Характеристики формы судна. Строевые. Смоченная поверхность

Страница 1

Наиболее общей графической характеристикой формы судна является теоретический чертеж. По нему можно изготовить модель судна, испытания которой дадут возможность проверить расчетное значение сопротивления.

Другими графическими характеристиками формы корпуса являются строевая по шпангоутам и строевая по ватерлиниям. Обе эти кривые основываются на теоретическом чертеже. Строевая по ВЛ характеризует распределение объемов по высоте, а строевая по шпангоутам – по длине судна (рис. 2). Кроме этого строевые отражают ряд особенностей ТЧ, связанных с ходкостью.

Площадь заключенная между осью абсцисс и обводом строевой по шпангоутам (осью ординат и обводом строевой по ВЛ) дает объемное водоизмещение судна V, ординаты строевой по шпангоутам – площади шпангоутов ωi (абсциссы строевой по ВЛ – площади ВЛ Si). Кроме этого положение центра площади строевой по шпангоутам характеризует абсциссу ЦВ судна хс. Коэффициент полноты строевой по шпангоутам равен φ, строевой по ВЛ – χ.

Рис. 32. Строевая по шпангоутам и строевая по ватерлиниям

Строевую по шпангоутам часто заменяют кривой средних ординат шпангоутов (средней ВЛ). Ординаты этой кривой получаются в результате деления ординат строевой на удвоенную осадку:

yi ср = ωi /2Т.

Поскольку

,

ординаты средней ВЛ yi ср являются средними ординатами всех ВЛ на данном шпангоуте. Средняя ВЛ, так же как и строевая по шпангоутам, имеет сходство с ватерлиниями данного судна, что объясняется природой этих кривых. Длина основания средней ВЛ, так же как и длина строевой совпадает с длиной судна L. Положение ЦТ площади остается тем же, что у строевой. Наибольшая ордината кривой yср max = ωmax/2Т = βB/2, коэффициент полноты остается равным φ.

Подобным же образом вместо строевой по ватерлиниям может быть построена кривая средних ординат ватерлиний (средний шпангоут) являющаяся средними ординатами всех шпангоутов на данной ВЛ. Ординаты этой кривой получают путем деления ординат строевой на 2L.

yi ср = Si /2L.

Аппликата ЦТ площади у среднего шпангоута остается той же, что у строевой. Наибольшая ордината кривой yср max = Smax/2L = αB/2, коэффициент полноты равен χ.

Площадь смоченной поверхности Ω в большой степени влияет на ходкость судна и учитывается в расчете сопротивления движению. Данная площадь может быть определена как

,

где аi – длина полупериметра обвода погруженной части шпангоутов. Данную формулу можно заменить выражением

Ω = 2Laср,

где аср – средний полупериметра обвода шпангоутов.

.

Средний полупериметр может быть найден с большой точностью как полупериметр шпангоута средней площади, получающегося из строевой по ВЛ делением ее ординат на 2L. Если принять в качестве строевой четырехугольник Морриша, то соответствующий ей шпангоут будет иметь вид представленный на рис. 33. Пользуясь рисунком, можно найти аср.

Рис. 33. Построение шпангоута средней площади по Морришу

аср = ,

где

,

.

Тогда

Ω = 2L(аВ δВ + аТ Т).

Исследования транспортных судов показали, что при В/Т = 2 – 3 достоверные результаты можно ожидать при аВ = 0,5, аТ = 0,85 (формула Мумфорда). При повышенных значениях В/Т и уменьшении δ коэффициенты аВ и аТ приближаются к значениям аВ = 0,565 и аТ = 0,68 (формула Мурагина).