WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

«Определение весовых показателей корпусных конструкций парусномоторных, моторных яхт и малотоннажных служебных судов на ранних стадиях проектирования Современное ...»

УДК 629.12.

А.И. Кузнецов, канд. техн. наук

Национальный университет кораблестроения, г. Николаев

Определение весовых показателей корпусных конструкций парусномоторных, моторных яхт и малотоннажных служебных судов на ранних

стадиях проектирования

Современное проектирование малотоннажных судов (яхт, служебных,

промысловых, береговой охраны и др.) связано с несколькими серьезными

проблемами, существенно влияющими на процесс проектирования и его

результат:

1) Обязательная минимизация сроков проектирования и, как правило, параллельное начало строительства без получения конкретных (окончательных проектных) параметров проектируемого малотоннажного судна. При этих обстоятельствах цена ошибки проектирования может быть очень высокой и приводить к разрыву контрактов с непредсказуемым экономическим ущербом для проектантов и строителей.

2) Отсутствие обоснованных критериев выбора главных размерений судна на начальных стадиях проектирования. В основном это связано с определением нагрузки масс судна после формирования и согласования с заказчиком концептуальной модели общего расположения судна, что может повлечь за собой включение в итерационный процесс и срыв сроков проектирования и строительства.

Нормальной практикой проектирования становится одна окончательная итерация.

Причиной основных проблем здесь является «корпоративная закрытость» подробной технической информации по массивам судов прототипов. Даже скудная информация о параметрах судов в большинстве проспектов и в интернете представляется с намеренными искажениями и несоответствиями.



3) Отсутствие объективных критериев назначения реальных показателей отдельных составляющих нагрузки масс проектируемого судна.

Применяемая ранее практика пересчета с близкого прототипа для малых судов плохо реализуется из за большого разнообразия применяемых архитектурно конструктивных типов и значительной вариативности соотношений главных размерений.

4) Попыток заказчика (как правило не имеющего базовых познаний в кораблестроении) включить в техническое задание объективно невыполнимые требования - конфликт технических параметров судна с пожеланиями заказчика.

Указанные проблемы могут быть решены только на основе обобщения и анализа технических характеристик современных спроектированных и построенных судов указанных классов.

В работе [1] приводится метод определения водоизмещения проектируемого судна в зависимости от данных прототипа. Отсутствие корректных данных о весовых показателях корпуса (по указанным выше причинам) не позволяет оценить массу корпуса в первом приближении.

Аналогичные публикации ссылаются на статистические данные, доступ к которым невозможен. Требования Классификационных обществ и стандартов [2 - 4] позволяют определить указанные характеристики, но только в процессе полномасштабного проектирования.

В данной работе делается попытка обоснования рекомендаций для принятия на на ранней стадии проектирования параметров составляющей нагрузки масс – «корпусные конструкции» для рассматриваемых типов судов в некоторых диапазонах главных размерений.

Параметры корпусных конструкций принимаются по данным для судов спроектированных за последние 20 лет КБ «Дизайн-группа АЛА» и построенных верфями Украины и России.

Для анализа приняты 29 судов различных назначений, архитектурноконструктивных типов и исполнений с различными материалами корпусных конструкций.





Далее все главные размерения имеют типовые обозначения:

- Lmax- длина максимальная;

- Bmax- ширина максимальная;

- D- высота борта (для парусных и парусно-моторных яхт с учетом балластного фальшкиля, для моторных судов с учетом скегов );

- Т- осадка при полном водоизмещении (для парусных и парусно-моторных яхт с учетом балластного фальшкиля);

- v- максимальная скорость судна;

- Dполн- полное водоизмещение судна;

- Dпор- водоизмещение порожнем;

- Ркор- масса корпусных конструкций.

