Главные размерения

Неподвижный корабль, плавающий на тихой воде, подвержен действию массовых сил тяжести и поверхностных сил гидростати­ческого давления воды, приложенных к смоченной поверхности корпуса. Массовые силы тяжести обусловлены, наличием на кораб­ле различных грузов. Все грузы разделяют на постоянные и пе­ременные. К.постоянным грузам относят корпус, вооружение, ко­рабельную энергетическую установку, системы, устройства и пр. Они находятся на корабле постоянно, их масса в период эксплу­атации корабля не изменяется. Переменными грузами считают все виды запасов (топлива, смазочного масла, котельной воды, бое­припасов, провизии, запасных частей) и экипаж. Каждый постоян­ный и переменный груз характеризуют массой m _i и положением его центра тяжести относительно главных плоскостей теоретиче­ского чертежа — координатами x _i, y _i, z _i.

Совокупность всех находящихся на корабле грузов составляет его нагрузку. Суммарными характеристиками нагрузки является масса корабля М и координаты его центра тяжести (ЦТ) G (x_g; y_g; z_g), определяемые выражениями:

(1.1)

Вычисление сумм, входящих в уравнения (1.1), выполняют в таб­лице нагрузки. Для удобства расчетов однородные грузы сводят в статьи, подгруппы, группы и разделы.

Зная массу М, можно вычислить силу тяжести корабля
Р=gM (где g—ускорение свободного падения). Сила Р приложена в центре тяжести G (рис. 1.9) и направлена вертикально вниз.

Все поверхностные силы гидростатического давления, действу­ющие на подводную часть корпуса, можно привести к одной рав­нодействующей— силе плавучести равной по величине силе тяже­сти воды, вытесненной погруженным объемом корабля V. Сила плавучести направленавертикально вверх и приложена в геомет­рическом центре погруженного объема — точке С, именуемой центром величины (ЦВ). Значение силы плавучести равно γV, где γ — удельный вес воды. Координаты центра величины С обоз­начают х_с; у_с; z_c.

Рис. 1.9. Силы, действующие на неподвижный корабль, плавающий по ватерлинию ВЛ на тихой воде.

Важное значение для характеристики корабля имеет поня­тие водоизмещение корабля. Под водоизмещением корабля пони­мают количество воды, вытесненное подводной частью корпуса. Различают объемное и массовое водоизмещение корабля. Объем­ное водоизмещение V (м³)—объем вытесненной кораблем воды. Массовое водоизмещение rV (т)—масса вытес­ненной кораблем воды (где r — плотность воды, в которой плава­ет корабль). В состоянии равновесия масса корабля равна его массовому водоизмещению М = rV. Поэтому часто отождест­вляют понятия «масса корабля» и «массовое водоизмещение».

Во время службы корабля меняется масса переменных грузов (пополнение запасов, их расход), а значит, меняется нагрузка ко­рабля. Для характеристики возможных изменений нагрузки и со­поставления нагрузок различных кораблей используют понятие типовые нагрузки, которые принято называть типовыми водоизмещениями. К ним относят водоизмещения: порожнем, стан­дартное, нормальное, полное, наибольшее. Водоизмеще­ние порожнем — водоизмещение полностью построенного корабля без всех переменных грузов. Стандартное — водоизме­щение полностью построенного корабля со всеми переменными грузами, за исключением запасов топлива, масла и питательной (котельной) воды. Нормальное — равно стандартному водоиз­мещению плюс 50% запасов топлива, масла и питательной (ко­тельной) воды. Полное — водоизмещение полностью построенного корабля со всеми переменными грузами. Наибольшее полное водоизмещение корабля с дополнительными переменными грузами, принятыми на борт сверх предусмотренных проектом. На корабле необходимо вести повседневный тщательный учет состояния всех переменных грузов. Это позволит знать водоизмещение, положение центра тяжести корабля и оценить его мореходные свойства.

Главные размерения корабля (рис. 1.10) есть линейные раз­меры его корпуса, снятые параллельно главным плоскостям теоре­тического чертежа. К ним относят длину L, ширину В, осадку Т, высоту борта Н. Различают четыре вида главных размерений (раз­меров) корабля: наибольшие, габаритные, конструктивные и рас­четные. Они измеряются в метрах.

