Теоретический чертеж и главные размерения корпуса

Мореходные качества судов зависят от формы и размеров корпуса. Форма корпуса может быть задана аналитически (в виде формул), в табличном и графическом видах. наиболее наглядно и точно форма корпуса описывается графически в виде теоретического чертежа, который представляет собой изображение теоретической поверхности корпуса. Он выполняется в соответствии с требованиями государственных стандартов [1], [2].

У судов с металлической обшивкой в качестве теоретической принимается внутренняя поверхность обшивки корпуса; у судов с деревянной или железобетонной обшивкой – наружная поверхность днища и бортов без учета местных утолщений.

С использованием теоретического чертежа расчетом определяются мореходные (навигационные) качества судна; он необходим также при постройке и ремонте судна, при модернизации, при установке на судно дополнительного оборудования, при определении площади и объема различных помещений на судне.

Теоретический чертеж вычерчивается в трех проекциях. Он включает три семейства линий, получающихся при пересечении поверхности корпуса плоскостями, параллельными трем следующим взаимно перпендикулярным координатным плоскостям.

Продольно-вертикальную плоскость принято именовать диаметральная плоскость и обозначать – ДП; поперечно-вертикальную – плоскость мидель-шпангоута (условное обозначение ); горизонтальную – основная плоскость (ОП) (рис. 1.1).

Диаметральная плоскость (ДП) – продольная вертикальная плоскость, проходящая через середину ширины судна и являющаяся плоскостью симметрии поверхности корпуса судна.

Плоскость мидель-шпангоута (проще – плоскость миделя) – поперечная вертикальная плоскость, расположенная посередине конструктивной длины судна.

Рис. 1.1. Координатные плоскости

Основная плоскость (ОП) – горизонтальная плоскость, проходящая через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидель-шпангоута.

В задачах, связанных с определением геометрических характеристик корпуса и посадки судна, обычно используют связанную с судном прямоугольную координатную систему 0XYZ в которой положительная полуось 0Х направлена в нос по линии пересечения ДП и ОП, положительная полуось 0Y – на правый борт по линии пересечения плоскости мидель шпангоута с ОП, ось 0Z – вверх по линии пересечения ДП с плоскостью мидель-шпангоута (см. рис. 1.1).

Для получения теоретического чертежа поверхность корпуса судна «пересекается» тремя семействами плоскостей, которые располагаются параллельно координатным плоскостям. Линии пересечения поверхности с вертикальными продольными плоскостями называются батоксами (рис. 1.2), линии пересечения с вертикальными поперечными плоскостями – теоретическими шпангоутами, а линии пересечения поверхности корпуса плоскостями, параллельными основной плоскости, называются ватерлиниями.

Сечения, образованные плоскостями, параллельными какой-либо координатной плоскости, проектируются на нее в истинном виде, а на две другие координатные плоскости – в виде прямых. Эти прямые, являющиеся следами секущих плоскостей, образуют сетку теоретического чертежа судна.

Рис. 1.2. Сечения поверхности корпуса плоскостями,

параллельными координатным

Проекции всех сечений на ДП образуют проекцию «Бок» теоретического чертежа; на ней батоксы изображаются в виде кривых линий, а шпангоуты и ватерлинии – в виде прямых линий (рис. 1.3).

Проекции всех сечений на плоскость мидель-шпангоута образуют «Корпус». Шпангоуты на этой проекции имеют вид кривых линий, а ботоксы и ватерлинии – прямых. Обычно изображают половины шпангоутов: ветви носовых шпангоутов – справа от следа ДП, кормовых – слева. Мидель-шпангоут вычерчивают на оба борта.

Проекции всех сечений на ОП образуют проекцию «Полуширота»; при этом для корпуса, симметричного относительно ДП, вычерчивают только половины ватерлинии по левому борту. На «Полушироте» ватерлинии получаются в виде кривых, а шпангоуты и батоксы – в виде прямых линий.

Нос судна на проекциях «Бок» и «Полуширота» располагается справа.

На теоретическом чертеже изображают, как правило, равноотстоящие батоксы, шпангоуты, ватерлинии (на рис. 1.3 см. интервалы соответственно).

Количество батоксов принимается от 2-х до 4-х на один борт, не считая диаметрального батокса. Число ватерлиний берется, в зависимости от погружения судна, от 4-х до 10 – в пределах подводной части судна. В надводной части, особенно для судов с наклонными бортами, делаются 2–3 дополнительных сечения судна горизонтальными плоскостями; при этом расстояние между ватерлиниями в подводной и надводной частях могут быть различными.

Рис. 1.3. Теоретический чертеж корпуса судна

Число теоретических шпангоутов обычно составляет 21, включая мидель-шпангоут и конечные – носовой и кормовой шпангоуты. иногда в оконечностях судна делаются дополнительные поперечные сечения – половинные или четвертные, проходящие на половине или на одной четверти расстояния между основными шпангоутами.

Нумерацию батоксов производят влево и вправо от ДП римскими цифрами (I, II и т.д.), нумерацию ватерлиний от ОП – вверх от 0 до 10, нумерацию шпангоутов – с носа в корму от 0 до 20.

