Основы борьбы за живучесть судна

ОСНОВЫ ТЕОРИИ,

УСТРОЙСТВО СУДОВ,

ОСНОВЫ БОРЬБЫ ЗА ЖИВУЧЕСТЬ СУДНА

 

Год

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Издревле люди пытались пересекать водные преграды, используя подручные средства. По мере развития человеческой мысли примитивные плоты усложнялись и постепенно обретали облик судна. Необходимость в перевозках по воде существовала всегда. Даже в современном обществе, при нынешнем развитии других видов транспорта, водный транспорт остается одним из самых удобных и вместительных транспортных средств. С течением времени суда менялись, становились более вместительными и комфортабельными, становились более безопасными и скоростными, но суть их все равно остается прежней. Судном называется плавучее сооружение, предназначенное для перевозки грузов и пассажиров или для решения других специальных задач. Современное судно представляет собой сложное инженерно- техническое сооружение.

Первые суда строились как бы «на глазок» и были очень ненадежны, хотя и на них смельчаки умудрялись преодолевать океаны. Закон, объясняющий, почему суда плавают, был открыт Архимедом еще в 3-м веке до нашей эры, однако он не находил применения. В XVI – XVII веках Стевин и Галилей заново открывали законы гидростатики. Лишь в 18-ом веке появляется наука, которая позволяет рассчитать и предусмотреть еще до постройки достоинства и недостатки будущего корабля, а, соответственно, попытаться по возможности улучшить его конструкцию с учетом будущей эксплуатации. Эта наука называется «Теория корабля». Основоположниками ее были французский ученый Пьер Бургер, выпустивший в свет в 1746 году «Трактат о корабле» и великий математик, академик  Петербургской Академии наук Леонард Эйлер (1707 – 1783). Наряду с общетеоретическими исследованиями, Эйлеру принадлежит ряд важных работ по прикладным наукам. Среди них первое место занимает теория корабля. Вопросы плавучести, остойчивости корабля и других его мореходных качеств были разработаны Эйлером в его двухтомной «Корабельной науке» (1749), а некоторые вопросы строительной механики корабля – в последующих работах. Более доступное изложение теории корабля он дал в «Полном умозрении строения и вождения кораблей» (1773), которое использовалось в качестве практического руководства не только в России.

Теория корабля стала особенно интенсивно развиваться с появлением пароходов и развитием стального судостроения. Теория корабля состоит из двух частей: статики и динамики корабля. Статика изучает судно без движения, динамика – навигационные качества судна при движении. В свою очередь и статика, и динамика корабля делятся на несколько разделов, каждый из которых является также и навигационным качеством судна.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО ПЛАВАНИЯ

 

 

§ 1. Навигационные и эксплуатационные качества судна

 

Каждое судно должно обладать целым комплексом мореходных (навигационных) качеств. К навигационным качествам судна относятся:

1. Плавучесть – способность судна оставаться на плаву в нужном положении относительно поверхности воды.

2. Остойчивость – способность судна, наклоненного внешними силами, возвращаться в исходное положение после снятия действия этих сил.

3. Непотопляемость – способность судна оставаться на плаву и не опрокидываться при аварийном затоплении одного или нескольких отсеков.

Эти три навигационных качества являются также разделами статики корабля. Динамика корабля изучает следующие три навигационных качества корабля:

4. Управляемость – способность судна двигаться в заданном направлении и изменять его по желанию судоводителя.

5. Ходкость – способность судна двигаться с заданной скоростью при минимальной затрате мощности энергетической установки.

6. Плавность качки – способность судна раскачиваться на взволнованном море с как можно меньшей частотой и амплитудой

И последнее навигационное качество судна, очень важное качество, которое не относится к Теории корабля, его изучает другая корабельная наука – строительная механика корабля –  это

7. Прочность – способность судна не разрушаться и не получать остаточных деформаций при действии различных нагрузок во время эксплуатации судна.

Так как суда строят для выполнения каких-либо задач, они должны окупаться и приносить прибыль, они должны обладать еще и эксплуатационно-экономическими качествами. К эксплуатационно-экономическим качествам судна относятся:

8. Грузоподъемность – вес груза, принимаемого на судно при заданной высоте надводного борта. Различают дедвейт – полную грузоподъемность судна, куда входят все переменные грузы на судне (образно говоря, все, что можно с судна унести, включая горючее и грязную воду), и чистую грузоподъемность – предельный вес коммерческого груза, который может взять данное судно.