Все данные приведены с указанием наименования проекта, его номера, материала корпусных конструкций и Правил классификационного общества в соответствии с которыми осуществлялось проектирование (BV- Бюро Веритас; RL- Регистр Ллойда; РСУ- Регистр судоходства Украины; МРСМорской регистр судоходства) Для использования результатов анализа необходимо определить критерий, допускающий распространение результатов обобщаемых дискретных данных на совокупность допускаемых главных размерений проектируемых малотоннажных судов. Безусловно, масса корпусных конструкций напрямую связана с назначением, архитектурноконструктивным типом, главными размерениями, скоростью и режимом движения, материалом корпуса и нормативной базой проектирования.

Одновременный учет всех этих факторов возможен только при наличии нереально большой базы данных, поэтому принимается следующий подход для получения результатов пригодных к практическому использованию в процессе проектирования.

Рассматриваемая совокупность судов разбивается на 2 группы в соответствии с особенностями эксплуатации архитектурно-конструктивным типом (АКТ) и принципами движения:

1 группа – парусно-моторные и моторно-парусные яхты различных АКТ с корпусами из стали, легкого сплава, древесины и стеклопластика в диапазоне длин от 8 до 20м;

2 группа – моторные яхты и служебные суда с режимами движения от водоизмещающего до глиссирования.

Для учета значительного разброса соотношений главных размерений и, частично, архитектурных особенностей в качестве приведенной массы корпуса принимается величина отношения массы корпуса к произведению максимальной длины и ширины на высоту борта и коэффициент общей полноты по ватерлинию максимально близкую к верхней палубе на миделе.

Pк Pк Lmax Bmax D

–  –  –

Рис.1. Зависимость относительной массы корпуса от материала корпуса и длины судна для парусных и парусно-моторных судов В подгруппе стеклопластиковых судов присутствует только один открытый швербот длиной 8м с самоотливным кокпитом и отсеками плавучести. В связи с этим величина P к 142 может быть рекомендована только для судов близких по размерениям, назначению и АКТ. Относительно высокая величина показателя «корпусной составляющей» не может говорить о неконкурентоспособности данного материала, т.к. в этом проекте принята двухоболочечная схема корпуса (типа двойные борта и двойное дно).

Сравнение данных по подгруппам судов со стальными корпусами и корпусами из легкого сплава показывает, что относительная масса корпусов практически не изменяется в зависимости от максимальной длины при достаточно большой разнице между относительной массой стальных и алюминиевых конструкций (разница в относительных массах очевидна).

Подгруппа судов с корпусами из легкого сплава представлена двумя яхтами в диапазоне длин от 8,92 до 13,71 м., со средним значением P к 88 и отклонением от него +-5,5%. На верхней границе диапазона представлена яхта с «классическими» обводами, с развитым дейдвудом, начинающемся от форштевня и имеющем длину до ахтерштевня, на нижней границе присутствует вариант компромисса с «плоскими» днищевыми обводами,.

Рассматриваемые концепции перекрывают значительную часть диапазона АКТ. Косвенные данные, полученные по результатам анализа неполной информации по аналогичным судам позволяют выдвинуть предположение, что возможна экстраполяция этого параметра на диапазон длин от 6,0 до 16,0 м. При этом, принимая величину относительной массы корпуса следует руководствоваться АКТ яхты.

Подгруппа судов со стальными корпусами представлена тремя яхтами в диапазоне длин от 13,44 до 20,00 м., со средним значением P к 131 и отклонением от него +-2,5%. Яхты представленные в этой подгруппе имеют устоявшиеся АКТ и могут рассматриваться как осредненный вариант.

Следует учитывать, что с увеличением длины судна несколько возрастает величина относительной массы корпуса (в пределах градиента изменения по рассматриваемой совокупности данных).

Подгруппа судов с деревянными корпусами представлена тремя яхтами в диапазоне длин от 11,8 до 19,5 м., со средним значением P к 142.9 и отклонением от него +-13,5%. Существенный разброс в относительных массах данных яхт связан со значительной разнообразностью АКТ. В верхней границе диапазона представлено судно обладающее конструктивными «излишествами» вызванными необходимостью стилизации под стиль «ретро» (развитый дейдвуд переходящий в княвдигед, массивные и высокие фальшборта, развитый ют и рубки. В этом случае относительная масса корпуса может рассматриваться только как «ограничение сверху».

