Главные размерения судна и их соотношения

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ КОРАБЛЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОСВОЕНИЯ ОКЕАНА»

 

 

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ДНЕВНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ

051201 "СУДОСТРОЕНИЕ И ОКЕАНОТЕХНИКА"

 

 

 

Херсон 2012

ББК 39.42-01

М64

УДК 629.12.001.11

 

Разработка теоретического чертежа. М етодические указания к курсовой работе по дисциплине «Теория корабля и технических средств освоения океана» для студентов дневной формы обучения, направление подготовки 051201 "Судостроение и океанотехніка" / Сост. Ю.В. Петропавлов. – Херсон: Херсонский филиал НУК, 2012. – 60 с.

 

 

Методические указания разработаны на основе рабочей программы по курсу «Теория корабля и технических средств освоения океана». Указания содержат описание теоретического чертежа корпуса и методику его построения при выполнении курсовой работы по «Теории корабля и ТСОО».

Методические указания предназначены для студентов второго курса дневного отделения, которые учатся по направлению подготовки 051201 “Судостроение и океанотехніка”; могут использоваться при выполнении курсовых и дипломных проектов.

 

Утверждено в печать методическим советом

Херсонского филиала НУК

 

Рецензент: к.т.н., доц. Р. Ю. Коршиков

 

© Национальный университет

кораблестроения

имени адмирала Макарова

Херсонский филиал, 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ…….…………………………………………………………4

 

1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМЕ КОРПУСА

1.1 Сечения корпуса.........................................................................................6

1.2 Главные размерения судна и их соотношения........................................6

1.3 Безразмерные коэффициенты полноты....................................................8

1.4 Основные сведения о теоретическом чертеже..........................................9

1.5 Координатные оси и посадка судна.........................................................14

 

2 ПОДГОТОВКА К ПОСТРОЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

2.1 Предварительные замечания....................................................................16

2.2 Получение ординат теоретического чертежа..........................................17

2.3 Расчет и построение линии седловатости ВП.........................................17

2.4 Построение линии форштевня..................................................................19

2.5 Форма кормовой оконечности...................................................................21

2.6 Проектирование обвода мидель-шпангоута.............................................24

2.7 Формат чертежного листа..........................................................................26

2.8 Сетка теоретического чертежа...................................................................27

 

3 ПОСТРОЕНИЕ И СОГЛАСОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО

ЧЕРТЕЖА

3.1 Построение диаметрального батокса........................................................31

3.2 Отработка формы носовой половины.......................................................31

3.3 Отработка формы кормовой половины.....................................................34

3.4 Обозначения на теоретическом чертеже...................................................36

 

4 ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

4.1 Общие положения………………………………………………………....38

4.2 Изложение текста записки………………………………………………..39

4.3 Написание формул………………………………………………………...40

4.4 Оформление иллюстраций………………………………………………..41

4.5 Построение таблиц………………………………………………………...41

 

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………..45

 

ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………………...46

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Студенты, обучающиеся по специальности “Корабли и океанотехника“, в четвертом семестре должны выполнить курсовую работу по дисциплине “Теория корабля и технических средств освоения океана“ (далее просто “Теория корабля”). Курсовая работа по этой дисциплине — самостоятельная работа расчетно-графического характера, цель которой закрепить тео­ретические знания, полученные студентами ранее, приобрести определенные навыки в пользовании техническими справочни­ками, ГОСТами ЕСКД и отраслевыми стандартами, научиться согласовывать проекции теоретического чертежа.

Курсовая работа (КР) выполняется по заданию, подписанному преподавателем (см. приложение А), и состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части, содержанием которой является построение теоретического чертежа корпуса. По этому чертежу каждый студент в следующем семестре будет выполнять курсовой проект по статике корабля.

В настоящее время существуют программные комплексы (Maxsurf, Freeship и др.), с помощью которых теоретический чертеж корпуса судна может быть получен за считанные минуты. Какие же знания и умения приобретет студент при таком автоматизированном выполнении курсовой работы? Скорее всего – никаких. Чтобы усвоить основные понятия, относящиеся к теоретическому чертежу, и получить некоторые навыки проведения расчетных и графических работ, теоретический чертеж, с которым студент встречается впервые, следует выполнять вручную с некоторой помощью компьютера. Далее излагается методика разработки теоретического чертежа, ориентированная, в основном, на ручную работу студента.

