Стадии проектирования судна

Процесс разработки проекта судна начинается с составления заявки заказчиком, в которой содержатся основные технико-эксплуатационные требования к судну. Большинство технико-эксплуатационных требований связано с эксплуатационными качествами судна – грузоподъёмностью, грузовместимостью, скоростью и т.п.

На основе заявки проектная организация ведет поэтапную разработку проекта.

Основные этапы разработки проекта, называемые стадиями разработки проектной документации:

- техническое задание;

- техническое предложение;

- эскизный проект;

- технический проект;

- разработка рабочей конструкторской документации.

Техническое задание на проектирование судна – документ, в котором по согласованию с заказчиком указываются тип и назначение судна, его грузоподъёмность и характер перевозимого груза, скорость и тип механической установки, район и дальность плавания, класс классификационного общества, требования к общему расположению, обитаемости и др. Техническое задание становится исходным документом на разработку проекта.

Техническое предложение – сокращенный проект судна в одном или нескольких вариантах. Последнее обусловлено тем, что заказчику иногда предъявляются несколько вариантов реализации технического задания, одинаковых с точки зрения выполнения основных положений заявки, но различающихся в деталях. После выбора варианта заказчиком проект переходит в следующую стадию.

Эскизный проект – более подробная проработка вопросов, дополняющих сведения, разработанные в техническом предложении. В том числе – выбор и обоснование основных элементов судна, разработка теоретического чертежа, конструктивного мидель-шпангоута, принципиальных положений по технологии постройки судна.Заканчивается эскизный проект проверкой выполнения всех требований к эксплуатационным и мореходным качествам судна, в том числе и нормативных документов – правил Регистра и международных правил и конвенций.

Технический проект – окончательное уточнение основных элементов судна (главных размерений, коэффициентов полноты, мощности судовой энергетической установки, грузовместимости). Выполняются более точные расчеты по всем частям проекта судна. На этом этапе основные технические решения, принятые ранее, не подлежат значительному изменению, могут лишь уточняться. Технический проект завершается проверкой выполнения всех нормативных требований к судну.

Однако, материалов технического проекта еще не достаточно для постройки судна. Поэтому переходят к следующей стадии разработки проекта.

Разработка рабочей конструкторской документации – степень подробности разработки проекта – наивысшая в том, что касается отдельных конструкций судна и его механизмов и оборудования. Никаких изменений в технических решениях, принятых на предыдущих стадиях, обычно не происходит. Конструкторская документация передается на судостроительное предприятие для последующей технологической подготовки производства.

Однако, проектная организация продолжает работать по данному проекту, наблюдая за постройкой. Так как любое построенное судно может в чём-то незначительно отличаться от проектных показателей, проектная организация составляет отчетную документацию по построенному судну, которая передается заказчику и полностью соответствует данному судну.

 

Понятие прототипа и его использование

В проектировании судов.

Современное судно – сложный технический объект, дорогостоящий и экс-

плуатирующийся много лет. Поэтому необходимо избегать крупных ошибок при его создании. Кроме того, сложность корабля приводит к большой длительности разработки проекта, составляющей иногда несколько лет.

С целью ускорить проектирование и избежать больших ошибок проектанты часто используют технические решения, примененные на ранее построенных судах и хорошо себя зарекомендовавшие при их эксплуатации. Такие технические решения называются прототипами.

Прототипом может быть ранее построенное судно в целом, в проект которого вносятся незначительные изменения.

Но чаще всего при проектировании судна используют не один, а несколько прототипов, так как не всегда удается найти судно-прототип, полностью удовлетворяющее всем требованиям, предъявляемым к новому судну. В этом случае для отдельных технических решений могут использоваться другие прототипы.

Например, теоретический чертеж судна-прототипа используется для проектирования формы корпуса нового судна, так как мореходные качества судна-прототипа близки к требуемым мореходным качествам проектируемого судна.

В то же время, общее расположение этого судна-прототипа не удовлетворяет современным требованиям к условиям обитаемости экипажа. Поэтому проектант может использовать другое судно-прототип при разработке общего расположения помещений экипажа проектируемого судна.

