Особенности формы обводов судов в оконечностях

Среди всех кривых теоретического чертежа, по которым можно судить о типе судна и его эксплуатационных характеристиках, следует выделить кривые, характеризующие обводы судов в оконечностях.

В первую очередь это относится к крайним участкам диаметрали — форштевню и ахтерштевню.

 

Форштевень обычных типов судов образуется прямой линией, переходящей через закругление в килевую линию, рис. 2.5, а. Обычно угол наклона форштевня к вертикали на уровне КВЛ составляет 15-20°. На многих современных судах средней быстроходности применяются форштевни в криволинейных очертаний, например, (см. рис 2.5, б), бульбообразные оконечности. Суда, предназначенные для плавания в ледовых условиях, обычно имеют форштевень (см. рис. 2.5, в), состоящий из двух прямых ветвей, соединенных немного выше КВЛ закруглением.

Верхняя ветвь может иметь обычный наклон, а нижняя ветвь образует с горизонтальной плоскостью угол. Значения этого и других (см. рис. 2.6) углов наклона теоретических линий обводов судов ледового плавания регламентируются Правилами Регистра, см. табл. 2.1. По значениям углов j, a0, b0 и b можно судить о способности вползания судна на лед и раскалыванию льда тяжестью носовой оконечности. На больших ледоколах часто устраивают еще и третий участок форштевня — так называемый ограничитель. Он препятствует чрезмерному вползанию ледоколов на мощный лед, заклиниванию носовой оконечности и попаданию крупных льдин.

 

Таблица 2.1

 

№ п/п	Характеристика	Категория ледового усиления — УЛА	Категория ледового усиления — УЛ	Категория ледового усиления — Л 1	Категория ледового усиления — Л 2	Категория ледового усиления — Л 3
	Форма обводов корпуса	Ледокольная	Полуледокольная	не лимитируется	не лимитируется	не лимитируется
	Угол j, град.	20 — 30			не лимитируется	не лимитируется
	Угол a0, град.	20 — 30	не лимитируется	не лимитируется	не лимитируется	не лимитируется
	Угол b0, град.				не лимитируется	не лимитируется
	Угол b , град.		не лимитируется	не лимитируется	не лимитируется	не лимитируется

 

	Ахтерштевень определяется формой кормовой оконечности. Требования к форме кормы весьма многообразны. Главные из них связаны с сопротивлением воды движению судов и с работой двигателя, а для некоторых судов — с их назначением. Можно указать три основных типа формы кормы. До начала нынешнего столетия на всех самоходных судах преобладающей была эллиптическая форма (рис. 2.7). Свое название она получила потому, что контур палубы такой кормы на горизонтальной проекции очерчивается кривой, напоминающей полуэллипс. Вместе с тем в подводной части ватерлинии имеют острые образования, благоприятные для снижения вихревого сопротивления и для подтока воды к винту.

Кормовой свес образует защиту винта и руля от навалов и ударов при столкновениях, швартовке кормой и т.п. Недостатки эллиптической формы кормы явно проявляются при больших скоростях — числах Фруда больше 0,25. Среди них наиболее существенными являются следующие. Слишком крупно идущие вверх кормовые батоксы способствуют тому, что струи воды из-под днища выходят наклонно снизу вверх и увеличивают высоту кормовой системы корабельных волн, а гребной винт работает в косом потоке. Кроме того, эллиптическая корма не создает защиты винта и руля от ударов о плавающие предметы.

Лучшие характеристики имеет крейсерская форма кормы (рис. 2.8).

Характерная особенность этой формы состоит в том, что кормовой свес частично погружен в воду, вследствие чего КВЛ и прилегающие к ней ВЛ значительно длиннее и шире чем глубоколежащие ВЛ. Это позволяет без увеличения габаритной длины судна увеличить его длину вблизи свободной поверхности, что благоприятно сказывается на снижении волнового сопротивления. На батоксах в районе 17-18-го шпангоутов появляется точка перегиба, в корму от которой батоксы становятся пологими. Это также снижает волновое сопротивление и улучшает подток воды к винту. Довольно широкая КВЛ и достаточное заглубление кормового свеса создают защиту винто-рулевого комплекса от плавающих на поверхности воды предметов.

Характерная особенность этой формы состоит в том, что кормовой свес частично погружен в воду, вследствие чего КВЛ и прилегающие к ней ВЛ значительно длиннее и шире чем глубоколежащие ВЛ. Это позволяет без увеличения габаритной длины судна увеличить его длину вблизи свободной поверхности, что благоприятно сказывается на снижении волнового сопротивления. На батоксах в районе 17-18-го шпангоутов появляется точка перегиба, в корму от которой батоксы становятся пологими. Это также снижает волновое сопротивление и улучшает подток воды к винту.