9. Грузовместимость – объем помещений на судне. Различают валовую вместимость – объем всех помещений на судне за исключением междудонного пространства, топливных и балластных цистерн, и чистую вместимость – объем только коммерчески эксплуатируемых помещений. Грузовместимость измеряется в регистровых тоннах. 1рег. т =2,83 м³, что соответствует 100 кубическим футам.

10. Пассажировместимость – число пассажирских мест на судне.

11. Скорость хода. Скорость хода речных судов измеряется в км/час, скорость морских – в узлах. 1узел равен 1 морской миле в час – 1,852км/час.

12. Дальность плавания – расстояние, которое может преодолеть судно без пополнения запасов топлива, продовольствия и питьевой воды.

13.  Автономность – время работы судна без пополнения запасов топлива, питьевой воды и продовольствия.

14. Обитаемость – комплексная характеристика, показывающая степень приспособленности судна к жизнедеятельности пассажиров и экипажа. Это размеры и освещенность помещений, уровень шума и вибраций, влажность и температура помещений.

15. Строительная стоимость – стоимость проектирования, постройки судна и его комплектации.

16. Эксплуатационные расходы на содержание судна.

 

§ 2. Классификация судов

 

Увеличивающийся поток грузов, перевозимых водными путями, стремление к уменьшению транспортных расходов и к максимальной загрузке имеющихся портов, разнообразие перевозимых грузов, развитие технологии судостроения, а также туризм, - все это привело к тому, что традиционное деление судов на пассажирские и грузовые уже устарело.

Суда классифицируются по архитектурно – конструктивному типу, по району плавания, по типу движителя и двигателя, по характеру движения, по назначению и т.д.

По архитектурно-конструктивному типу суда  различают по внешнему виду и конструктивному исполнению, которые различаются в зависимости от расположения машинного отделения и дымовых труб, количеству и расположению надстроек и рубок, формы корпуса, расположения мачт и т.д.

По району плавания суда делятся на

· морские или дальнего плавания;

· внутреннего плавания;

· смешанного (река – море) плавания.

По типу судовой энергетической установки:

· пароходы, которые приводятся в движение при помощи паровой машины;

· теплоходы, имеющие двигатель внутреннего сгорания;

· турбоходы, использующие паровую или газовую турбину;

· дизель-электроходы, движитель которых работает от электродвигателя, а электроэнергию вырабатывают дизели;

· атомоходы.

По типу движителя. Движителем  называется устройство, которое непосредственно приводит судно в движение, в отличие от двигателя, который приводит в движение движитель.

· колесные, движителем которых является гребное колесо;

· винтовые;

· весельные;

· парусные;

· суда со специальными движителями (крыльчатые движители, водометные).

 

По принципу движения:

· водоизмещающие – это самая большая группа судов – суда, сидящие в воде;

· глиссеры – суда, корпус которых при движении выходит из воды и как бы скользит по ее поверхности;

· суда на подводных крыльях;

· суда на воздушной подушке;

· экранопланы – суда, при движении выходящие из воды полностью, двигающиеся над водой.

 

С точки зрения эксплуатации наиболее важным становится деление судов по назначению. По назначению суда делятся на

· транспортные, то есть суда, служащие для транспортировки грузов и пассажиров;

· вспомогательные – суда, которые как бы «помогают» транспортным судам, это буксиры и толкачи, ледоколы, плавкраны, заправщики и другие;

· технический флот, задачей которого является выполнение гидротехнических работ, обеспечивающих нормальные условия эксплуатации водных путей; к этим судам относятся дноуглубительные суда (земснаряды, землесосы), служащие для обеспечения необходимой глубины фарватера, грунтоотвозные шаланды, которые имеют грунтовые трюмы, закрывающиеся снизу грунтовыми дверцами;

· промысловые;

· специальные, к которым относятся, например, научно-исследовательские суда, предназначенные для проведения научно- исследовательских работ в открытом море;

· спортивные, к которым относятся байдарки, парусные яхты, моторные лодки и т.д.

