состоит из набора , наружной обшивки и палубного настила , которые придают судну соответствующую форму и обеспечивают его прочность и водонепроницаемость.

Набор (или каркас) - в зависимости от направления основных несущих элементов различают три системы набора: продольную , поперечную , смешанную .

К продольным связям , обеспечивающим продольную прочность корпуса, относятся : киль, стрингеры, карлингсы, обшивка, фор- и ахтер- штевень.

Киль - элемент набора днищевого перекрытия, основная продольная связь корпуса судна, устанавливается в диаметральной плоскости вдоль всей длины судна.

Форштевень - носовая часть киля, прочная балка, служащая для соединения вместе продольных связей и обшивки обоих бортов.

Транц - поперечная перегородка (обычно является окончанием кормовой части киля), куда, на моторной лодке, как правило, крепится лодочный мотор.

Стрингеры - дополнительные балки (связи), установленные вдоль корпуса параллельно килю, для придания корпусу необходимой прочности и жесткости. В зависимости от расположения бывают днищевыми, скуловыми и бортовыми.

Продольные ребра жесткости - продольные балки, о беспечивающие жесткость наружной обшивки и настила палубы при продольном изгибе. По месту расположения бывают подпалубными, бортовыми или днищевыми.

К поперечным связям , обеспечивающим поперечную прочность корпуса, относятся : шпангоуты, бимсы, поперечные переборки.

Флор – поперечная связь днищевого перекрытия в виде листов и подкрепляющего набора или поперечных балок, идущих изнутри по наружной обшивке судна и снизу настила двойного дна , соединенных короткими листами – бракетами . Различают флоры: (1) непроницаемый, разделяет двойное дно на непроницаемые отсеки, и (2) бракетный, вместо сплошных листов установлены верхние нижние балки и соединяющие их бракеты.

Шпангоут - Ребро жесткости бортовой обшивки, располагающееся в поперечной плоскости корпуса между днищем и палубой. Расстояние между соседними шпангоутами называется шпация.

Внутри корпуса на днище поверх шпангоутов укладывают плотные съемные щиты, называемые сланями или решетчатые щиты, называемые рыбинами .

Бракета – пластина, служащая для подкрепления балок судового набора или соединения их между собой. Бракеты изготавливают из материала корпуса. Бракеты применяют в конструкция флора , для подкрепления вертикального киля , в скуловых соединениях и пр.

Бракету малого размера называют кницей .

Кницы – детали из листового материала треугольной формы для соединения между собой балок (бимсов и шпангоутов).

Вертикальные связи (стойки) - называются Пиллерсы .

Безразмерные коэффициенты полноты судна

Используются при классификации судов для учета отличий в форме поверхности и площади сечения корпуса (в оконечностях заострения с меняющейся по длине, ширине и высоте кривизной).

Форма корпуса влияет на характеристики судна (плавучесть, остойчивость, ходкость, водоизмещение и непотопляемость). Зная коэффициенты полноты можно сопоставить их со средними известными характеристиками судов.

коэффициент полноты ватерлинии - отношение площади ватерлинии к площади прямоугольника со сторонами L и B

коэффициент полноты мидель-шпангоута - отношение погруженной площади мидель-шпангоута ω к площади прямоугольника со сторонами B и d

коэффициент общей полноты - отношение объема подводной части V к объему параллелепипеда со сторонами L, B и d

коэффициент продольной полноты - отношение объема подводной части судна V к объему цилиндра, имеющего в основании погруженную площадь мидель-шпангоута ω и длину L

коэффициент вертикальной полноты - отношение объема подводной части судна к объему цилиндра, имеющего в основании площадь ватерлинии S и высоту d

Судовое оборудование

Перечень оборудования укомплектованного судна :

  • Конструкции выступающих частей - включают балластный киль и/или шверт (шверты) и руль (рули).
  • Балласт - включает съемный балласт (как твердый, так и жидкий), поставляемый с судном и/или предназначенный для применения при плавании судна (лодки).
  • Внутренние конструкции и помещения - Переборки и отсеки, изоляция, обшивка, встроенная мебель, материал блоков плавучести, иллюминаторы, люки и двери, обивочный материал.
  • Двигатели и топливные системы - Стационарные двигатели и топливные системы, в том числе все сопутствующее оборудование и элементы управления, требуемые для их функционирования, и топливные системы (включая топливные цистерны).
  • Подвесные моторы, включая топливную систему, систему управления двигателем и рулевую систему.
  • Оборудование внутренних помещений:

- все наименования стационарного оборудования на судне, например цистерны, санитарные системы, системы водоснабжения, осушительную систему, камбузное оборудование, системы обогрева, системы вентиляции и кондиционирования;

- все штатные или специальные палубные устройства, например привальные брусы, специальные площадки, бушприты и их оснастку, платформы для ныряния, посадочные трапы, рулевое оборудование, лебедки, защиту от брызг, навесы, столы, палубные настилы, сигнальные мачты;


Коэффициент полноты конструктивной ватерлинии α - отношение площади КВЛ к площади прямоугольника, стороны которого равны L и В. Чем меньше этот коэффициент, тем острее ватерлиния. Обычно корабли с большим L/В (длинные узкие корабли) имеют большие коэффициенты полноты КВЛ, чем короткие широкие корабли.