Вариант (5) «Ностальгия» отличается минимальными размерами палубных сооружений и, соответственно, может рассматриваться как «ограничение снизу». Для начальной стадии проектирования относительную массу корпусных конструкций можно принимать по среднему значению с отклонением в сторону нижней границы для яхт «стандартного» АКТ. В любом случае архитектурные особенности яхты будут иметь существенное влияние на относительную массу корпуса находясь в пределах указанного диапазона.

–  –  –

Рис.2. Зависимость относительной массы корпуса от длины судна для моторных яхт и служебных судов. Подгруппа 1- суда с корпусами из легкого сплава.

В данной подгруппе присутствует 6 судов в диапазоне длин от 6,61 до 16,3 м. Зависимости относительной массы от длины судна не прослеживается. Максимальное значение относительной массы корпуса- 99,9 кг/м3 (Рейнджер) не является характерным, т.к. судно имеет завышенный надводный борт появившийся по соображениям дизайнерского характера.

Можно рекомендовать ориентироваться при проектировании на среднее значение величины относительной массы корпуса P к 88.2 с отклонением +Все суда рассматриваемой подгруппы являются скоростными, но результаты для парусных судов (так же показаны на графике) хорошо укладываются в общую картину, что позволяет распространить рекомендации на суда с любыми режимами движения. Верхнюю границу диапазона следует принимать для судов с развитыми надстройками или рубками, нижняя соответствует открытым судам и судам с относительно небольшими палубными сооружениями. На левой границе диапазона длин следует ориентироваться на верхнюю границу, т.к. в этом случае проявляется доминирование минимальных толщин.

Рис3. Зависимость относительной массы корпуса от длины судна для моторных яхт и служебных судов. Подгруппа 2- суда с корпусами из стали.

В подгруппе судов с корпусами из стали присутствуют только водоизмещающие суда в диапазоне длин от 8,7 до 33,3 м. Из них 3 судна (3,4,6) имеют надстройки или рубки изготовленные из легкого сплава. Судно 6 имеет предельно развитую надстройку. Суда 1 и 3 являются промысловым и служебным. Суда 2,3,4 являются моторными яхтами традиционных пропорций. Зависимости относительной массы корпуса от длины судна не наблюдается. Среднее значение относительной массы корпуса P к 163.4, разброс значений +-20%. Для служебных, промысловых судов, моторных яхт с развитыми палубными сооружениями и яхт длиной более 20 м рекомендуется ориентироваться на верхнюю границу диапазона относительных масс корпуса. Для моторных яхт традиционной архитектуры и яхт имеющих рубки из легкого сплава приемлемы значения приближающиеся к нижней границе диапазона.

Рис4. Зависимость относительной массы корпуса от длины судна для моторных яхт и служебных судов. Подгруппа 3- суда с корпусами из древесины.

Так же, как и для других материалов корпуса в диапазоне длин от 4,68 до 16,0 м зависимость относительной массы корпуса от длины судна не прослеживается.

Данная подгруппа содержит две совокупности яхт существенно отличающиеся по АКТ. В первую включены яхты с развитыми рубками – 3,4 и 8. В эту же совокупность включена яхта 2 имеющая «конструктивные излишества» появившиеся из соображений дизайна. Среднее значение величины относительной массы корпуса по данной совокупности P к 114.5, разброс +-6%. Выбор величины относительной массы корпуса из этого диапазона зависит от степени развитости рубок.

Вторая совокупность содержит моторные яхты открытого типа.

Среднее значение величины относительной массы корпуса по данной совокупности P к 83.9, разброс +-6,5%. При назначении относительной массы корпуса для таких судов следует обратить внимание на степень открытости судна. Нижняя граница диапазона соответствует полностью открытым судам.

