Методи проектування суден

При проектуванні судна на ранніх етапах визначаються в першу чергу головні невідомі – їх 10 – водотоннажність D; головні розміри L, B, T, H; коефіцієнти повноти d, a, b; потужність СЕУ і вантажомісткість судна W. На подальших етапах кількість невідомих зростає.

Звичайно, для визначення невідомих складається система рівнянь по кількості цих невідомих і вони однозначно обчисляються. Це з точки зору математики.

Але для проектування судна цей метод непридатний оскільки:

– кількість невідомих перевищує кількість рівнянь;

– в розрахунках вживаються залежності визначені в графічному або табличному вигляді;

– в рівняннях фігурують величини, котрі можуть змінюватися в певних межах … £ h £ …

Щоб обійти ці труднощі в теорії проектування суден розроблені чисельні способи, які укладаються в рамки двох основних методів:

– метод послідовних наближень;

– метод варіацій.

Розглянемо їх більш детально.

При проектуванні судна слід ураховувати, що цілий ряд вимог до нього носить суперечний характер. Це примушує приймати компромісні рішення, наприклад:

- збільшення остійності приводить до зменшення періоду качки τ;

- збільшення міцності приводить до збільшення маси корпусу і вартості побудови;

- збільшення довжини судна зменшує потужність головного двигуна, але погіршує керованість і збільшує вартість побудови.

В наслідок цього формули теорії проектування суден мають вірогідний характер та є наближеними. Але тільки ці формули і дозволяють перейти від вимог до якостей судна до його розмірів, коефіцієнтів повноти, потужності головного двигуна тощо. Ці формули дозволяють створити логікоматематичну модель(ЛЛМ) судна.

ЛММ судна – це сукупність формул і статистичних залежностей, яка дозволяє відобразити фізичну суть об'єкту проектування.

В зв'язку з наближеністю формул теорії проектування виникають неточності в вирішенні проектних задач.

Тому після першого рішення, одержавши головні невідомі ЛЛМ, слід піддати перевірці за точними формулами інших кораблебудівних дисциплін: теорії корабля – перевірити чи достатня остійність, гідромеханіки – чи достатня потужність СЕУ, за допомогою ЕОМ перевірити чи достатня вантажомісткість та ін. В разі такої перевірки може виникнути потреба внесення деяких поправок в ЛММ.

Уточнену ЛММ судна треба вдруге вирішити і знайшовши головні невідомі, знову піддати її перевірці за точними формулами.

Одночасно з розрахунками виконуються і графічні проробки, уточнюючи та деталізуючи прийняті проектні рішення.

Як правило, прийнята послідовність розрахункових та графічних операцій дозволяє одержати допустимі рішення по ЛММ.

Подібний метод проектування прийнято називати методом послідовних наближень, а за рубежем – методом проб і помилок.

Таким чином шукані елементи судна визначаються в декілька етапів або наближень. В кожному наступному наближенні уточнюються елементи проекту одержані в попередньому наближенні.

Розрахований проект судна є допустимим проектом, а нас, звичайно цікавить оптимальний варіант, який відповідає цілком визначеному сполученню головних елементів з множини можливих рішень, у якого найкращі економічні показники експлуатації.

Одержати оптимальний варіант можна тільки шляхом розробки і зіставлення десятків іноді тисяч варіантів проекту судна та вибором з них за економічними показниками найкращого. Цей спосіб одержав назву методу варіацій.

Головна відмінність методу варіацій від методу послідовних наближень полягає в тому, що значення деяких шуканих величин найчастіше задаються в відносному вигляді (B/T, H/T, L/B, d,…), а не визначаються в процесі виконування наближень. Решта величин обчислюється методом послідовних наближень одночасно з розрахунком економічних показників (табл.11.1).

Діапазон і крок змінних величин не повинні бути надто малими. Виходячи з точності та чутливості співвідношень і залежностей, які використані в ЛММ, встановлюють, що значення їх повинні відрізнятися одне від одного не менше чим 6 – 10 %, а діапазон граничних величин повинен перекривати очікувану область кожної з них.

Можливі різні підходи до глибини розробки проектів та методики варіантів, що розробляються.

Таблиця розрахунків варіантів судна з систематично змінним значенням d, приведена на наступній сторінці.

Для початку проектування методом варіацій іноді розробляється базовий варіант методом послідовних наближень, а іноді орієнтуються на статистичні дані по суднах даного типу і назначаються величини, що варіюються, тобто задається відправна точка – вектор, у якого компонентами є B/T, H/T, L/B, d та ін.

Приклад визначення проектних характеристик судна методом послідовних наближень наводиться в додатку 1.

Запитання для самоконтролю.

1. Чому при визначені головних невідомих користуються наближеними формулами?

2. Що називається логікоматематичною моделлю?

3. В чому суть метода послідовних наближень при визначенні головних невідомих?

4. Чим відрізняється метод послідовних наближень від методу варіацій?

5. В чому полягає характеристика АКТ суховантажного судна?

6. Чим характеризується конструктивний тип наливного судна?

7. Чим характеризується архітектурний тип судна?

8. Чим закінчується перше і друге наближення в ЛММ?

Таблиця 11.1. – Розрахунок варіантів судна

Величина

d1

d2

(L/B)1

(L/B)2

(L/B)3

(L/B)1

(L/B)2

(L/B)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

(В/Т)1

(В/Т)2

(В/Т)3

Рі = f (LBH) D =Σ Рi + Р в L B T H . . . N W . . . S 'п

Дата добавления: 2014-01-07