Коэффициент полноты мидель-шпангоута β - отношение погруженной площади мидель-шпангоута к площади прямоугольника со сторонами В и Т. На него существенное влияние оказывает форма шпангоутов, а также подъем и радиус скулы. Чем больше подъем и радиус скулы (например, у малых рыболовных судов, буксиров и ледоколов), тем меньше коэффициент полноты мидель-шпангоута.

Коэффициент общей полноты δ - отношение объема подводной части корабля к объему тела со сторонами L х В х Т. Этот коэффициент до некоторой степени характеризует форму корабля в отношении остроты и оказывает существенное влияние на водоизмещение; с другой стороны, с ростом δ увеличивается сопротивление корабля. Напротив, корабль при заданном водоизмещении с уменьшением коэффициента полноты становится длиннее, не становясь при этом тяжелее, так как потребная мощность двигателя при заданной скорости уменьшается, вследствие чего потребность в топливе становится меньше. Такой корабль будет более рентабельным еще и потому, что он длиннее и, следовательно, может иметь больше трюмов.

Коэффициент продольной полноты φ - отношение водоизмещения к объему тела, основанием которого служит площадь мидель-шпангоута, а высотой - длина корабля. Этот коэффициент всегда немного больше, чем коэффициент общей полноты, и лучше характеризует остроту оконечностей корабля. Большой коэффициент полноты мидель-шпангоута означает полные оконечности корабля, небольшой - напротив, узкие. Однако при сравнении двух кораблей всегда нужно учитывать отношение L/В. При больших L/В (длинные узкие корабли) коэффициенты полноты мидель-шпангоута или общей полноты могут быть больше, чем при малом L/В (короткие широкие корабли); при этом обводы не становятся полнее.

Коэффициенты полноты определяются следующими соотношениями:



где
V — водоизмещение;
SW — площадь горизонтальной проекции корпуса по ватерлинии;
SM — площадь подводной части мидель-шпангоута;
L — длина корабля по ватерлинии;
B — ширина корабля по ватерлинии;
T — средняя осадка корабля .

Коэффициенты полноты всегда находятся в диапазоне 0…1. Каждый класс кораблей имеет характерные значения коэффициентов полноты.

Различают две группы главных размерений корпуса судна (рис.11) в зависимости от того, связаны они или не связаны с положением ватерлинии:

1) размеры, не связанные с положением судна относительно поверхности воды (чисто конструктивные размеры);


2) размеры, связанные с этим положением и характеризующие деление корпуса судна на надводную и подводную части.
Рис.11. Главные размерения судна

К первой группе размерений относится:

— наибольшая длина судна

(Lнб) — представляет собой расстояние по длине между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса;

— наибольшая ширина судна

(Внб) — расстояние по ширине между крайними точками корпуса;

— высота борта

(D) — расстояние, измеренное в мидельном сечении от основной плоскости до линии палубы у борта.

С поправками на выступающие части величины Lнб и Внб являются габаритными размерами судна (Lгб, Вгб ).

Во вторую группу главных размерений судна входят:

длина судна по КВЛ

(Lквл) — расстояние между точками пересечения КВЛ с диаметральной плоскостью судна;

длина судна

(L) — расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами;

осадка судна

(d) — вертикальное расстояние в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до действующей (расчетной) ватерлинии. В условиях эксплуатации судна часто используют
габаритную осадку
, отсчитываемую от нижней кромки киля. Габаритные осадки определяют по
маркам углубления
, нанесенным на бортах (рис.13);

высота надводного борта

(F) — расстояние по высоте от действующей ватерлинии до линии палубы у борта;

— ширина судна по КВЛ

(Вквл) — наибольшая ширина конструктивной ватерлинии судна.

Для приближенной и сравнительной оценки мореходных качеств судов используются соотношения главных размерений и коэффициенты полноты. Чаще других используются соотношения:

L/B (относительное удлинение) — определяет ходкость судна;

B/d — характеризует остойчивость и ходкость судна;

D/d — определяет плавучесть и остойчивость судна на больших углах наклонения.

Основными безразмерными коэффициентами полноты корпуса судна являются:

α = S /LB — коэффициент полноты ватерлинии

— отношение площади ватерлинии к площади прямоугольника со сторонами L и B (рис.12, а);

b = ω /Bd — коэффициент полноты мидель-шпангоута

— отношение погруженной площади мидель-шпангоута ω к площади прямоугольника со сторонами B и d (рис.12, б);

d = V /LBd — коэффициент общей полноты

— отношение объема подводной части V к объему параллелепипеда со сторонами L, B и d (рис.12, в);

φ = V /ωL = dLBd /bBdL = d/b — коэффициент продольной полноты

— отношение объема подводной части судна V к объему цилиндра, имеющего в основании погруженную площадь мидель-шпангоута ω и длину L (рис.12, г);

χ = V /Sd = dLBd /αLBd = d/α — коэффициент вертикальной полноты

— отношение объема подводной части судна к объему ци-

линдра, имеющего в основании площадь ватерлинии S и высоту d (рис.12, д).