 

Транспортные суда можно разделить на

· пассажирские, служащие для перевозки пассажиров, характерной особенностью которых является развитые надстройки и наличие большого количества палуб, как в надстройках, так и в самом корпусе;

· грузовые суда.

Рисунок 4

Пассажирское судно

 

 

Рисунок 5

Сухогруз

 

Грузовые суда, в свою очередь, делятся на сухогрузы, наливные суда, газовозы. Если танкеры и газовозы строятся примерно по одному принципу, то сухогрузы, перевозящие разные типы грузов, имеют свои конструктивные особенности. Согласитесь, перевозить контейнеры в судах, предназначенных для перевозки массовых (сыпучих) грузов было бы сложновато. Итак, типы сухогрузов:

· суда для перевозки массовых грузов;

· суда для перевозки генеральных (в упаковке) грузов, классический представитель которых изображен на рисунке 6;

Рисунок 6

Судно для перевозки генеральных грузов

 

 

· контейнеровозы;

· лесовозы;

· лихтеровозы, наконец. Лихтерами называются несамоходные баржи, которые перевозят по морю специальные суда – лихтеровозы.

· и т.д.

Кроме перечисленных, существуют еще так называемые комбинированные суда, перевозящие разные типы грузов, например, нефте-рудовозы. Перевозку разнородных грузов на них осуществляют одновременно или сменяют груз на обратном рейсе.

Этим возможности классификации судов, безусловно, не исчерпываются. Можно делить суда на самоходные, несамоходные и стоечные; можно – по материалу, из которого они изготовлены, и т.д.

 

§ 3. Классификация судов по Российскому Речному Регистру

 

Прежде, чем рассказать о классификации судов, принятой Российским Речным Регистром, несколько слов о том, что же такое – Речной Регистр.

Судоходство издревле было связано с определенным риском. Страховые общества, которые покрывали убытки судовладельцев в случае потери судна и груза, были заинтересованы в правильной оценке надежности судна. Поэтому они содержали на службе собственных экспертов, которые должны были судить о техническом состоянии судна. Позже возникли объединения экспертов, которые разделили суда на классы, издавали специальный перечень. Первое классификационное общество появилось в Англии в 1760 году.

В России работа по классификации торговых судов была начата в 1898 году техническими бюро при комитетах инспекторов транспортно-страховых обществ. В 1913 году на их базе был образовано российское классификационное общество – Русский Регистр.

Все страны с развитым судоходством имеют собственные национальные классификационные организации, которые на основе опыта постройки и эксплуатации судов издают Правила их классификации, постройки и обеспечения безопасности судов.

Основными задачами классификационных обществ являются:

· разработка и издание Правил – классификационное общество устанавливает технические требования в отношении обеспечения безопасности плавания гражданских судов, надежности перевозки грузов и охраны человеческой жизни;

· рассмотрение и согласование технической документации  (чертежей) на новых и переоборудованных судах;

· приемка судов на верфях и надзор за постройкой судов, а также за ремонтом и переоборудованием судов

· классификация и классификационные (ревизионные) осмотры судов, находящихся в эксплуатации, т.е. присвоение класса судну, а также подтверждение, возобновление и восстановление класса на основании результатов, предписанных правилами освидетельствований за весь период эксплуатации каждого судна до его списания;

· изучение аварий;

· регистрация судов в судовом Регистре.

Издание Правил необходимо, чтобы информировать пароходства, проектные бюро и строительные верфи об условиях классификации. В них прописаны все требования, предъявляемые к проектированию, постройке, комплектованию судов устройствами, системами и т.п., условия безопасной эксплуатации судов и т.д.

При проведении надзора за постройкой судна и классификации его классификационные органы руководствуются соответствующей документацией. В документах (чертежах, расчетах, описаниях) должны содержаться все данные, которые необходимы для оценки прочности и надежности судна в целом и отдельных установок и частей судна. Постройку новых и переоборудование старых судов возможно только после утверждения всей необходимой документации.

При классификации судна исходят из того, что его корпус, установки, оборудование и устройства должны соответствовать требованиям, имеющим юридическую силу. Класс присваивается судну на несколько лет.

Класс судна - показатель технического состояния морского или речного судна. Класс судна определяется на основе правил соответствующего классификационного общества.

