Форма обводов оконечностей судна

Страница 3

4. Реальные обводы заменяются математическими кривыми и поверхностями, которые описываются аналитическими выражениями (например, уравнениями параболы или прогрессики). В результате оказывается возможным определить координаты любой точки поверхности без графических построений, что удобно для расчетов статики и динамики судна. Однако далеко не всегда удается описать формулой реальную корабельную кривую, особенно в оконечностях. По этой причине теоретические чертежи, полученные таким образом, зачастую приходится дорабатывать вручную.Процесс разработки теоретического чертежа состоит из двух основных этапов – подготовительных работ и построения всех кривых, образующих теоретический чертеж корпуса.

Подготовительные работы

Подготовительные работы заключаются в разработке строевой по шпангоутам, КВЛ, выборе положения ЦВ, протяженности и положения цилиндрической вставки, обводов шпангоутов и формы носа и кормы. О подходах к решению этих вопросов подробно было сказано в предыдущих разделах.

Построение строевой по шпангоутам заключается в следующем. Сначала для носовой и кормовой частей строится трапеция, равная по площади соответствующей части строевой (рис. 54). При этом необходимо помнить, что площадь строевой численно равна объемному водоизмещению судна.

Рис. 54. Строевая по шпангоутам в форме трапеции

Ранее были получены формулы для длин носового и кормового заострения

.

С учетом того, что для большинства судов Lн = Lк = L/2,

.

Необходимые для определения Lн и Lк коэффициенты φн и φк можно найти из выражения связывающего положение ЦВ с полнотой носовой и кормовой частей строевой

и зависимостью

.

Другой способ упрощенного изображения строевой заключается в замене кривой четырехугольником Морриша (рис. 55).

Рис. 55. Строевая по шпангоутам в форме Морриша

Может применяться и комбинация обоих способов.

После разработки строевой в упрощенной форме производится ее сглаживание – преобразование от ломаной линии к плавной кривой. Для этого необходимо определить минимальную длину кормового заострения, протяженность и положение цилиндрической вставки, выбрать форму носовой и кормовой ветвей строевой. Затем, ориентируясь на упрощенные изображения проводят плавную кривую, таким образом, чтобы площадь ограниченная сглаженной строевой оставалась равной площади ограниченной ломанной линией (рис. 56).

Рис. 56. Сглаживание носовой ветви строевой

Построение КВЛ осуществляется аналогично построению строевой по шпангоутам, заменяя φ на α, а хс/L на относительную абсциссу центра КВЛ – хf/L. Тогда расчетные зависимости, используемые для построения КВЛ, принимают следующий вид:

,

,

.

При построении кривых носовой и кормовой ветвей ватерлиний необходимо учитывать их углы заострения ψн и ψк, предельные значения которых были даны ранее.

При построении обвода ДП выбирается рациональную форму фор- и ахтерштевня и параметры седловатости верхней палубы.

В отношении шпангоута наибольшего сечения (как правило, он находится в плоскости миделя) решается вопрос о килеватости днища а, ширине горизонтального киля Вгк, развале бортов θб, погиби бимсов и радиусе скругления скулы r (рис. 57). Для судов с горизонтальным днищем и вертикальным бортом

.

Рис. 57. Схема построения мидель-шпангоута