Для выполнения КР потребуются:

- два листа ватмана формата А1, которые, возможно, придется разрезать и склеивать для получения листа нужного формата; можно применять и рулонную бумагу соответствующих размеров;

- два карандаша разной твердости (один - Т или 2Т, второй - ТМ или М); линии чертежа можно выполнять и капиллярными ручками, которые дают линии толщиной 0,1 и 0,3 мм. Однако при их использовании затрудняется внесение исправлений в чертеж; поэтому эти ручки целесообразно использовать при окончательной наводке линий чертежа;

- специальные корабельные лекала, которые можно брать в кабинете дипломного проектирования;

- хорошая рейсшина, с помощью которой вычерчиваются действительно прямые линии, а не кривые малой кривизны.

При выполнении КР придется обращаться в вычислительный центр (ВЦ) для получения некоторых распечаток. ВЦ студенческие работы бумагой не обеспечивает. Поэтому при обращении в ВЦ необходимо иметь при себе бумагу, пригодную для принтера.

Семестр завершается защитой КР. В соответствии с кредитно-модульной системой за выполнение КР можно получить до 100 баллов. По завершении работы над запиской и чертежом студент может защищать КР даже в середине семестра. Если по результатам защиты студент набрал менее 60 баллов, то КР не засчитывается, и защита переносится на другое время.

Прежде чем браться за разработку теоретического чертежа судна, необходимо составить представление о форме корпуса, о теоретическом чертеже, усвоить терминологию, применяемую при его построении и т.д.

 

 

1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМЕ КОРПУСА

Корпус судна представ­ляет собой удлиненное тело, которому обычно придается удобообтекаемая форма с целью уменьшения сопротивления воды и воздуха движению судна. Поверхности, ограничивающие корпус судна сверху, снизу и с бо­ков, называются соответственно верхней палубой, днищем и бортами.

Общее представление о форме корпуса судна можно получить, имея:

- форму сечений корпуса тремя взаимно перпендикулярными плоскостями;

- соотношения главных размерений корпуса;

- безразмерные коэффициенты полноты.

 

Сечения корпуса

В качестве трех взаимно перпендикулярных секущих плоскостей принимают (рис. 1.1):

- вертикальную продольную плоскость, прохо­дящую посередине ширины судна и называемую диаметральной плоскостью (сокращенно ДП);

- вертикальную поперечную плоскость, проходящую посередине длины судна и называемую плоскостью мидель-шпангоута (сокращенно ПМШ);

- горизонтальную пло­скость, совпадающую с поверхностью воды и называемую плоскостью грузовой (конструктивной) ватерлинии (сокращенно ГВЛ или КВЛ).

Рис. 1.1 Основные секущие плоскости теоретического корпуса судна А – диаметральная плоскость; Б – плоскость грузовой ватерлинии; В – плоскость мидель-шпангоута

Диаметральная плоскость делит корпус судна на две симметричные части — правого и левого борта. Если встать лицом к носу, то справа будет правый борт, а слева – левый. Плоскость мидель-шпангоута делит корпус судна на две части — носовую и кормовую, которые, как правило, несимметричны относительно плоскости мидель-шпангоута. Плоскость ватерлинии делит корпус судна на две несимметрич­ные части — подводную и надводную.

Носовая часть судна оканчи­вается литой, кованой или сварной деталью, называемой форштевнем, кормовая оконечность— ахтерштевнем.

Сечение корпуса диаметральной плоскостью дает представление о форме палубной и килевой линий и об очертаниях штевней. Форма штевней бывает весьма разнообразной и зависит от типа и назначения судна.