Присвоение судну класса классификационного общества:

• удостоверяется свидетельством;
• означает гарантию технической надежности судна;
• обеспечивает судовладельцу более выгодные условия страхования судна и груза, а также и другие льготы

На судах проводятся регулярные классификационные осмотры – ревизии. Обычно суда осматривают раз в год на плаву с целью подтверждения класса и каждые 3-5 лет в доке для обновления класса. Наряду с регулярными ревизиями проводятся также особые ревизии после аварии, пожара или другого повреждения судна.

В нашей стране действуют два классификационного общества: Российский Морской Регистр Судоходства и Российский Речной Регистр, так как наша страна имеет много судоходных внутренних водоемов, а также является крупнейшей морской державой. Характер эксплуатации судов внутреннего плавания и морских судов несколько различны, соответственно и требования к их постройке и содержанию отличаются. Этим и объясняется существование этих двух классификационных обществ в нашей стране.

Мы будем знакомиться с классификацией судов внутреннего плавания Речным Регистром России.

Объектами деятельности речного Регистра являются самоходные суда внутреннего плавания с мощностью главных двигателей не менее 55 кВт, несамоходные суда вместимостью не менее 80 тонн, все пассажирские и наливные суда, паромные переправы и наплавные мосты на внутренних водных путях, суда смешанного (река-море) плавания.

 Классификация судов Речным Регистром осуществляется в соответствии с классификацией водных бассейнов.

 Внутренние водные бассейны, включая устьевые участки рек с морскими условиями судоходства, классифицируются по разрядам «Л», «Р», «О» и «М» в зависимости от ветро-волнового режима.

Класс судна определяется записью соответствующих символов, которые характеризуют конструктивные особенности судна, условия его эксплуатации. Основными символами в формуле класса судна являются те же буквы, что обозначают класс водного бассейна, в котором допускается эксплуатация судна. Фактически, получается, что буква в формуле класса судна ограничивает районы плавания судна водными бассейнами, разряд которого записан в формуле.

Основными символами класса судов смешанного река-море плавания являются буквенные сочетания «О-ПР», «М-ПР» и «М-СП», определяющие конструктивные особенности судна и условия его эксплуатации в морских районах.

Ниже находится таблица, в которой приведены символы класса и соответствующие им ветро-волновые характеристики

 

Основной символ  класса	Нормативная высота волны, м	Обеспеченность высоты волны, %	Повторяемость волн,  %
«Л»	0,6	1	≤4
«Р»	1,2	1	≤4
«О»	2,0	1	≤4
«М»	3,0	3	≤4
«О-ПР»	2,0	3	≤5
«М-ПР»	2,5	3	≤5
«М-СП»	3,5	3	≤5

 

В зависимости от конструктивных особенностей судна основной символ класса дополняется следующими символами:

1. Для судов, построенных под надзором Регистра, символом , который ставится перед основным символом, например, «   О».

2. Непосредственно после основного символа класса ставится допустимая при эксплуатации длина волны, например, « О 1,2».

3. Для высокоскоростных судов: судов на подводных крыльях, глиссеров, экранопланов, имеющих два положения на воде: водоизмещающее и эксплуатационное, длина волны ставится в виде дроби, в числителе которой указывается длина волны в водоизмещающем режиме, а в знаменателе – в скоростном. После дроби записывается тип судна, например,
« Р 1,2/0,8 глиссер».

4. Для судов, имеющих ледовое усиление, пишется слово «лед» и цифра, обозначающая допустимую толщину битого льда, например,  
« О (лед20)».

5. Для судов, оборудованных средствами автоматизации, в конце ставится буква «А». Например, « О 2,0 (лед20) А»

Класс судна, эксплуатируемого в данном бассейне, должен быть не ниже разряда данного бассейна.

 

  ГЕОМЕТРИЯ КОРПУСА СУДНА

Корпусом судна называется водонепроницаемая часть судна, которая держит судно на плаву. Для любого судна форма корпуса, его объем имеют первостепенное значение. От нее зависят в той или иной степени все мореходные качества судна, мало того, мореходные качества судна определяются еще задолго до того, как будет оно построено и спущено на воду. Форма корпуса спроектированного судна должна соответствовать судну построенному. Но задать ее математическими формулами не представляется возможным. Ее задают графически.  Для точного описания ее пользуются так называемым теоретическим чертежом.

