Краткие сведения из теории корабля

Корабль строится по рабочим чертежам, которые делаются на основе технического проекта. Основой же для составления технического проекта является теоретический чертеж (рис. 1) — плод кропотливой и длительной работы многих инженеров над техническим заданием на постройку корабля. Теоретический чертеж представляет собой изображение наружных очертаний корпуса корабля в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: диаметральной, мидель-шпангоута и грузовой ватерлинии.

Диаметральная плоскость (ДП) — это вертикальная плоскость вдоль всего корабля, делящая его корпус на две симметричные половины — левую и правую. Изображение корпуса в этой плоскости называется боком и представляет часть теоретического чертежа. Параллельно диаметральной плоскости изображают еще несколько плоскостей, линии пересечения которых с наружной обшивкой корпуса называют батоксами.

Плоскость мидель-шпангоута (миделя) — это вертикальная плоскость, перпендикулярная к диаметральной плоскости и проходящая через середину длины корпуса. В теоретическом чертеже такое изображение называют корпусом. На полученный разрез наносят еще ряд линий, представляющих собой пересечение обшивки корпуса по длине корабля несколькими вертикальными плоскостями, параллельными мидель-шпангоуту. Полученные линии называются теоретическими шпангоутами. Поскольку левая и правая половины корпуса корабля относительно диаметральной плоскости абсолютно одинаковы, то на правой части корпуса наносятся линии шпангоутов, расположенных к носу от миделя, а на левой стороне — линии шпангоутов, расположенных к корме от него.

Плоскость грузовой ватерлинии (ГВЛ) — это горизонтальная плоскость, совпадающая с поверхностью спокойной воды при плавании корабля с полным грузом. Она условно отделяет надводную часть корпуса от подводной. Ввиду симметричности ватерлинии относительно диаметральной плоскости в плоскости грузовой ватерлинии изображается только одна половина корпуса и называется она полуширотой. На изображении полушироты наносят еще несколько линий, которые представляют собой сечение наружной обшивки подводной части корабля плоскостями, параллельными плоскости грузовой ватерлинии. Их также называют ватерлиниями.

^{Рис. 1. Теоретический чертеж корабля:}

^{AA1 — ватерлиния; DD, — диаметральная плоскость; СС, — батокс; EE}_t ^{— палубная линия-, FF}₁ ^{— линия фальшборта, В — шпангоут}

По полученным кривым теоретического чертежа — батоксам, теоретическим шпангоутам и ватерлиниям — можно точно представить форму обводов корпуса будущего корабля и определить его водоизмещение.

Теоретический чертеж, сделанный на бумаге, затем вычерчивается в натуральную величину проектируемого корабля на полу огромного помещения судоверфи, который называется плазом. С чертежа, нанесенного на плазе, снимают шаблоны будущих деталей корпуса корабля и направляют их в цехи. На современных судоверфях используются более совершенные методы, позволяющие избежать медленных и трудоемких работ плазовой разметки.

В своей работе проектировщики пользуются главными размерениями корабля, к которым относятся: длина L, ширина В, осадка Т и высота борта Я (рис. 2). Различают расчетные и конструктивные главные раз-мерения. Первыми пользуются при расчетах мореходных качеств корабля, а вторыми — при всех практических надобностях.

Длина расчетная L₁₁ — расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами, восстановленными в крайних точках грузовой ватерлинии.

Длина наибольшая L_hб — расстояние между крайними носовой и кормовой точками корпуса. Измеряется в плоскости, параллельной грузовой ватерлинии.

Ширина расчетная В — наиболее широкое место корпуса в плоскости грузовой ватерлинии без учета обшивки.

Ширина наибольшая б_нб — наиболее широкая часть корпуса с учетом толщины наружной обшивки и выступающих частей.

Осадка расчетная Т — расстояние по вертикали на миделе от верхней кромки киля до грузовой ватерлинии.

Осадка наибольшая Т_нб — величина наибольшего погружения корпуса до грузовой ватерлинии с учетом обшивки и выступающих частей.

^{Рис. 2. Главные размерения корабля:}

^{В — ширина; т — осадка; H — высота борта; L}₁₁ ^{— расчетная длина;L}_Hб ^{— наибольшая длина; ГВЛ — грузовая ватерлиния; В}_нб ^{— наибольшая ширина}

Осадка носом T_н и кормой Т_к измеряется по вертикали от точки пересечения действующей грузовой ватерлинии с форштевнем и ахтерштевнем до линии продолжения нижней кромки киля. Разность осадок T_Н и Т_к образует дифферент.

Для быстрого определения осадки и дифферента в носовой и кормовой части корпуса наносятся марки углубления штевней: на правом борту — в дециметрах арабскими цифрами, на левом борту — в футах римскими цифрами. Нижние кромки цифр соответствуют той осадке, которую они обозначают. Если Т_к больше Т_н, то корабль имеет дифферент на корму и, наоборот, при Т_к меньше Т_н — дифферент на нос. При T_K, равной Т_н, говорят: «Корабль — на ровном киле». Средняя осадка представляет собой полусумму осадок носа и кормы.

Высота борта расчетная Н — высота по вертикали на миделе от верхней кромки киля до нижней кромки верхней непрерывной палубы у борта.

Высота надводного борта — разность между высотой борта Н и осадкой корабля Т.