Палубная линия у мор­ских судов имеет обычно вид плавной кривой с подъемом от сред­ней части в направлении носа и кормы и образует седловатость палубы (рис. 1.2). Основное назначение седловатости — уменьшить заливаемость

Рис. 1.2 Основные сечения корпуса

 

палубы при плавании судна на волнении и улучшить непотопляемость при затоплении его оконечностей. Суда с большой высотой надводного борта седловатости, как правило, не имеют.

Килевой линией называется линия пересечения ДП с днищевой обшивкой. Килевая линия может быть горизонтальной, наклонной в нос или в корму и криволинейной. Горизонтальная килевая линия наиболее характерна для большинства морских и речных транспортных судов, так как она облегчает поста­новку судна в док и позволяет в наибольшей степени использовать ограниченную глубину портов, рек и каналов. Если килевая линия, согласно проекту судна, наклонена в нос или в корму по отношению к КВЛ, то говорят, что судно имеет конструктивный дифферент. Конструктивный дифферент на корму иногда придают судам, чтобы улучшить их устойчивость на курсе и заглубить греб­ные винты. Конструктивный дифферент на нос придают некоторым быстроходным судам для погашения ходового дифферента на корму, возникающего при больших скоростях судна. Криволинейная киле­вая линия характерна лишь для специальных типов судов — подвод­ных лодок, спортивных яхт и т. п. У глиссирующих быстроходных катеров килевая линия обычно имеет уступ — редан, обеспечиваю­щий выход на режим глиссирования (рис. 1.3)

Рис. 1.3 Сечение по ДП глиссирующего реданного катера

Сечение корпуса плоскостью мидель-шпангоута (рис. 1.2) показывает форму поперечного сечения судна — наклон бортов, килеватость днища, размер и форму скулы и погибь палубы. Кроме наиболее распространенных судов с вертикаль­ными бортами существуют суда с развалом (борт наклонен наружу от ДП) и с завалом (борт наклонен внутрь к ДП) бортов.

Килеватость днища образуется подъемом днища от ДП к бор­там. Суда с большим наклоном днища называются острокильными. Суда с горизонтальным днищем называются плоскодонными.

Скула — закругление в месте перехода борта в днище — может иметь больший или меньший радиус, благодаря чему она будет соответственно менее или более выражена. На некоторых судах линия днища пересекается с линией борта без закругления. Такие суда называются остроскулыми.

Погибь — это уклон палубы от ДП к бортам. Обычно погибь имеют открытые палубы (верхняя и палубы надстроек). Вода, попадающая на палубы, благодаря наличию погиби стекает к бортам и оттуда отводится за борт. Стрелку погиби (максималь­ное возвышение палубы в ДП по отношению к бортовой кромке) обычно принимают равной 1/50 ширины судна. Палубы, лежащие ниже верхней палубы, по­гиби не имеют.

Плоскость ватерлинии делит корпус судна на подводную и надводную части. Объем подводной части корпуса называется объемным водоизмещением. Непроницаемый объем, расположенный выше ватерлинии, называется запасом плавучести. Сечение корпуса плоскостью ватерли­нии дает представление о форме обводов судна в гори­зонтальной плоскости.

 

Главные размерения судна и их соотношения

Основными размерами судна, как и любого другого сооружения, являются длина, ширина и высота. Поскольку при расчетах мореходных качеств судна первостепенное значение имеет форма и величина подводной части корпуса, то к основным геометрическим размерам судна необходимо добавить еще и осадку, характеризующую его погружение в воду. Эти четыре величины – длина L, ширина B, высота борта D и осадка d – определяющие абсолютные размеры судна, называются главными размерениями.

Главные размерения разделяют на две группы: теоретические и габаритные.

Теоретические, или расчетные, размерения употребляются при расчетах мореходных качеств судов и относятся к теоретической поверхности судна, определение которой будет дано ниже. Габаритные размерения, необходимые при постройке и эксплуатации судов, относятся к фактическим наружным поверхностям с несъемными выступающими частями судна.

Размерения L, B, D неизменны, осадка же может изменяться в широких пределах в соответствии с подводным объемом судна. Обычно, когда говорят о главных размерениях судна, то под осадкой понимают погружение корпуса, соот­ветствующее проектной загрузке судна.