§ 4. Теоретический чертеж

Прежде, чем разобраться, что же такое – теоретический чертеж, определимся с очень важным для судов понятием – с грузовой ватерлинией (ГВЛ). Слово «ватерлиния» означает «линия воды», чем, собственно, она и является. Грузовой ватерлинией называется ватерлиния, совпадающая с поверхностью тихой воды при полной загрузке судна. На действующих судах грузовая ватерлиния – граница цветов, в которые выкрашен корпус судна. Как правило, нижняя – водоизмещающая часть судна –  бывает выкрашена в красный цвет.

Рисунок 7

Базовые плоскости

1 – диаметральная плоскость; 2 – плоскость мидель-шпангоута;

 3 – плоскость ГВЛ

 

Для того чтобы задать форму корпуса, его рассекают системой плоскостей, параллельных базовым (Рисунок 7), а теоретический чертеж представляет собой чертеж судна в трех проекциях, который отображает линии, полученные при этом рассечении.

Базовыми плоскостями судна являются следующие плоскости:

· Диаметральная плоскость (ДП). Эта плоскость проходит вертикально вдоль судна посередине корпуса и является для большинства судов плоскостью симметрии.

· Плоскость мидель-шпангоута. Эта плоскость перпендикулярна диаметральной и проходит поперек судна ровно по середине длины корпуса по грузовой ватерлинии. Мидель-шпангоут обозначается знаком .

· Плоскость грузовой ватерлинии (ГВЛ). Эта плоскость перпендикулярна ДП и плоскости мидель-шпангоута и совпадает с поверхностью воды при полной загрузке на тихой воде.

· Основная плоскость (ОП). Эта плоскость параллельна плоскости ГВЛ и проходит вдоль судна по основной линии.

Кроме этих плоскостей различают также линии

· основную линию (ОЛ) – линию пересечения диаметральной плоскости с основной плоскостью;

· килевую линию – линию, проходящую по верхней кромке киля, килем называют середину днища судна;

· носовой и кормовой перпендикуляры (НП, КП) – перпендикуляры к ГВЛ, проведенные через точки пересечения наружных кромок штевней с ГВЛ.

 

На рисунке 8  показано, каким образом получаются линии теоретического чертежа. Корпус судна как бы разрезается параллельными плоскостями, а линии пересечения этих плоскостей с корпусом судна и изображаются на теоретическом чертеже. Причем, эти линии пересечения на одной из проекции выглядят, как кривые линии, на двух других это – прямые.

Для изображения корпуса судна теоретический чертеж, как и любой другой чертеж, должен включать следующие проекции:

· Бок – проекция сечений корпуса судна на ДП. Эта проекция представляет собой вид сбоку. На нашем рисунке это плоскость 1 желтого цвета.

· Полуширота – проекция сечений на ОП. Проекция представляет собой вид рассеченного корпуса снизу. На рисунке это плоскость 3 красного цвета.

· Корпус – проекция сечений на плоскость мидель-шпангоута. Здесь мы видим корпус с носа и с кормы. Плоскость 2 зеленого цвета на рисунке 7

Если посмотреть на теоретический чертеж, который изображен на рисунке 8, то увидим, что он представляет собой совокупность линий, как кривых, так и прямых. Все эти линии представляют собой линии пересечения корпуса с плоскостями, только на двух проекциях это прямые линии, а на одной – кривые. Все линии чертежа нумеруются.

Линии, которые получаются при рассечении корпуса плоскостями, параллельными диаметральной плоскости, называются батоксами. Так как диаметральная плоскость проецируется на проекции «бок» и «полуширота» в виде прямой линии, то и батоксы на этих проекциях – прямые линии. Плоскости батоксов проводят, разделив половину ширины судна на несколько равных частей в зависимости от ширины и сложности обводов корпуса. На нашем чертеже половину ширины разделили на четыре части. Батоксы на теоретических чертежах, как правило, нумеруются римскими цифрами. На проекции «бок» батоксы – кривые линии. На рисунке 8 эти кривые показаны на желтой плоскости 1.

