Вибір характеристик форми корпусу

Як відомо з курсу теорії корабля, коефіцієнти повноти форми корпусу впливають на ходовість судна. Це можна спостерігати на зміні форми середньої ватерлінії в залежності від швидкості руху. Середня ватерлінія будується на основі кривої площ шпангоутів (КПШ), ординати якої поділяються на 2 T.

Замінивши середню ватерлінію трапецією (рис.3.8), її загостреність у будь-якій кінцевій частині, наприклад у носовій, можна визначити за формулою

,

де j_н – коефіцієнт поздовжньої гостроти носової гілки середньої ватерлінії;

L _н – довжина носової частини судна.

Рис. 3.8. Схема зображення середньої ватерлінії в формі трапеції.

Приймаючи середню ватерлінію симетричною відносно мідель-шпангоута, можемо записати, що

,

Цю величину можна розглядати як міру середньої загостреності кінцевих частин судна.

З останньої формули видно, що b збільшує y, тобто зменшує загальну загостреність кінцевих частин. Коефіцієнт j діє в тому ж напрямі. Відношення L/B, збільшуючись, зменшує y, тобто збільшує загостреність.

Таким чином, загостреність кінцевих частин судна повинна зростати з збільшенням швидкості ходу та Fr, а це пов’язане з зменшенням коефіцієнтів b, j і d.

Для обчислення коефіцієнтів повноти існує багато статистичних формул. Нижче наводяться деякі з них.

Коефіцієнт поздовжньої повноти:

j = 1,05 – 1,5Fr ± 0,02, якщо Fr = 0,12 – 0,30;

Fr = 0,17 – 0,32;

, Fr £ 0,35.

Враховуючи важливу роль коефіцієнта j в залишковому опорі його значення слід контролювати по графіку рис.3.9, рекомендованому А.В. Бронніковим [2], який відображає залежність j = f (Fr). Цей графік може бути розбитий на 3 зони, які відповідають трьом різним формам цієї залежності.

В I-й зоні при Fr > 0,45 оптимальні значення j знаходяться в межах 0,60...0,65. При цьому з одного боку приймають до уваги вимоги загального розташування: при фіксованому значенню d збільшення j за рахунок зменшення b дозволяє декілька приповнити кінцеві частини, що покращує конфігурацію розташованих там приміщень.

З другого боку, якщо передбачається експлуатація судна як з максимальною так і зниженою швидкістю, зменшення j виявляється сприятливим з точки зору опору і зниження буксирувальної потужності на знижених швидкостях.

Урахування обох обставин обумовлює вибір j для конкретного судна.

Рис.3.9. До вибору коефіцієнта повздовжньої повноти j

II-а зона відповідає відносним швидкостям від 0,30 до 0,45. У цьому інтервалі чисел Фруда оптимальні значення j зменшуються за лінійним законом в середньому від 0,63 при Fr = 0,45 до 0,57...0,58 при Fr = 0,30.

III-а зона відповідає Fr < 0,30. Цій зоні властиві великі значення b близькі до одиниці, цьому j» d. Орієнтовно значення j в діапазоні відносних швидкостей Fr = 0,15...0,28 дає формула

j = 1,16 – 2,07Fr.

Коефіцієнт повноти вантажної ватерлінії:

a = a j^2/3

Значення величини приймаються як

Для суден з U -подібними і V -подібними шпангоутами можуть бути використані слідуючи найпростіші співвідношення:

a = d + 0,1 і a = d + 0,12.

В.В. Ашиком запропонована формула [1]

a = 0,664j + 0,33.

Коефіцієнт загальної повноти водотоннажності.

Цей параметр форми корпусу впливає на багато якостей судна – ходовість, остійність, непотоплюваність, вантажомісткість, але обирають його перед усім з гідромеханічних міркувань

Так для універсальних суховантажних суден запропонована значна кількість різних залежностей, в тому числі і такі

, якщо Fr = 0,3...0,6

якщо Fr = 0,25...0,30

d = 0,48 + (0,25 – Fr)^0,5 ± 0,11 якщо Fr = 0,14...0,26

.

Для наливних суден

d = 1,05 – 1,4Fr ± 0,06.

.

Коефіцієнт повноти площі мідель-шпангоута b приймають у відносно тихохідних суден близьким до максимально можливого значення, що викликається прагненням до зменшення опору рухові суден шляхом загострення кінцевих частин порівняно повних і дуже повних суден. Верхня межа на практиці значень, які приймаються, близька до 1 і обмежується можливістю побудови теоретичного креслення без помітних зламів ватерліній на межах циліндричної вставки.

Для суден з числами Фруда не вище 0,3 можна скористатися такими залежностями:

при d < 0,615 b = 0,813+0,267d;

при 0,615 < d < 0,800 b = 0,928+0,08d;

при d > 0,8 b = 0,992.

Для відносно швидкохідних суден приймають наступні середні значення b:

Fr = 0,34	0,38	0,41	0,46	0,50
b = 0,925	0,875	0,825	0,800	0,790

При обраних значеннях коефіцієнтів d і j

.

Наведені вище статистичні формули звичайно дають розбіг значень. Щоб зробити правильний вибір, треба залучити до аналізу дані судна прототипу враховуючи числа Фруда проекту і прототипу.

Обрані коефіцієнти треба перевірити по коефіцієнту за графіком на рис.3.9. Крім того, необхідною ще є перевірка відношення

.

Дата добавления: 2014-01-07