Довольно широкая КВЛ и достаточное заглубление кормового свеса создают защиту винто-рулевого комплекса от плавающих на поверхности воды предметов.

Однако такая форма кормы вызывает некоторые трудности, которые возникают в связи с ограничением диаметра винта вследствие заглубления кормового свеса крейсерской кормы. Поэтому на малых и средних судах с тяговым режимом работы (буксиры, траулеры) крейсерскую корму удается применять с конструктивным дифферентом на корму.

На судах, скорость которых соответствует числам Фруда более 0,40, даже сравнительно пологие батоксы крейсерской кормы оказываются слишком крутыми. Стремление сделать батоксы почти горизонтальными на всей длине кормового свеса привело к применению транцевой кормы (рис. 2.9). У кормы такой формы кормовой свес приобретает почти цилиндрическую форму, а батоксы идут по ее параллельным образующим. Всякое заострение горизонтальной проекции кормовой оконечности нарушило бы эту геометрию, поэтому вместо заострения или закругления корма оканчивается плоским срезом — транцем.

Этому соответствуют и «обрубленные» формы ВЛ в пределах свеса, что, несомненно, вызывает увеличение вихревого сопротивления. Однако на больших скоростях это компенсируется уменьшением волнового сопротивления.

Другие преимущества и недостатки транцевой кормы такие же, как и у крейсерской.

Транцевая корма нашла широкое применение на судах, где требуется широкая палуба в кормовой части судна. Большая ширина кормовой части КВЛ служит некоторой защитой гребного винта от повреждений о плавающие предметы.

Суда ледового плавания в кормовой оконечности должны иметь выступ (ледовый зуб), расположенный в корму от руля, для его защиты на заднем ходу.

Оформление и техника построения теоретического чертежа

Оформление теоретического чертежа

Теоретический чертеж выполняется на удлиненных листах производных форматов по ГОСТ 2.301-68: 1189x1682; 1189х2523; 841x1783; 841x2378; 594x1261; 594x1682; 594x2102; 420x891; 420x1189; 420x1486; 420x1783; 420x2080; 297x630; 297x841; 297x1051; 297x1261; 297x1471; 297x1682; 297x1892.

Наименование проекций на теоретическом чертеже не указывают.

На проекциях теоретического чертежа принимают следующие обозначения.

Батоксы обозначает римскими цифрами. Номера батоксов на проекциях «Корпус» и «Полуширота» проставляются за габаритами сетки, а на проекции «Бок» — над линиями батоксов, перпендикулярно касательным к кривым. Нумерацию батоксов начинают от ДП.

Ватерлинии обозначают арабскими цифрами. На проекциях «Бок» и «Корпус» номера ватерлиний проставляет за габаритными линиями сетки, а на проекции «Полуширота» — над линиями ватерлиний. Нумерацию ватерлиний натчинают от основной плоскости. Нумерация ватерлиний ниже основной плоскости должна быть отрицательной.

Шпангоуты обозначают арабскими цифрами. Номера шпангоутов проставляют: на проекции «Бок» — вне обводов; на проекции «Полуширота» — под следом ДП; на проекции «Корпус» — над линиями шпангоутов. Нумерация шпангоутов — нарастающая от носового перпендикуляра, в корму — положительная, а в нос — отрицательная.

Рыбины обозначают прописными буквами русского алфавита, начиная от ближайшей к ДП. Обозначения рыбин на проекции «Корпус» проставляют над следом секущей плоскости, а на проекциях «Бок» или «Полуширота» — над линиями рыбин.

Промежуточные батоксы, ватерлинии и шпангоуты нумеруются дробными числами.

При большой насыщенности чертежей линиями обводов обозначения проставляют на линиях-выносках.

На проекциях теоретического чертежа допускается делать поясняющие надписи отдельных элементов обводов, например: «Верхняя палуба», «Козырек», «Линия слома» и т.п.

На поле теоретического чертежа приводится таблица главных размерений судна, в которой указываются:

— длина наибольшая — L _max;
— длина по конструктивной ватерлинии — L_КВЛ;
— длина между перпендикулярами — L_ПП;
— ширина наибольшая — В _max;
— осадка по конструктивную ватерлинию — d_КВЛ;
— высота борта при мидель-шпангоуте — D;
— водоизмещение объемное — Ñ.

Таблицу главных размерений судна располагают над основной надписью под проекцией «Корпус». Если «Корпус» расположен посредине проекции «Бок», то таблицу выполняют в промежутке между проекциями «Бок» и «Полуширота».