 

В практике проектирования судов понятие прототипа широко используется также на ранних стадиях проектирования, в том числе - при выборе основных элементов судна. В этих случаях, основываясь на положениях теории проектирования судов, проектант использует данные подходящего судна-прототипа для получения численных характеристик, необходимых для решения стоящих перед ним задач.

Примеры.

1. При выборе главных размерений судна можно задать отношение длины судна к ширине таким же, как у судна-прототипа, если скоростные качества обоих судов сопоставимы

L/B = L₀/B₀

(Индексом «0» в теории проектирования судов обозначают данные судна-прототипа).

2. Для расчета массы корпуса проектируемого судна, выраженной в функции водоизмещения,

Р_к = р_к D

коэффициент пропорциональности р_к может быть рассчитан по данным судна-прототипа, имеющего такую же конструкцию корпуса, как у проектируемого судна

р_к = р_к0 =(Р_к0/D₀).

Одним из вариантов использования понятия «прототип» служат статистические данные по построенным судам. Имея в своем распоряжении такие данные, проектант может на начальных стадиях проектирования выбрать подходящие для проектируемого судна величины, не опасаясь совершить значительную ошибку.

Например, на рис. 1 приведена статистическая зависимость удельной длины машинного отделения танкера от мощности главного двигателя, которая может быть использована при проектировании общего расположения судна для определения длины машинного отделения по известной мощности главного двигателя.

 

Рис. 1. Удельная длина машинного отделения наливных судов

 

Статистические данные используются также при выводе эмпирических зависимостей теории проектирования судов, характеризующих те или иные качества судна.

Например, в эмпирической формуле для первоначального выбора коэффициента общей полноты судна δ

δ = a – b Fr

численные значения коэффициентов а и b могут быть получены либо расчетом по близкому прототипу, либо по статистическим данным для однотипных судов.

 

Нагрузка судна

Понятие нагрузки судна.

Разбивка нагрузки на составляющие.

Нагрузка судна – совокупность всех масс P_i, составляющих водоизмещение судна D = ∑P_i, и распределение центров этих масс относительно трех осей:

 

x_i - по длине, y_i – по ширине и z_i – по высоте.

Тогда координаты центра масс всего судна

x_g= ∑P_ix_i /D, y_g =∑P_iy_i/D, z_g =∑P_iz_i/D

Информация о нагрузке позволяет производить расчеты мореходных качеств судна и прочности корпуса.

Для гражданских морских судов в России в соответствии с ОСТ5Р.0206-2002 «Нагрузка масс гражданских и вспомогательных судов. Классификация элементов нагрузки» действует следующая типовая схема разбивки водоизмещения на отдельные составляющие: разделы, группы, подгруппы, статьи и подстатьи.

Подстатьи объединяются в статьи, статьи - в подгруппы, подгруппы - в группы и группы - в разделы.

Разделы нагрузки масс.

01.Корпус.

02.Устройства судовые (грузовое, якорное, швартовное, спасательное, ру-

левое.

03.Системы (общесудовые).

04.Установка энергетическая гланная и вспомогательная.

05.Электроэнергетическая система, внутрисудовые связь и управление.

07. Вооружение (навигационное, авиационное, промысловое).

08. Съемное оборудование (рыбопромысловое и т.п.).

09. Запасные части, инструмент и приспособления.

10. Балласт (твердый или жидкий постоянный).

11. Запас водоизмещения, остойчивости.

12. Постоянные жидкие грузы (неудаляемые остатки жидких грузов в кор-пусе, системах и механизмах, которые нельзя удалить с помощью обычных судовых средств).

13. Снабжение, имущество.

14. Экипаж, провизия, вода, расходные материалы, расходные жидкие среды.

15. Груз перевозимый.

16. Запасы топлива, воды, масла (энергетические запасы).

17. Переменные жидкие грузы (вода в успокоительных цистернах, в бассейне, в цистернах сточных вод и т.п., которые могут быть на судне или отсутствовать).

18. Жидкий балласт (принимаемый для обеспечения посадки и остойчивости в эксплуатационных случаях нагрузки).

19. Грузы, снабжение, запасы дополнительные.

Разделы 01, 02, 03, 04. 05, 07, 09,10, 11, 12 и 13 составляют водоизмещение судна порожнем D_пор, которое не изменяется в процессе эксплуатации. Разделы 08, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 дедвейт судна DW, который может изменяться в процессе эксплуатации.