Форма обводов оконечностей судна

Страница 1

Форма обводов носовой и кормовой оконечностей проектируемого судна выбирается так, чтобы обеспечить высокие пропульсивные качества, а следовательно снизить мощность СЭУ с учетом степени технологичности конструкции.

В процессе выбора формы обводов носовой оконечности рассматриваются следующие вопросы: форма носовой ветви строевой по шпангоутам и носовой ветви КВЛ, угол притыкания носовой ветви КВЛ к ДП, форма носовых шпангоутов и форштевня.

Рис. 48. Протяженность заострений и цилиндрической вставки

Форма носовой ветви строевой по шпангоутам (прямая, выпуклая, вогнутая), носовой ветви КВЛ и форма носовых шпангоутов (U-образная или V-образная) (рис. 49) геометрически связаны между собой и выбирается в зависимости от относительной скорости судна. Так, например, вогнутая строевая и выпуклая ветвь КВЛ предопределяют V-образные шпангоуты, выпуклая строевая и вогнутая ветвь КВЛ – U-образную форму.

Рис. 49. Формы строевой, ватерлиний и шпангоутов

Л.М. Ногид рекомендовал применять выпуклую форму строевой при Fr <

0,21-0,22, прямую при Fr = 0,22-0,28 и вогнутую при Fr >0,28. Для носовой ветви КВЛ тем же автором даны следующие рекомендации:

Fr <

0,21 – выпуклая;

Fr

= 0,16 – 0,19 – прямая или умеренно вогнутая;

Fr

= 0,20 – 0,22 – прямая или вогнутая;

Fr

= 0,22 – 0,32 – умеренно вогнутая;

Fr > 0,32 – прямая.

Носовым шпангоутам в надводной части корпуса следует, придавать развал, для лучшей всхожести судна на волну. Однако развал шпангоутов не должен быть чрезмерным, поскольку при быстром вхождении уширенной части корпуса в воду при килевой качке, вода, выдавливаемая корпусом, выбрасывается вверх и в виде брызг попадает на надстройки и палубы, что, может привести к разрушению палубных конструкций.

Подводная часть форштевня может, быть вертикальной, наклонной или бульбовой. Особая форма подводной части форштевня придается ледокольно-транспортным судам. Для большинства современных транспортных судов применяется прямой наклонный форштевень, имеющий уклон 15 – 30°. Носовые бульбы применяются с целью снижения волнового сопротивления. Для быстроходных судов, снижение сопротивления достигается за счет благоприятной интерференции волновых систем, создаваемых бульбом и корпусом, что приводит к уменьшению высоты носовой волны. Для тихоходных судов применение бульбов позволяет сместить часть объема в носу в прикильную область и за счет этого заострить ватерлинии вблизи КВЛ, что улучшает обтекание водой носовой оконечности. Основными характеристиками бульбов являются их длина Lб, ширина Вб, высота Нб, подъем Нбп и площадь сечения на носовом перпендикуляре ωб (рис. 50). В зависимости от сочетания этих характеристик формы бульбов; могут; быть весьма разнообразными – каплевидными, грушеобразными, таранными, коническими, цилиндрическими и пр.

Рис. 50. Основные характеристики бульба

Протяженность бульба измеряется в долях длины корпуса lб = Lб/L. Для различных диапазонов относительных на основе экспериментальных данных можно рекомендовать следующие зависимости для lб.

lб = 0,051 – 0,115 Fr ± 0,006 при 0,17 < Fr < 0,21;

lб = 0,102 – 0,300 Fr ± 0,006 при 0,24 < Fr < 0,27;

lб = 0,051 – 0,116 Fr ± 0,006 при 0,27 < Fr <0,32.

Ширина бульба в долях ширины судна изменяется в пределах Вб/В = 0,145 ± 0,025.

Подъем бульба можно найти с помощью угла ψб между его нижней кром-кой и ОП, значение которого (в градусах) определяйся по формуле

ψб = 34 –105 Fr.

Объем бульба за носовым перпендикулярой составляет приблизительно 2% от объемного водоизмещения судна. Коэффициенты полноты бульба по отношению к его объему и размерам следующие: βб = 0,69 ± 0,09, φб = 0,76 ± 0,04.

Отношение площади поперечного сечения бульба к площади миделя называется развитостью бульба ωб. Ее значение в зависимости от числа Фруда:

ωб = 0,010 + 0,25 при Fr < 0,20;

ωб = 0,017 + (1,89 Fr – 0,311)2 при Fr > 0,24.

Максимальное снижение сопротивления (для быстроходных судов) ΔR = 13 – 15 % достигается при fб = 0,15 – 0,16, однако на практике применяются бульбы значительно меньших размеров fб ≈ 0,05, обеспечивающие ΔR = 5 – 8 %. Объясняется это тем, что сильно развитые бульбы неудобны в эксплуатации – затрудняют маневрирование, повышают сопротивление при ходе судна в балласте, затрудняют отдачу якорей.