Форма обводов оконечностей судна

Страница 2

Ориентировочное представление об эффективности бульбов дает диаграмма на рис. 51, построенная для fб = 0,05. Из рисунка видно, что при определенных условиях влияние бульба может быть отрицательным.

Рис. 51. Влияние бульба на изменение величины сопротивления

Альтернативой бульбам являются цилиндрические (эллиптические) обводы нососовой оконечности (рис. 52). Такие обводы целесообразны на очень полных судах c δ > 0,8. Положительный эффект применения таких обводов связан с уменьшением носовых плеч ватерлиний, то; есть с возможностью более плавного перехода от носового заострения к цилиндрической вставке, что уменьшает интенсивность волнообразования в этой части судна. Радиус закругления цилиндрического форштевня зависит от относительной скорости и изменяется в пределах 7 – 12 % от В/2. Эллиптические обводы отличаются еще более увеличенным радиусом закругления скулы и форштевня.

Рис. 52. Цилиндрические носовые обводы

Проектирование обводов кормовой оконечности связано с выбором формы кормовой ветви КВЛ, угла притыкания КВЛ к ДП (угла схода КВЛ), формы шпангоутов и типа кормы.

Кормовую ветвь КВЛ профилируют так, чтобы предотвратить отрыв пограничного слоя. По этой причине не рекомендуется применять вогнутых ватерлиний, а угол схода КВЛ стараются удержать в пределах 30°. Угол схода ватерлиний в районе выхода гребного винта должен быть не больше 19 – 20°. Для судов с транцевой кормой угол схода КВЛ может быть увеличен до 35 – 45°, что является следствием пологих батоксов.

Форма кормовых шпангоутов во многом зависит от относительной скорости судна.

Для тихоходных одновинтовых судов рекомендуется применять V-образные шпангоуты, для двухвинтовых U-образные (рис. 53). Для быстроходных судов (Fr = 0,5 – 0,6) рекомендуется делать пологие батоксы в кормовой оконечности. Это расширяет верхние ВЛ, корма превращается в транцевую и шпангоуты приобретают U-образную форму.

Выбор типа кормы для современных судов в большинстве случаев ограничивается рассмотрением двух вариантов – транцевой или крейсерской. Транцевая корма позволяет упростить технологию постройки судна, уменьшить вибрацию свеса кормовой оконечности, увеличить площадь верхней палубы в корме.

Но для предотвращения повышения сопротивления счйтается недопустимым значительное погружение транца в воду. Крейсерская корма увеличивает длину подводной части, за счет чего удаётся снизить сопротивление. Кроме того, крейсерская корма оказывает благоприятное влияние на работу гребного винта.

Для современных судов характерно применение так называемой открытой кормы с подвесным рулем (рис. 54). Ее достоинство заключается в повышении пропульсивного коэффициента за счет отсутствия пятки ахтерштевня, что обеспечивает более плавное набегание воды на диск винта. Для ледокольно-транспортных судов открытая корма не подходит из-за меньшей прочности крепления баллера руля, по сравнению с закрытой кормой.

Рис. 54. Формы кормы: а – открытая транцевая,

б – закрытая крейсерская

Разработка теоретического чертежа

Теоретический чертеж, изображающий поверхность судна и дающий самую полную характеристику его формы, наряду с нагрузкой и чертежами общего расположения относится к основным материалам проекта.

Разработка теоретического чертежа базируется на двух положениях:

- при фиксированных главных размерениях судна необходимо выдержать значения водоизмещения, коэффициентов полноты и положение ЦВ;

- локальные параметры формы обводов, такие как: форма шпангоутов, батоксов, ватерлиний, протяженность и положение цилиндрической вставки, форма носовой и кормовой оконечностей и т.п., должны быть близки к оптимальным для данного судна.

Осуществить эти положения можно различными способами:

1. Разрабатывается строевая по шпангоутам (либо средняя ВЛ) и на ее основе производится построение обводов судна. Такой метод дает проектанту наибольшие возможности для построения желаемых обводов, но в то же время данный метод имеет наибольшую трудоемкость;

2. Для построения теоретического чертежа используются стандартные строевые по шпангоутам;

3. Перестраивается теоретический чертеж судна прототипа. В качестве прототипа может быть выбрано либо реальное судно, либо так называемое "стандартное" судно (серии BSRA, 60, Тодда и др.). В результате трудоемкость заметно снижается, но при этом нельзя утверждать, что полученные обводы являются оптимальными для данного судна;