Выводы:

1. Предложен критерий относительной массы корпуса судна, корректно учитывающий главные размерения малых судов.

2. Результаты приведенные в статье позволяют рассчитать величину массы корпусных конструкций проектируемого малого судна на ранних стадиях проектирования.

3. Результаты применимы для яхт и малых судов различных АКТ с корпусами из стали, легкого сплава и древесины.

Список использованной литературы. 1. Кротов О.І., Голіков В.І., Єганов О.Ю., Бондаренко О.В. Проектування малотоннажних суден.Миколаїв.:2003.- 187с. 2. Правила класифікації та побудови малих суден.

Регістр судноплавства України.- Київ 2005.- Том 2.- 315с. 3. International

standard ISO 12215-5. Small craft – Hull construction and scantlings – Part 5:

Design pressure, design stresses, scantling determination. –International Organization for Standartization, 2000. – 45 p. 4. Rules for the Classification of High Speed Craft. Bureau Veritas 2002. – 288 p.

Опубликовано в сборнике «Международная научно-практическая

Похожие работы:

«1. Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины "Автоматизация топо-геодезических работ в землеустройстве" является формирование у студентов необходимых теоретических и практических знаний и навыков по выполнению геодезических измерений, производимых при проектно-изыскательских работах в области землеустро...»

«Константин Ломиа Абхазские строки Стихи. Поэма Перевод с абхазского Тбилиси, Мерани, 1987 84 Абх. 7 Л 745 Известный абхазский поэт К. Ломиа, хорошо знакомый русскому читателю, выступает со своей новой книгой стихов, в которую вошли по преимуществу лирические строки, посвященны...»

«В. В. САПОВ ОТ МАРКСИЗМА К "ХРИСТИАНСКОЙ СОЦИОЛОГИИ" (Путь С. Н. Булгакова) БИОГРАФИЯ С. Н. БУЛГАКОВА Сергей Николаевич Булгаков родился 16(28) июля 1871 г. в г. Ливны Орловской губернии. "Я родился в семье священника, писал он впоследствии,во мне течет левитская кровь шести поколений" [1,...»

«Несексуальные размышления о сексуальных мифах Про людей Сайт Вадима Аниканова Секс. Это слово напоминает выстрел. Короткое, отчетливое, простое. Не то, что обтекаемая "эротика" или уж совершенно идиотическое "заниматься любовью". Нет, с сексом все вроде понятно: секс! секс! Целься правее, левее, навскидку. "Бах! Бах...»

«Руководство кандидата Черновая версия, апрель 2011 г.Рекомендованная итоговая версия Модуль 5 Обратите внимание, что это только "рекомендованная" версия Руководства кандидата, которая не была одобрена Советом директоров как итоговаячерновая версия. Потенциальные кандидаты не должны основываться ис...»

«10. Кобчик Falco vespertinus L. Falсo vespertinus. Linnaeus. Syst. Nat., изд. XII, 1, 1766, стр. 129, тип. местн. Ингрия, т. е. б. СПБ губ. Русское название. Кобчик, кобец, колец старинное русское имя для всех мелких соколов. У соколиных охотников (см. "Урядник Сокольничья Пути") кобцом назывался чеглок. Как книжное название, имя кобец или кобчик закр...»

«СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение Наши печи Гибкость нашей продукции Преимущества печей 2. Описание печи 3. Модели Настольные печи Печи со шкафом подставкой Печи со шкафом подставкой и верхним тепловым шкафом 4. Инструкции по установке 4.1. Инструкции по сборке и у...»

«Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Ачитского городского округа "Афанасьевская средняя общеобразовательная школа"СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УВР Директор школы _ О.В.Тутынина Ласки...»

«ПЕТРОЛОГИЯ, часть 2. Магматизм Лекция 3. Главные семейства вулканических горных пород. Классификация вулканических горных пород по текстурным признакам и минеральному составу. Лавы, тефры, туфы, игнимбриты....»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.