Понятие длины тоже следует пояснить. Различают длину по грузовой, конструктивной и расчетной ватерлиниям.

Грузовой ватерлинией (ГВЛ) называют кривую пересечения поверхности судна горизонтальной плоскостью, совпадающей с поверхностью воды при плавании судна с полным грузом. Конструктивной ватерлинией (КВЛ) называют ватерлинию, поло­женную в основу построения теоретического чертежа и соответ­ствующую полному водо­измещению, полученному предварительным расчетом. У многих судов КВЛ и ГВЛ совпадают. Расчетной ватерлинией называют ватерлинию, соответствующую той осадке судна, для которой определяют его характеристики.

Чтобы были понятны определения главных размерений, данные ниже, вводятся понятия основной плоскости и основной линии. Плоскость, проходящая через точку пересечения килевой линии с плоскостью мидель-шпангоута параллельно плоскости КВЛ, называется основной плоскостью (сокращенно ОП). Основной линией (ОЛ) называется линия пересечения основной плоскости с ДП. Из этих определений следует, что прямолинейная и горизонтальная килевая линия совпадает с основной линией. Наклонная или криволинейная килевая линия имеет с ОЛ только одну общую точку.

В большинстве случаев в качестве расчетной длины применяется длина между перпендикулярами L_ПП - это расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами, опущенными на основную линию (рис. 1.4).

Носовой перпендикуляр проводится через точку пересечения КВЛ с теоретической линией форштевня. Кормовой перпендикуляр проводится через ось вращения руля (одновинтовые суда). При отсутствии руля в ДП кормовой перпендикуляр определяют как линию пересечения ДП с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей на расстоянии 96 % длины по КВЛ.

	Длина по КВЛ Lквл - расстояние между точками пересече­ния КВЛ с теоретическими линиями форштевня и ахтерштевня (рис. 1.4). Длина наибольшая Lнб - расстояние между перпендикулярами, опущенными на ОЛ из крайних точек (носо-
Рис. 1.4 Главные размерения судна

вой и кормовой) корпуса судна без учета выступающих частей.

Ширина судна расчетная В измеряется на уровне КВЛ в наибо­лее широком ее месте между внутренними поверхностями наружной обшивки (рис. 1.4).

Ширина судна наибольшая В_нб измеряется перпендикулярно ДП в наиболее широкой части корпуса.

Высота борта D измеряетcя в плоскости мидель-шпангоута по вертикали от основной плоскости до точки пересечения линии борта с линией бимса ВП.

Осадка судна d – это расстояние, измеряемое в плоскости мидель-шпангоута по вертикали от ОП до КВЛ.

Разность между высотой борта D и осадкой d определяет высоту надводного борта судна.

Наряду с сечениями корпуса тремя взаимно перпендикулярными плоскостями представление о форме корпуса судна дают безразмерные характеристики—соотношения глав­ных размерений и коэффициенты полноты. От этих характери­стик во многом зависят как мореходные, так и другие качества судна. В теории корабля при различных расчетах наиболее часто используются следующие соотношения главных размерений: L/B, B/d, D/d, L/D.

Отношение L/B, или, как его иногда называют, относи­тельная длина, в значительной степени определяет ходо­вые качества: чем оно больше, тем относительно быстроходнее судно. У современных водоизмещающих судов эта величина ко­леблется в диапазоне L/B = 3—10. Нижний предел характерен для некоторых буксирных судов, верхний присущ высокоскоро­стным военным кораблям. Естественно, имеют место и исклю­чения, так, например, некоторые спортивные лодки для акаде­мической гребли имеют L/B > 25.

Отношение B/d в основном влияет на остойчивость и качку. Чем оно больше, тем лучше с точки зрения остойчивости, хотя качка при этом делается более порывистой. Для современных морских судов B/d = 2—5.

Отношение D/d определяет остойчивость на больших углах наклонения, непотопляемость и вместимость судна. Рост D/d благоприятно влияет на перечисленные качества.

Отношение L/D влияет на прочность корпуса, чем выше это отношение, тем сложнее обеспечить общую прочность судна.