Линии, которые получаются при рассечении корпуса судна плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута, называются шпангоутами. Эти плоскости проводят, разделив длину судна по грузовой ватерлинии на 20, а для небольших судов – на 10 равных частей. Шпангоуты нумеруются, как правило, от носа к корме, начиная с 0 и до 20, арабскими цифрами. Соответственно, мидель-шпангоут – это 10-ый или 5-ый шпангоут. Вообще-то шпангоутом называется любое поперечное сечение судна. Шпангоуты теоретического чертежа называются теоретическими шпангоутами. Расстояние между теоретическими шпангоутами называется теоретической шпацией.

На проекции «бок» и «полуширота» шпангоуты – прямые линии, а на проекции «корпус» - это кривые. Причем, так как корпус судов в основном симметричен, а шпангоутов много, принято мидель-шпангоут чертить целиком, а остальные – только половину. Справа чертят носовые шпангоуты, слева – кормовые. На рисунке 8 эти кривые показаны на зеленой плоскости 2. Каждый шпангоут пронумеровывают.

Если разделить расстояние между основной плоскостью и плоскостью грузовой ватерлинии – осадку – на несколько равных частей и провести плоскости, параллельные основной плоскости, то получим линии пересечения корпуса с этими плоскостями, которые называются ватерлиниями. На Рисунок66 на плоскости 3 красного цвета показаны ватерлинии на проекции «полуширота», на которой ватерлинии – кривые линии. На проекциях «бок» и «корпус» ватерлинии – прямые линии, параллельные основной плоскости.

На рисунке 9 представлен корпус парусника, рассеченный плоскостями, параллельными базовым плоскостям судна. На поверхности корпуса образуется как бы сетка из кривых линий – следов пересечения с плоскостями. Если изобразить эту объемную фигуру в трех проекциях, как изображают любые объекты на технических чертежах, то получится теоретический чертеж корпуса судна.

 

Рисунок 9

Рассечение корпуса судна плоскостями

 

 

Теперь рассмотрим теоретический чертеж грузового судна, изображенный на рисунке Рисунок 10. На каждой проекции нанесена сетка. Сетка образована не просто прямыми, каждая прямая – это след плоскости, рассекающей судно. На проекции «бок» сетка образуется пересечением ватерлиний и шпангоутов, которые на ней представляют собой прямые линии, на проекции «полуширота» - пересечением батоксов и шпангоутов, а на проекции «корпус» - пересечением батоксов и ватерлиний.

Теоретический чертеж обычно вычерчивается в масштабах: 1/100, 1/50, 1/25 и т.д.

Теоретический чертеж — это первый и главный чертеж, необходимый при проектировании, постройке, эксплуатации и ремонте судна. Он чертится для всех судов. В период разработки проекта теоретический чертеж используется для расчета мореходных качеств, разработки чертежей общего расположения и конструктивных чертежей. При постройке судна теоретический чертеж позволяет точно воспроизвести обводы корпуса. Для этого на верфи в цехе, который называется плаз, на ровной поверхности вычерчивается проекция «корпус» - плазовый корпус – для гражданских судов в масштабе 1:10, а для военных кораблей – в натуральную величину, который используется в дальнейшем для определения формы и размеров деталей, отдельных частей корпуса (секций) и их взаимного расположения.

§ 5. Главные размерения судна

 

Рисунок 11

Главные размерения

 

Главными размерениями называют основные размеры судна, измеряемые параллельно основным плоскостям. Главные размерения бывают теоретическими или расчетными, наибольшими, габаритными. Принято у судна измерять

·  длину судна – L,

· ширину судна – B,

· осадку судна – Т – расстояние между основной плоскостью и плоскостью ГВЛ,

· высоту борта – Н.

Теоретические главные размерения определяются по грузовой ватерлинии. Соответственно расчетная длина судна   L – это длина судна по ГВЛ.

Расчетная ширина судна В – ширина судна на мидель-шпангоуте по ГВЛ.

Осадка Т измеряется на мидель-шпангоуте. Кроме того, измеряют осадку носом и осадку кормой, которые измеряются на соответствующих перпендикулярах. В этом случае расчетной осадкой будет средняя осадка

Высота борта Н измеряется на мидель-шпангоуте как расстояние от основной плоскости до палубной линии у борта.

Наибольшие главные размерения определяются как размеры корпуса без учета выступающих частей – привальных брусьев, бушприта и т.п. –  и обозначаются: L нб, В нб. Наибольшая осадка Т нб определяется в месте наибольшего углубления.