На всех проекциях теоретического чертежа наносится бортовая линия палубы (линия пересечения поверхности палубы и борта) (см. рис. 1.3).

При выполнении теоретического чертежа вначале вычерчивают его сетку, с помощью которой для проекции «Бок», «Корпус» и «Полуширота» задается графическая основа координатной системы (рис. 1.4). Сетка для проекции «Бок» проекционно согласуется с сетками для проекций «Корпус» и «Полуширота». Кроме того, сетки для этих проекций теоретического чертежа имеют равные интервалы DТ, DВ иDL (см. рис. 1.4).

Рис. 1.4. Сетка теоретического чертежа

После построения сетки, с ее использованием, наносят линии теоретических шпангоутов, батоксов и ватерлиний.

Поскольку все эти линии изображают одну и ту же поверхность, они должны быть согласованы между собой. При построении теоретического чертежа необходимо обеспечить согласование точек пересечения ватерлиний и шпангоутов по ширине судна, ватерлиний и батоксов – по длине судна, батоксов и шпангоутов – по высоте борта.

Знание правил согласования линий теоретического чертежа позволяет построить по одной проекции две другие. Для построения всего чертежа достаточно иметь заданным одно семейство кривых линий; чаще всего такими линиями являются шпангоуты проекции «Корпус».

Нумерация шпангоутов может быть различной в зависимости от выбранной схемы расчетов по теоретическому чертежу. Применяется последовательная нумерация в направлении от носового шпангоута к кормовому, когда крайнему носовому шпангоуту присваивается нулевой номер. Применяется также и такая система, когда мидель-шпангоуту присваивается нулевой номер: носовые шпангоуты нумеруются по порядку, начиная от мидель-шпангоута в нос, а кормовые – от мидель-шпангоута в корму, при этом для кормовых – цифры ставятся со штрихами (см. рис. 1.4).

Масштаб теоретического чертежа выбирается исходя из размеров судна и принимается: для больших судов 1:200, для судов средней длины – 1:100 и для малых судов 1:50 или 1:25.

Главными размерениями корпуса судна*) считаются его длина, ширина, осадка и высота борта.

Различают четыре группы главных размерений корпуса: конструктивные, расчетные, наибольшие и габаритные. Конструктивные размеры характеризуют конструктивную ватерлинию и ее положение по высоте относительно ОП; расчетные размерения характеризуют расчетную ватерлинию (ватерлинию, отличающуюся от конструктивной) и ее положение по высоте; наибольшие размерения определяются по теоретической поверхности корпуса; габаритные размеры судна определяются с учетом закрепленных на корпусе постоянно выступающих частей.

Конструктивная ватерлиния (КВЛ), соответствует полному водоизмещению судна (полной загрузке судна).

Длина по конструктивной ватерлинии (длина конструктивная): L – расстояние между точками пересечения КВЛ с теоретическими линиями форштевня и ахтерштевня (для двухвинтовых судов L совпадает с длиной между перпендикулярами, которые на рис. 1.5, а, обозначены: НП (носовой перпендикуляр) и КП – (кормовой перпендикуляр). Длина конструктивная делится на 20 равных частей – теоретических шпаций (см. рис. 1.4).

Рис. 1.5. Главные размерения корпуса

Ширина конструктивная: В – расстояние между касательными к конструктивной ватерлинии, параллельными диаметральной плоскости.

Осадка судна по конструктивную ватерлинию: Т – расстояние между плоскостью конструктивной ватерлинии и основной плоскостью, измеренное в пересечении плоскости мидель-шпангоута с диаметральной плоскостью (см. рис. 1.5).

Высота борта: Н – расстояние от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы, измеренное в плоскости мидель-шпангоута.

Размеры L,B,T служат в качестве базы для построения сетки теоретического чертежа (см. рис. 1.4).

Длина по расчетной ватерлинии: L_вл – расстояние, измеренное в плоскости расчетной ватерлинии между крайними носовой и кормовой ее точками в диаметральной плоскости. Расчетная ватерлиния, соответствует осадке Т_вл, измеренной в пересечении плоскостей мидель-шпангоута и ДП (см. рис. 1.5).

Ширина по расчетной ватерлинии: В_вл – наибольшее расстояние, измеренное между теоретическими поверхностями бортов на уровне расчетной ватерлинии перпендикулярно диаметральной плоскости.

Длина наибольшая L_нб – расстояние между крайними точками носовой и кормовой оконечности теоретической поверхности корпуса, измеренное перпендикулярно плоскости мидель-шпангоута.

Ширина наибольшая В_нб – расстояние, измеренное перпендикулярно диаметральной плоскости, между крайними точками теоретической поверхности корпуса.

Длина габаритная L_гб – расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечности корпуса с учетом постоянно выступающих частей (металлическая обшивка, кринолин, устройство для толкания и т.п.) (см. рис. 1.5, б).

Ширина габаритная В_гб – расстояние, измеренное перпендикулярно диаметральной плоскости между крайними точками корпуса с учетом выступающих частей.

На рис. 1.5 также обозначены (показаны): «а» – вылет носа, «с» – свес кормы, DН – максимальное значение погиби палубы (максимальная стрелка погиби палубы).