Обводы теоретического чертежа необходимо выполнять тонкими линиями для точного согласования проекций и уменьшения погрешности определения истинных размеров элементов судна.

Толщины линий теоретического чертежа после обводки должны быть не более: для сетки — 0,2 мм; все прочие линии теоретического чертежа — 0,3 мм. Целесообразно обводы конструктивной ватерлинии, мидель-шпангоута, килевой и бортовых палубных линий выполнять линией толщиной 0,3 мм, а все остальное обводы — линией толщиной 0,2 мм.

Все цифры на теоретическом чертеже должны быть написаны шрифтом № 3, главные размеры судна и надписи выполняются шрифтом № 5.

Оформление теоретического чертежа должно быть выполнено в соответствии с действующими ГОСТ ЕСНД, ГОСТ и ОСТ.

3.3.2. Специальный инструмент, применяемый при построении теоретического чертежа

Линии сетки теоретического чертежа выполняются твердым карандашом, заточенным «лопаточкой». Для обводки прочих линий теоретического чертежа применяются карандаши твердостью 3Т-4Т. Для вычерчивания сетки теоретического чертежа пользуются стальной линейкой или рейсшиной, рабочая кромка которой должна быть строго прямолинейной и без вмятин. Прямолинейность рабочей кромки линейки (рейсшины) проверяется совмещением этой кромки при повороте линейки на 180° около ее рабочей кромки, с двумя точкам А и В, расположенными по концам линейки. При этом линии, проведенные по рабочей кромке при обоих положениях линейки, должны совпадав по всей длине В, противном случае линейкой (рейсшиной) пользоваться нельзя (рис. 3.1).

 

Для обводки кривых линий теоретического чертежа служат корабельные лекала. Применяемые лекала не должны иметь вмятин и надрезов по рабочим кромкам (рис. 3.2). Для обводки линий большой длины, но малой кривизны (например, ватерлиний, палуб) применяются гибкие рейки постоянного сечения без вмятин и сучков (рис. 3.3).

 

Для удержания реек в определенном положении применяют свинцовые или чугунные грузики (рис. 3.4). Порядок обводки кривых линий по рейке следующий: подобрав нужную рейку, накладывают ее на чертеж и устанавливают рабочую кромку рейки на начальной точке кривой линии.

Выступом грузика прижимают рейку к поверхности чертежа, затем, осторожно изгибая рейку, подводят ее к соседней точке, а другим грузиком в районе точки прижимают рейку к поверхности чертежа. Таким образом, постепенно изгибая рейку и прижимая ее грузиками к поверхности чертежа в каждой точке, получают в первом приближении контур обвода кривой линии.

Для того, чтобы сохранить требуемую кривизну линии в ее оконечностях, за пределами концов кривой линии устанавливают по одному или по два дополнительных грузика. Все грузики следует располагать с противоположной стороны от рабочей кромки рейки (рис. 3.5). Проверив, через все ли точки проходит изогнутая и прижатая грузиками рейка, поднимают и снова опускают на прежнее место последовательно каждый грузик в отдельности

.

Если во время проверки какая-либо точка выходит за контур рабочей кромки рейки, то это свидетельствует о том, что либо рейка установлена неправильно, либо неверно намечена точка.

Работая с лекалами, важно уметь подбирать их таким образов, чтобы участок линии, который можно провести за один прием без передвижки лекал, проходил через большое число намеченных точек. При этом рекомендуется не доводить каждый участок кривой линии на один промежуток между крайними подобранными точками, исключая начало конец линии. При выполнении нового участка на кривой линии следует так накладывать лекала, чтобы они намного перекрывали старый и новый участки. Такой прием исключает на кривой линии малозаметные изломы в местах стыка отдельных участков и придает плавность всей кривой линии.

При выполнении теоретического чертежа приходится снимать много размеров, взятых от какой-либо базы. Например, при вычерчивании ватерлиний и обводов палуб необходимо снимать много ординат с проекции «Корпус» теоретического чертежа, где за основную базу принимают ДП.

 

В таких случаях снимать ординаты удобней и быстрей при помощи бумажной полоски с ровными и прямыми кромками (рис. 3.6).

Для того, чтобы снять какие-либо размеры (ординаты) на полоску, следует прямую кромку полоски точно совместить с тем сечением, которое должно быть снято и, плотно придерживая полоску, остро отточенным карандашом отметить на полоске черточками основную базу и все ординаты. При этом у каждой черточки на полоске необходимо делать цифровые или буквенные обозначения, гарантирующие от возможных ошибок при перенесении размеров и облегчающие работу. Снятые на полоску размеры переносят на нужное изображение чертежа, при этом отмеченная черточкой база на полоске бумаги должна точно совпадать с такой же базой на нужном изображении.