Габаритные размерения определяются с учетом выступающих частей.

§ 6. Коэффициенты полноты судна

Чтобы получить более полное представление о корпусе судна, пользуются безразмерными величинами, называемыми коэффициентами полноты. Коэффициенты полноты получаются делением объема или площади сложной фигуры на объем или площадь простых геометрических фигур, описанных вокруг них.

Коэффициент общей полноты водоизмещения   δ определяется как отношение водоизмещения (объема погруженной части корпуса) V к объему описанного вокруг него прямоугольного параллелепипеда, длина которого L, ширина – В, а высота – Т (Рисунок 13):

(1)

    

Пользуясь формулой (1), легко можно рассчитать водоизмещение судна, зная коэффициент общей полноты водоизмещения и главные размерения судна:

 

V = δLBT

(2)

Коэффициент полноты ватерлинии α определяется как отношение площади ватерлинии   S к площади описанного вокруг нее прямоугольника, стороны которого – длина судна L и ширина судна В:

                                                                             (3)

Отсюда площадь ватерлинии можно определить по коэффициенту полноты ватерлинии:

 

S = αLB                                                       (4)

 

Коэффициент полноты мидель-шпангоута β определяется отношением погруженной части мидель-шпангоута   к площади описанного вокруг него прямоугольника, стороны которого - ширина судна В и осадка Т:

 

                                                           (5)

 

Площадь погруженной части шпангоута может быть легко определена, если известны ее коэффициент полноты, а также ширина и осадка судна:

 

ω = βВТ

(6)

 

Кроме этих основных коэффициентов полноты корпуса есть еще два реже употребляемых коэффициента. Это коэффициент продольной полноты φ, который определяется отношением водоизмещения V к объему тела, которое можно получить, если растянуть мидель-шпангоут по длине всего судна (рисунок 14). Площадью основания ее будет площадь погруженной части мидель-шпангоута ,  а высотой – длина судна L:

 

(7)

 

Второй редко употребляемый коэффициент – это коэффициент вертикальной полноты водоизмещения   χ, который получается делением водоизмещения V на объем тела, которое в основании имеет площадь грузовой ватерлинии S, а высота его – осадка судна Т. Это тело изображено на рисунке 15:

 

 

(8)

 

Используя приведенные формулы, можно определять водоизмещение судна и другие его характеристики по главным размерениям и коэффициентам полноты. Последние две формулы, кроме того, показывают, что все коэффициенты связаны между собой, и, зная три из них, можно определить остальные два.

Значения коэффициентов полноты не могут быть больше единицы.

Форму корпуса также характеризуют отношения главных размерений судна: L/ B, B/ T, L/ H, H/ T, B/ H, которые могут служить первичной характеристикой формы корпуса. Чем больше, например, соотношение L/ B, тем быстроходнее судно, увеличение значения B/ T значительно увеличивает остойчивость судна, влияет на ходкость и поворотливость судна. Чем больше H/ T, тем выше степень непотопляемости судна.

Каждому типу судов отвечают свои, довольно узкие области значений коэффициентов полноты и отношений главных размерений.

 

§ 7. Посадка судна

Посадкой судна называется его положение относительно поверхности воды.

Посадка судна определяется

· осадкой судна;

· креном –  наклонением судна относительно продольной оси, а проще говоря, наклонением судна на борт;

· дифферентом –  наклонением судна относительно поперечной оси, то есть наклонением на нос или корму.

Если судно повернулось бортом, то его диаметральная плоскость (ДП) перестала быть перпендикулярной поверхности воды, а отклонилась от вертикали к поверхности воды на некоторый угол θ. Про такое положение судна говорят, что судно получило крен на правый или левый борт, а угол θ называется углом крена. Углы крена на судне измеряются в градусах и определяются с помощью простейшего прибора, который называется кренометр.

При продольном повороте судна, то есть, когда судно наклоняется носом или кормой, плоскость мидель-шпангоута   перестает быть перпендикулярной к поверхности воды и поворачивается на угол ψ, который называется углом дифферента. Про такое судно говорят, что оно получило дифферент на нос или корму.

Ось поворота судна проходит через центр тяжести площади действующей ватерлинии F, который не обязательно совпадет с плоскостью мидель-шпангоута, а чаще о