Частные отношения главных размерений друг к другу (L/B; В/T; L/H) и др.) характеризуют форму корпуса и мореходные качества корабля.

Одной из важных величин, характеризующих размеры корабля, является его водоизмещение. Чтобы определить весовое водоизмещение, рассчитывают объемное водоизмещение и умножают его на плотность воды того моря, в котором предстоит плавать кораблю.

Объемное водоизмещение V — объем вытесненной кораблем воды. Равно объему подводной части корпуса. Измеряется в кубических метрах.

Весовое водоизмещение D — масса воды, вытесненной кораблем. Измеряется в тоннах.

Если бы подводная часть корпуса корабля, плавающего на спокойной воде без крена и дифферента, образовывала параллелепипед длиной L, шириной В и осадкой Т, то легко было бы подсчитать объемное водоизмещение. Оно было бы равно произведению LBT. Но так как подводная часть корпуса не параллелепипед, а определена соответствующей формой обводов, то объемное водоизмещение корабля будет всегда меньше произведения LBT.

Число, показывающее, какую долю от объема параллелепипеда составляет объем корпуса корабля, имеющего одинаковые с параллелепипедом главные размерения, называется коэффициентом полноты водоизмещения б.

Практикой судостроения для различных классов кораблей выработаны индивидуальные значения величины б, знание которых позволяет определить объемное водоизмещение корабля по формуле:

V=LBT б.

Пример. Главные размерения корабля: L = 80 м, В = 10 м, Т=4,5 м. Коэффициент полноты водоизмещения для данного класса кораблей принят в пределах 0,4–0,54. Берем среднее значение коэффициента полноты, равное 0,47, и находим:

V=80*10*4,5*0,47=1692 м³.

Пресная вода имеет плотность, равную единице, так как ее объем, равный 1 м³, имеет массу 1 т. Следовательно, весовое водоизмещение корабля, для которого мы произвели расчет, при условии его плавания в пресной воде, будет равно 1692 т.

Плотность морской воды — больше единицы. В различных районах Мирового океана она колеблется в пределах 1,022 — 1,028. Предположим, что нашему кораблю с объемным водоизмещением 1692 м³ предстоит плавать в море с плотностью воды 1,026. Тогда его весовое водоизмещение будет равно:

Т.

Крайними значениями водоизмещения корабля при его нормальной эксплуатации являются: водоизмещение в полном грузу и водоизмещение порожнем. Разность между двумя этими величинами называется дедвейтом и представляет собой полную грузоподъемность корабля. В полную грузоподъемность корабля входит масса всех переменных грузов: запасов топлива, воды, провизии, смазочных масел, пассажиров с багажом, экипажа, перевозимых грузов, боевого комплекта. Чистая грузоподъемность — масса перевозимого груза, который может быть принят на борт.

Для боевых кораблей имеют значение такие понятия, как стандартное, полное, нормальное и наибольшее водоизмещение.

Стандартное водоизмещение — водоизмещение совершенно готового корабля, полностью укомплектованного личным составом, снабженного всеми механизмами и устройствами и готового к выходу в море. Стандартное водоизмещение включает массу вооружения и боеприпасов к нему, оборудования механической установки, готовой к действию, продовольствия, пресной воды, а также всего прочего, что должно находиться на корабле в военное время, исключая запасы топлива, смазочных материалов и котельной воды.

Полное водоизмещение — равно стандартному плюс запасы топлива, смазочных материалов и котельной воды в размерах, обеспечивающих заданную дальность плавания полным и экономичным ходом.

Нормальное водоизмещение — равно стандартному плюс запасы топлива, смазочных материалов и котельной воды в размере половины запасов, обусловленных полным водоизмещением корабля.

Наибольшее водоизмещение — равно стандартному плюс добавочный боеприпас, который корабль может принять на оборудованные для этого места сверх нормального запаса, предусмотренного стандарт; ным водоизмещением, а также плюс запасы топлива, смазочных материалов и котельной воды в полном объеме в специально оборудованных для этого цистернах.

Так как грузы перевозятся разные, т. е. разной плотности, то при загрузке судна учитывается грузовместимость его помещений. Наилучшим вариантом загрузки судна считается такой, когда полностью будет использована его и грузоподъемность и грузовместимость.

Есть и еще одно понятие вместимости, судна — вместимость регистровая. Ее используют при определении величины денежных сборов, взимаемых с судна за пользование буксирами, баржами, услугами лоцманов и т. п. Регистровая вместимость измеряется в регистровых тоннах по особым правилам, поэтому ее нельзя путать с грузовместимостью.

Регистровая тонна — условный измеритель зарегистрированных помещений судна. Одна регистровая тонна равна 100 фут³ (2,83 m^s). Различают полную регистровую вместимость (брутто тоннаж) и чистую регистровую вместимость (нетто тоннаж).

Валовая регистровая вместимость — это объем всех судовых помещений под верхней палубой и постоянных крытых надстроек и рубок над ней, кроме ходовой рубки, камбузов, трапов, санузлов, световых люков, шахт аварийных выходов, агрегатных, а также междудонных цистерн, используемых только для приема забортной воды (балластные цистерны).

Чистая регистровая вместимость — это объем всех помещений, используемых для перевозки грузов и пассажиров, для ресторанов, концертных залов, кинозалов, салонов, парикмахерских и т. п. В нее не входят объемы служебных помещений и помещений для экипажа.