Курсовая работа: Расчет судна
Шпангоуту, в плоскости которого лежит носовой перпендикуляр, присваивается номер О, мидель-шпангоуту - номер 1 О, последний, 20-й, номер имеет шпангоут, совпадающий с кормовым перпендикуляром.
В отличие от конструктивных шпангоуты на теоретическом чертеже называют теоретическими, а расстояние между ними теоретической шпацией. В районах оконечностей, где форма корпуса изменяется наиболее интенсивно, проводят дополнительные шпангоуты под номерами 1/4, 1/2, 3/4 и 18 1/2, 19 1/2.
Все проекции теоретического чертежа должны быть согласованы - они описывают форму одного и того же корпуса.
Сечение судна ДП дает представление о палубной и килевой линиях, а также о форме фор- и ахтерштевней. Для морских транспортных судов характерна седловатость (подъем в носу и корме) палубы - это снижает заливаемость оконечностей, особенно при движении на волнении. О форме поперечного сечения палубы и днища, а также соединения их с бортами можно получить представление по сечению пл. мш.
4. Масштаб Бонжана
Масштаб Бонжана представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов от их погружения.
Строится масштаб Бонжана на трансформированном контуре сечения корпуса диаметральной плоскостью. Трансформация заключается в том, что для удобства использования, линейные масштабы вдоль осей ох и оу выбираются различными. От вертикальных линий, следов соответствующих теоретических шпангоутов откладывают доведенные до высоты верхней палубы значения площадей шпангоутов.
С помощью масштаба Бонжана можно определить водоизмещение по любую, в том числе и наклонную (для судна, сидящего с дифферентом), ватерлинию. Масштаб Бонжана используется при расчетах непотопляемости, продольного спуска судна, а также для других целей.
Расчеты производятся по правилу вычисления интегралов с переменным верхним пределом с использованием правила трапеций.
Вычисления производят до верхней расчетной ватерлинии, в качестве которой обычно принимается ближайшая к палубе ватерлиния.
Для определения Ω до верхней палубы необходимо сосчитать дополнительно:
1. добавку ∆Ω, учитывающую площадь шпангоута от верхней расчетной ватерлинии до палубной линии по борту.
2. добавку, учитывающую площадь части шпангоута, образованную погибью бимсов
Масштаб Бонжана вычерчивается на миллиметровке формата А3. Длина диаграммы изображает в определенном масштабе длину судна. Масштаб осадки выбирается таким, чтобы диаграмма заняла почти все поле чертежа.
Масштаб Ω необходимо брать стандартным, но сохраняющим точность расчета.
Для определения водоизмещения и абсциссы центра величины судна, имеющего дифферент, необходимо рассчитать осадку носом и кормой.
Отложив Тн и Тк на масштабе Бонжана проводим наклонную ватерлинию и восстанавливаем перпендикуляры из точек пересечения этой ватерлинии со шпангоутами до встречи с соответствующей кривой Ω(z). Длины этиз перпендикуляров масштабе будут равны значениям Ωi.
5. Остойчивость
Остойчивостью называют способность судна, выведенного из положения равновесия, возвращаться в него после прекращения действия внешних сил.
Как видно из определения, между понятиями остойчивость судна и устойчивость, а также устойчивое равновесие тела в механике просматривается аналогия. Однако имеются и отличия: в остойчивости рассматриваются не только бесконечно малые, но и конечные отклонения от положения равновесия; устойчивость - чисто качественное состояние, а остойчивость имеет меру, наконец, судно может либо обладать остойчивостью (устойчивое равновесие), либо быть неостойчивым (иметь неустойчивое и безразличное равновесие).
Плавающее судно как твердое тело обладает шестью степенями свободы, следовательно можно говорить об отклонениях от положения равновесия по всем этим степеням. Что касается поступательных перемещений вдоль осей ох и оу, а также вращательного относительно оси OZ, то им ничто не препятствует, поэтому не возникает восстанавливающих сил и момента. Таким образом, по отношению к этим отклонениям судно не обладает остойчивостью, а положение равновесия здесь безразличное. Это обстоятельство не грозит судну гибелью, не препятствует его использованию по назначению.
Отклонение вдоль вертикальной оси 0у приводит к появлению (для судна, имеющего запас плавучести) восстанавливающих сил, т. е. такое судно всегда обладает вертикальной остойчивостью. Кроме того, судно должно сопротивляться, противостоять, наклонениям относительно осей ох и ау, в противном случае оно опрокинется, перевернется. Устойчивое равновесие при указанных наклонениях не обеспечивается автоматически, как это было с вертикальной остойчивостью, а требует определенных конструктивных решений. В общем случае характер равновесия зависит от формы корпуса, распределения нагрузки, величины отклонения и т.д. Изучением всех этих вопросов и занимается «статическая остойчивость» (или просто «остойчивость»). В зависимости от того, в какой плоскости происходит наклонение, различают поперечную остойчивость - поворот судна относительно оси ох, сопровождаемый появлением угла крена, и продольную остойчивость - вокруг оси ау, угол дифферента.
Кроме того, выделяют начальную остойчивость, когда углы наклонения малы, и остойчивость на больших углах крена. В первом разделе удается получить достаточно простые аналитические зависимости, определяющие остойчивость судна, второй раздел имеет более общий характер и включает в себя начальную остойчивость как частный случай.
Статическая остойчивость предполагает, что силы или моменты прилагаются к судну в течение достаточно длительного промежутка времени. Если эти условия не соблюдаются и силами инерции пренебрегать нельзя, то вступают в действие законы динамической остойчивости.
6. Непотопляемость
Непотопляемость - способность поврежденного судна сохранять плавучесть и остойчивость, а в ограниченной степени и другие мореходные качества при затоплении одного или нескольких отсеков.
Утрата судном плавучести либо остойчивости означает его гибель; снижение ходовых качеств, маневренности и ухудшение параметров качки не приводят немедленно к катастрофическим последствиям. Этим объясняется предпочтение, отдаваемое при определении непотопляемости, первым двум мореходным качествам. Строго говоря, непотопляемость не является самостоятельным мореходным качеством - фактически это плавучесть и остойчивость поврежденного судна с затопленными отсеками.
Естественно, что абсолютно непотопляемого судна построить невозможно: каждое будет обречено на гибель при достаточно больших повреждениях. Непотопляемость должна обеспечиваться лишь при некоторых условиях, определяемых назначением судна, его размерами, районом плавания и т. д. Так, в наибольшей степени обеспечивается непотопляемость военных кораблей.
Среди гражданских судов в этом плане самые жесткие требования предъявляются к пассажирским судам, от безопасности которых зависит жизнь большого количества людей.