Наибольшие размеры: L_нб— длина наибольшая — рас­стояние между крайними точками носовой и кормовой оконечно­сти корабля; В_нб — ширина наибольшая — расстояние между край­ними точками корпуса без учета выступающих, частей; Н_б— высо­та борта – расстояние от линии пересечения

Рис. 1.10. Главные размеры (размерения) корабля:

КВЛ— конструктивная ватерлиния; НП — носовой перпендикуляр; КП — кормовой перпендикуляр.

верхней палубы и борта корабля до ОП; различают высоты борта Н_н, Н_¤, Н_к изме­ренные в носу, на миделе и в корме корабля.

Габаритные размеры: L_габ, В_габ — расстояния, измерен­ные с учетом выступающих частей; Т_габ—габаритная осадка — расстояние от крайней нижней точки корпуса с учетом выступаю­щих частей в районе измерения до ватерлинии.

Конструктивные размеры: L_квл — длина по конструк­тивной ватерлинии — расстояние между носовым и кормовым пер­пендикулярами; В_квл — ширина по КВЛ, измеренная на миделе; Т_квл – осадка по конструктивную ватерлинию, измеренная на миделе, F_¤ - высота надводного борта, измеренная на миделе, F_¤ = Н_¤ - Т_квл; в носу F_н и корме F_к.

Расчетные размеры: L_вл;В_вл — длина ватерлинии и ши­рина ватерлинии; Т - осадка - расстояние, измеренное и плоско­сти миделя от ОП до расчетной ватерлинии. Расчетная ватерли­ния - ватерлиния, по которую сидит корабль при выполнении кон­кретных расчетов.

Более полное представление об особенностях формы корпуса корабля дают коэффициенты теоретического чертежа. Они подразделяются на отношения главных размерений коэф­фициенты полноты характерных сечений корабля и его объемов.

Отношения главных размерений: - относительное удлинение - отношение длины корабля по КВЛ к его ширине; - отношение ширины корабля по КВЛ к соответствующей его осадке.

Коэффициенты по л н о т ы:

- коэффициент полноты ватерлинии — отношение площади ватерлинии к площади прямоугольника, описанного вокруг
нее;

коэффициент полноты мидель-шпангоута — отношение погруженной площади мидель-шпангоута к площади пря­моугольника со сторонами В_Ä, и Т_Ä (В_Ä — ширина мидель-шпангоута при осадке Т_Ä);

—коэффициент общей полноты (коэффициент полноты водоизмещения)—отношение погруженного объема корабля V к объему параллелепипеда со сторонами L; В; Т;

- коэффициент вертикальной полноты — отношение погруженного объема корабля V к объему цилиндра, осно­ванием которого служит площадь ватерлинии S, отсекающей этот объем, а высотой — осадка Т.

- коэффициент продольной полноты — отношение

погруженного объема корабля V к объему цилиндра, основанием
которого служит погруженная площадь мидель-шпангоута , а
высотой — длина корабля L.

Таблица 1.1.

Классы кораблей	Коэффициенты теоретического чертежа
Крейсера	8,5-11,3	2,6-4,2	0,69-0,73	0,76-0,90	0,45-0,60
Противолодочные и сторожевые корабли	8,3-10,1	2,6-4,0	0,70-0,75	0,75-0,85	0,40-0,55
Тральщики	6,4-7,5	3,5-4,3	0,65-0,80	0,75-0,95	0,50-0,60
Вспомогательные суда	6,0-7,5	2,0-3,8	0,70-0,85	0,85-0,96	0,50-0,76

В табл. 1.1. приведены пределы изменений коэффициентов теоретического

чертежа для кораблей различных классов. Все указанные коэффициенты могут быть вычислены при погружении корабля по любую теоретическую ватерлинию.

Посадку корабля, т.е. его положение относительно поверхно­сти тихой воды, характеризуют осадкой на мидель-шпангоуте, креном — наклонением корабля на правый (левый) борт, дифферентом — наклонением корабля на нос или корму. Более подробно посадка рассматривается в гл. 17.