Основы проектирования судна. Определение водоизмещения и главных размерений, составление укрупненной нагрузки масс. Определение водоизмещения

РАЗРАБОТКА ПРОЕКЦИИ КОРПУС ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАВУЧЕСТИ

При разработке проекции "корпус" теоретического чертежа проектируемого судна рекомендуется применить аффинное преобразование чертежа прототипа.

Расчет элементов судна по теоретическому чертежу выполняется в виде таблицы формы 3.

Форма 3

Расчет элементов подводной части судна

a₁ =0,81,a₂ =0.58.

Площадь парусности боковой поверхности судна S_n и аппликата центра парусности r_n  рассчитываются в табличной форме 5.

Форма 5

Определение площади и аппликата центра парусности

Учитывая несплошные поверхности:

S_n= 1.05∑S_i  (6.3)    z_n = 1.1∑S_iz_i/S_n  (6.4)

S_n= 1.05*327 = 343,4

z_n = 1.1*883,6/343,4=2,8 м,

М_кр=0.001*157*343,4*1,7=91,6.

Для определения предельно - допустимого кренящего момента М_доп необходимо построить диаграмму статической остойчивости судна. Плечи остойчивости находятся по приближенной формуле:

l =y_c90f₁(θ)+ z_c90f₂(θ)+ rf₃(θ)- aSinθ , (6.5)

где y_c90 , z_c90 - координаты центра величины судна, условно накрененного на 90°, вычисляются по формулам:

y_c90 =(1-0.95 Т/Н) В/2;  (6.6)  

z_c90 =0.64Н(1 - 1.15Т/Н); (6.7) малый метацентрический радиус r равен: r = α ²В² /11.4δТ; (6.8) возвышение центра тяжести над центром величины: а=r_g – z_c ; (6.9)

y_c90 =(1-0.95*2/3.4)*11.7/2=2.6;   

z_c90 =0.64*347(1 - 1.15*2/3.4)=0.9;

r = 5.8;

а=2-0,9=1,1.

Плечи остойчивости l рассчитываются в таблице формы 6, где приводятся и значения тригонометрических функций f₁(θ), f₂(θ), f₃(θ).

Форма 6

Определение плеч статической остойчивости

По результатам расчета в таблице формы 6 строится диаграмма остойчивости (Рида).

Для определения плеча допустимого момента необходимо предварительно найти угол заливания θ_зал и амплитуду качки θ_m . Амплитуда качки определяется в соответствии с указаниями Правил РР РСФСР, согласно которым:

Θ_m=f(m), где m=m₁m₂m₃; m₁=m₀/(h₀)^1/2; h₀=r+z_c-z_g; n₁=(h₀/V^1/3)/(z_g/B);

h₀=5.8+0.9-2=4.78;

n₁=(4.78/7990,116^1/3)/(2/11.76)=1.4; m₁=3/(4.78)^1/2=1.4;

m₀=3; m₂=0.87; m₃=0.66.

m=1.4*0.87*0.66=0.8.

Θ_m=13 (по таблице 6.7, методического указания)        

Угол заливания Θ_зал соответствует углу, при котором начинается заливание водой незакрытых отверстий (иллюминаторов, люков, дверей и т.п.) . Он определяется при заливании через иллюминатор:

tgΘ_зал =(h_нкл - 0.075) / 0.5В=(1.2-0.075)/0.5*11.76=0.19 (6.10)

Θ_зал=10.83, где h_нкл -возвышение нижней кромки иллюминатора над КВЛ, м.

При заливании через комингс люка или двери угол заливания  Θ_зал находится по формуле:

tgΘ_зал =(Н-Т+h_к)/(0.5B-b_пр)=(3,4-2+1,2)/(0,5*11,76-1,2)=0,5,   (6.11)

Θ_зал=29,1, где h_k-высота комингса, м.

b_пр - расстояние от комингса до борта, м.

Максимальное из найденных значений Θ_зал откладывается по оси абсцисс диаграммы Рида вправо, а Θ_m влево.

Допустимый кренящий момент рассчитывается по формуле:

М_доп = gDl_доп, (6.12)

l_доп=0.5;  М_доп = 9.81*1774,7*0.6=10446

М_кр ≤М_доп,  91.6<9405.8

Остойчивость судна соответствует основным критерием норм РР РСФСР.

7. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ ДВИЖЕНИЮ СУДНА

Смоченная поверхность Ω, определяется по одной из приближенных формул:

Ω= LT(2+1.3(δ-0.274)B/T));

Ω=74.3*1.43(2+1.3(0.653-0.274)11.2/1.43)=626.9 м².

Коэффициент сопротивления выступающих частей:

С_АР=0,2*10^-3

Коэффициент,      учитывающий      шероховатость      корпуса

ΔС_F=0,6*10^-3.

Кинетический коэффициент вязкости воды v=1.57*10^-6 м²/с.

Форма 7

Расчет сопротивления воды движению судна

Коэффициент   пропорциональности   между   сопротивлением трения и сопротивлением формы k

k=(22T/L-0.1)(0.132+(δ-0.4)^2.5);

k=(22*0,019-(0.132+(0.653)^2.5)=0.05

Коэффициент волнового сопротивления (при Fr≤0,1 С_w=0)

С_w= (2.23 – 0.325B/T+0.02B/T)((0.606-1.88(δ-0.4)²)*

*(Fr-0.1)^{4.2-9.6(δ-0.4)2}+0.001(Fr-0.1)(15.5-3.53L/B+0.188(L/B)².

По  результатам  расчета  в зависимости     от     скорости     строятся     графики