Представление нагрузки судна

На начальных этапах проектирования

Понятие об измерителях масс

Задача начальной стадии проектирования сводится к определению элементов судна, соответствующих всем требованиям задания и одновременно обеспечивающих судну необходимую плавучесть, т.е. водоизмещение D.

Но определить водоизмещение на этом этапе путем точных расчетов нагрузки невозможно, т.к. даже главные размерения еще не известны. Поэтому возникает необходимость связать отдельные массы, входящие в нагрузку, с водоизмещением судна, его элементами и заданным параметрами (массой груза, скоростью, дальностью плавания и др.).

Формулы, составляющие подобные зависимости, называются модулями, а коэффициенты пропорциональности, связывающие модули с массами, называются измерителями. Измерители могут иметь размерность или быть безразмерными.

Например, безразмерный измеритель р_к массы корпуса Р_к, отнесенной к водоизмещению D

р_к = Р_к/D;

размерный измеритель р_сэу массы судовой энергетической установки P_cэу, отнесенной к мощности судовой энергетической установки N:

р_сэу = P_cэу/N[т/кВт].

Здесь Р_к/D и P_cэу/N -модули.

Измерители масс, рассчитанные для однотипных технических объектов достаточно стабильны, что позволяет использовать их в расчетах масс проектируемого судна, приравнивая измерители прототипа и проектируемого судна:

р_к = р_к0, р_сэу= р_сэу0.

 

Проектная разбивка нагрузки на составляющие

 

При проектировании судна под водоизмещением D обычно понимается наибольшая возможная масса судна – состояние нагрузки «с полным грузом и полными запасами»

D = D_пор + DW

Доля разделов нагрузки в водоизмещении судна весьма различна. Например, масса раздела «Корпус» танкера может доходить до 20% D, а масса раздела «Вооружение» составлять менее 1% D. Точный расчет этих масс на начальных этапах проектирования невозможен и малоцелесообразен.

Поэтому, на начальных этапах проектирования проектную нагрузку укрупняют, объединяя ряд разделов.

При проектировании транспортного судна водоизмещение представляют в виде шести (семи) составляющих

D = Р_к + Р_сэу + Р_сэз + Р_зв + Р_сн + Р_гр + (Р_бл)

Масса корпуса Р_к включает в себя разделы 01, 02, 03, 07, частично 05, 09 и 12.

Масса судовой энергетической установки Р_сэу включает разделы 04, частично 05, 09 и 12.

Масса судовых энергетических запасов Р_сэз включает целиком раздел 16.

Масса запаса водоизмещения Р_зв включает целиком раздел 11.

Масса снабжения Р_сн включает в себя разделы 13 и 14.

Масса перевозимого груза Р_гр включает в себя целиком раздел 15.

Если при этом состоянии нагрузки предполагается наличие балласта для обеспечения остойчивости (например, на некоторых рыболовных судах, на контейнеровозах и т.п. судах), то в это выражение следует добавить Р_бл - раздел 10.

 

Масса корпуса

Функциональные зависимости, связывающие массу корпуса Р_к с элементами судна, могут быть представлены в различном виде.

Наиболее грубые формулы для нахождения массы корпуса

Р_к= р_кD и Р_к=g_кLBH,

в которых коэффициенты пропорциональности р_к и g_к называются измерителями масс, отнесенными к водоизмещению и кубическому модулю.

Для получения более точной зависимости массы корпуса Р_к от элементов судна существует формула, в которой масса металлического корпуса Р_мк отделена от массы оборудования корпуса Р_об

Р_к = Р_мк + Р_об.

При расчете массы металлического корпуса Р_мккак балки, лежащей на упругом основании, учтено, что основные элементы судна по - разному влияют на его массу

Р_мк = g_мкδ^1/3L^3/2BH^1/2.

Массу оборудования Р_об можно рассчитать по формулам

Р_об = р_обD^2/3 или Р_об = g_об(LBH)^2/3