Рис.12. Коэффициенты теоретического чертежа

Быстроходные суда имеют небольшие значенияα, d и φ, характеризующие более заостренную и удобообтекаемую форму. С увеличением d ухудшается начальная остойчивость, а с увеличением α она, наоборот, увеличивается.

Для различных типов судов характерны определенные соотношения главных размерений и коэффициенты полноты корпуса (табл. 1.)

Тип суднаСоотношения главных размеренийКоэффициенты полноты
L/BB/dD/dαbd
Морские пассажирские суда: Сухогрузные суда общего назна-чения: Контейнеровозы: Танкера: Ледоколы: Промысловые суда: Буксиры:6,5–7,5 6,5–8,0 6,0–7,0 6,0–7,5 3,5–4,5 5,0–6,0 3,0–4,02,6–3,3 2,3–2,6 2,6–3,0 2,5–3,5 2,2–3,2 2,0–2,4 2,4–3,01,35–1,45 1,30–1,50 1,60–2,0 1,30–1,40 1,40–1,70 1,20–1,30 1,20–1,400,70–0,80 0,80–0,85 0,82–0,86 0,80–0,88 0,75–0,77 0,75–0,80 0,70–0,800,85–0,96 0,95–0,98 0,95–0,98 0,97–0,99 0,80–0,85 0,77–0,85 0,80–0,900,5–0,6 0,6–0,7 0,6–0,7 0,75–0,78 0,45–0,55 0,5–0,6 0,45–0,55

Посадка судна

называется положение судна относительно спокойной поверхности воды. Положение действующей ватерлинии относительно корпуса, а значит, и посадку судна в общем случае определяют три параметрами:

— d — средняя осадка

(осадка на миделе);

— Df — дифферент

(разность осадок носом и кормой);

— Θ — угол крена

— наклонение судна в плоскости мидель-шпангоута.

Наклонение судна в диаметральной плоскости можно выразить также и через угол дифферента

Угол дифферента связан с дифферентом Df

При малом значении угла Ψ можно считать, что tg Ψ0 Ψ Ψ0/57,3, тогда Ψ0 = 57,3

При принятой системе координат положительным считается дифферент на нос(Ψ >0), а угол крена — на правый борт (Θ >0).

Возможны следующие случаи посадки:

А. Судно плавает прямо и на ровный киль (Θ = 0, Ψ = 0). В этом случае посадка характеризуется только одним параметром — средней осадкой d.

Б. Судно плавает прямо, но с дифферентом (Θ = 0, Ψ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами в одном из следующих сочетаний:

— средней осадкой d и углом дифферента Ψ;

— средней осадкой d и дифферентом Df;

— осадками носом dн и кормой dк, измеряемые соответственно на носовом и комовом перпендикулярах.

Названные выше параметры связаны между собой следующими зависимостями:

В. Судно плавает на ровный киль, но с креном (Ψ = 0, Θ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами — средней осадкой d и углом крена Θ.

Г. Общий случай посадки (судно плавает с креном и дифферентом). Посадка характеризуется тремя параметрами в одном из следующих сочетаний:

d, Ψ и Θ; dн, dк и Θ; d, Df и Θ.

Для контроля за осадкой судна при изменении его нагрузки, а также для определения его дифферента используют марки углубления

Марки углубления наносят на обоих бортах судна в носу и

корме, а также в районе мидель-шпангоута. Высота цифр, измеренная по нормали к ОП, равна 1 дм (100 мм), расстояние между ними также 1 дм (100 мм), или соответственно 50 мм и 50 мм; при нанесении марок углублений в футах высота цифр и интервал между ними принимаются равными 0,5 футам (6 дюймам). Метрические марки наносятся арабскими цифрами, футовые — римскими (рис.13). По маркам углубления замеряют габаритную осадку т.к. нижняя кромка каждой цифры показывает расстояние по вертикали до нижней кромки горизонтального киля. Кроме того, марки углубления не обязательно располагаются на носовом и кормовом перпендикулярах судна.


Рис.13. Марки углублений

При отсутствии указанной шкалы осадки на перпендикулярах определяются по формулам:

dн = dнм dнм + (L /2 – l) Ψ; dк = dкмdкм – (L /2 – l) Ψ,

где dнм и dкм — отстояние от основной плоскости нижней кромки киля в плоскостях носовых и кормовых марок углубления (знак плюс, когда кромка проходит ниже основной плоскости, минус — выше ос-

новной плоскости), l1 и l2 — отстояние носовых и кормовых марок углубления от плоскости мидель-шпангоута.

На некоторых судах для определения осадок устанавливаются осадкомеры, показания от которых автоматически передаются на мостик.

Угол крена на судах замеряется кренометром. Для замера угла дифферента некоторые суда могут иметь специальные приборы — дифферентометры.

Рис.14. Шкала, связывающая осадки на

перпендикулярах с осадками на

марках углубления т/х «А. Сафонцев»



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.

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.

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

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: