Общие вопросы моделирования и конструирования г лава 1

ГЛАВА 9 СУДОМОДЕЛИРОВАНИЕ § 1. КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВ И КОРАБЛЕЙ. ОСНОВНЫЕ СУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА Основным критерием классификации судов является их назначение, согласно которому различают две группы — граж­данские суда и военные корабли. Кораблями иногда называют также крупные океанские пассажирские и грузовые суда. Гражданские суда делятся на транспортные, вспомогатель­ные, специальные, спортивные, технического назначения и др. Транспортные суда в свою очередь делятся на пассажирские и грузовые. К вспомогательным судам относятся ледокольные, буксирные, спасательные, лоцманские и некоторые другие. Специальными судами называют научно-исследовательские, учебные, пожарные и некоторые другие. К судам технического назначения относятся землесосы, землечерпалки, грузоотвозные баржи, доки, суда, предназначенные для прокладки подводного кабеля, ведения водолазных работ и др. Спортивные суда — это мелкие суда для водного туризма, прогулок и со­ревнований. Они бывают моторные, парусные и гребные, и по другим признакам: по району плавания — морские, речные, смешанные; по типу двигателей — теплоходы, турбоходы, электроходы, атомоходы; по принципу удерживания у поверхности воды — водоизмещающие, аэроди­намические, гидродинамические. В современном военно-морском флоте корабли классифи­цируются в зависимости от физической среды,, в которой они Действуют, на подводные и надводные. По характеру решае­мых задач они разделяются на группы: боевые корабли пред­назначены для ведения боевых действий, они составляют ос­нову флота; вспомогательные служат для обеспечения сил флота в море; рейдовые и базовые корабли и плавучие сред­ства предназначены для обеспечения сил флота на рейдах и в гаванях. Военные корабли делятся на следующие классы: ракетные, торпедные, артиллерийские, противолодочные, противоминные, десантные и др. Рассмотрим основные судовые (корабельные) устройства. К ним относятся рулевое, швартовное, якорное, шлюпочное, буксирное, спасательное устройства и др. Рулевое устройство служит для удержания судна (корабля) на курсе и его поворота на ходу. Это устройство обычно пред­ставляет собой пластину (перо руля), которая может повора­чиваться вокруг вертикальной оси. При отклонении руля от заданного положения на его поверхности возникают гидроди­намические силы, смещающие судно с траектории установив­шегося движения. В зависимости от расположения пера руля относительно оси его вращения различают простые, балансирные и полубалансирные рули (рис. 120). От площади и фор­мы рулей зависит маневренность и управляемость судна. По­ворот руля осуществляется с помощью рулевого привода, ко­торый представляет собой механизм с червячной передачей и фиксирующим винтом. Рис. 120. Типы рулей: а — простой; 6 — балансирный; в — полубалансирный, Рис. 122. Вьюшка. Рис.121. Шпиль рис.122. Вьюшка Рис. 123. Кнехты: А — прямые; в — крестовые; в — одиночные крестовые. Рис. 124. Открытые киповые планки: а — косая; б — прямая. Швартовное устройство предназначено для швартовки суд­на (корабля) к причалу или к стенке гавани в целях погрузки или нагрузки людей, материалов и т. п. В швартовное устрой­ство входят шпили (рис. 121), вьюшки (рис. 122), кнехты (рис. 123), киповые планки (рис. 124), швартовные тросы. Шпили служат для выборки швартовов, поданных на берег, и для подтягивания корабля к стенке гавани. Швартовы пода­ются на берег через швартов­ный клюз, врезанный в борт на уровне верхней палубы. На судне, как правило, два шпи­ли и соответственно два клюза и два швартовных троса. Для укладки швартовных тросов, их отдачи или подтягивания служат вьюшки. Швартовные тросы подаваемые с судна (корабля) на берег, закрепляют за кнехты. Их количест­во на различных судах и кораблях разное. Прежде чем Рис. 125. Якорное устройство: /—брашпиль; 2 — фрикционный стопор; 3 — якорная цепь; 4 — крышка якорного клю­за; 5 — якорный клюз с нишей; 6 — якорь. закрепить швартовный трос за кнехты, его пропускают через киповые планки. В зависимости от типа судна (корабля) ис­пользуют швартовные тросы из пеньки, джута, кокосовых пальм или стальные с пеньковым сердечником. Якорное устройство (рис. 125) состоит из якоря, якорной лебедки (брашпиля или шпиля) для подъема и отдачи якорей, якорной цепи, стопора для удержания цепи на месте, клюзов, т. е. труб с закраинами для пропускания якорной цепи, цеп­ного ящика и отрезка цепи с откидным гаком для крепления конца цепи к корпусу судна. По конструкции якоря бывают е неподвижными лапами и со штоком адмиралтейского типа, с вращающимися лапами (Тротмана, Мартина), с вращающимися лапами без штока (якорь Холла, Матросова и др.) (рис. 126). В СССР наиболь­шее применение находят якорь Холла и якорь Матросова. Якорная цепь состоит из отдельных звеньев, сделанных из металлического прутка, диаметр которого зависит от размеров и массы якоря. Из звеньев составляют смычки длиной около 20 м каждая, а смычки соединяют вместе в общую цепь длинной Рис. 126. Судовые якоря: а — якорь Холла; б— якорь Матросова; в — адмиралтейский якорь; / — якорная скоба; 2— веретено; 3 — лапа; 4 — шток. ной около 200 м специальны­ми скобами. Брашпиль (руч­ной, паровой или электриче­ский) в отличие от шпиля имеет горизонтальный вал. Якор­ные клюзы усиливают борт в месте работы якорных цепей и якоря, предохраняют борт от повреждений и служат направ­ляющими при отдаче и подъе­ме якоря. Для работы по убор­ке и отдаче якорей и их ре­монту служат скоб-трапы. Рис. 122. Вьюшка. Рис. 127. Шлюпочное устройство: а — деревянная шлюпка с транцевой кор­мой; б — кильблок; в — поворотная шлюп­балка. Шлюпочное устройство предназначено для обеспече­ния связи с берегом или с другими судами (кораблями) при стоянке на рейде. В него входят шлюпки, кильблоки, шлюпбалки (рис. 127), ростры. Корабельные шлюпки под­разделяются на баркасы, по­лубаркасы, катера, вельботы, ялы и некоторые другие. Шлюпки устанавливаются на кильблоки — две деревянные подставки, вырезанные по форме днища шлюпки. Для спуска шлюпок на воду и их подъема служат шлюпбалки, представляющие собой стальные прямые или изогнутые балки с талями. Места, где устанавливаются шлюпки, называют рострами. Буксирное устройство состоит из буксирного гака, укреп­ленного на шарнире и перемещающегося на буксирной дуге, буксирных арок и серьги. Буксирный гак обеспечивает дистан­ционную отдачу троса. Спасательное устройство включает в себя спасательные средства и приспособления для их крепления на судне и спуска на воду. Они бывают коллективного пользования (шлюпки, плоты, спасательные столы) и индивидуального (спасатель­ные круги, жилеты). § 2. МОДЕЛИ КОРАБЛЕЙ И СУДОВ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ При постройке моделей и на соревнованиях руководству­ются Единой Всесоюзной классификацией моделей кораблей и судов. В этой классификации для каждой группы моделей приводятся технические требования к типу двигателя, скоро­сти модели, дальности плавания и т. д. Классом модели называется принятое условное объединение типов моделей. Оно составлено по принципам классификаций кораблей Военно-Морского Флота СССР, судов морского и речного флота СССР. Требования к моделям, которые необходимо учитывать при их постройке, приведены в «Правилах соревнований по судо­модельному спорту». § 3. ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ МОДЕЛИ СУДНА (КОРАБЛЯ). МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА МОДЕЛИ Под главными размерениями как судна (корабля), так и модели понимается длина L, ширина В, высота борта Н, осад­ка Т. При этом различают длину и ширину расчетные Lp, Вр и наибольшие Lna, Внб (рис. 128). Расчетную длину и ширину для военного корабля определяют на уровне конструктивной ватерлинии (КВЛ). Для гражданских судов конструктивной ватерлинией является грузовая ватерлиния (ГВЛ) — линия, до которой погружается судно при его полной загрузке. Высотой борта (Н) называется расстояние от нижней точки киля до верхней водонепроницаемой палубы. Осадка (Т) — это величина погружения подводной части корпуса суд­на, измеренная от плоскости грузовой или конструктивной ва­терлинии до самой нижней точки киля. Для каждого типа судов (кораблей) соотношения LIB, BIT и Н/Т выбираются по справочникам. Этих соотношений следует придерживаться и при постройке моделей кораблей и судов. В противном случае модель может быть не допущена к соревнованиям. При проектировании модели корабля или судна по прото­типу, главные размерения которого известны, можно подсчи­тать размерения модели и другие параметры. На основе прин­ципа механического подобия установлено, что все линейные размеры модели по отношению к прототипу должны быть уменьшены в масштабное число раз К. По этому принципу пе­ресчитывают и размеры надстроек, мачт и других деталей. Известно, что сила тяжести судна, плавающего на поверхности воды, равна весу воды, вытесненной подводной частью судна (корабля). В судостроении силу тяжести судна обозна­чают букой D и намывают весовым водоизмещением. Объем вытесненной судном воды, равной объему погруженной части судии, обозначают буквой V и называют объемным водоизме­щением. Весовое водоизмещение определяется по формуле, Н: D=yV, где у — Удельный вес воды, н/м3; V — объем подводной части судна, м3. Выражение D=yV называется уравнением плавучести и является основным для судостроения. Для определения весового водоизмещения нужно вычислить объемное водоизмещение. Корпуса судов имеют форму, огра­ниченную криволинейными поверхностями. Поэтому объем подводной части для каждой группы судов определяется ,как часть объема параллелепипеда, описанного около подводной части корпуса, или, как говорят, имеет свой коэффициент пол­ноты водоизмещения б (рис. 129): 6 = V/(LBT), где V — объемное водоизмещение; L, В, Т — соответственно наибольшие длина, ширина и осадка подводной части кор­пуса. Коэффициент б дается в справочниках для различных судов и кораблей. Следует за­метить, что чем быстроходнее судно, тем меньше коэффици­ент, например, у эсминцев он (равен 0,40—0,54, а у самоход­ных барж — 0,85—0,90. Рис. 129. Коэффициент полноты во­доизмещения Весовое водоизмещение мо­дели определяется из следую­щего соотношения: Dм=Dс/λ3 где Dс — весовое водоизмещение судна (корабля) прототипа. Чтобы правильно построить модель, необходимо знать ее мореходные качества. К мореходным качествам модели, как и судна-прототипа, относятся плавучесть и запас плавучести, остойчивость, непотопляемость, ходкость, маневренность, устой­чивость на курсе и управляемость. Плавучесть — основное мореходное качество модели — это ее способность плавать на воде. Мерой плавучести служит во­доизмещение, которое моделист должен рассчитать сразу при разработке теоретического чертежа. Под запасом плавучести понимают объем надводной части корпуса модели от конструктивной (грузовой) ватерлинии до верхней водонепроницаемой палубы. Запас плавучести обеспе­чивается изготовлением водонепроницаемого корпуса с попе­речными или продольными непроницаемыми перегородками. Для непотопляемости модели отсеки иногда заполняют пено­пластом. Остойчивость — это способность модели возвращаться в положение «на ровный киль» после прекращения действия сил, создающих крен. Под плаванием судна в положении «на роз­ный киль» понимают его вертикальное положение без крена на борт или дифферента (наклона) на нос или корму. Пояс­ним это понятие. Согласно закону Архимеда на тело, погру­женное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды. Эту выталкивающую силу, действую­щую, в частности, на модель, называют силой поддержания или силой плавучести F. Она приложена в центре тяжести объема вытесненной судном воды и направлением вертикально вверх (рис. 130, а). Точка приложения этой силы носит на­звание центра величины (ЦВ). Для равновесия модели, стоящей на воде, необходимо, что­бы центр тяжести модели ЦТ и центр величины ЦВ были на одной общей прямой (рис. 130, а). Если судно под влиянием Рис. 130. Условия устойчивости А- равновесие модели Б- возникновение восстанавливающего момента В- возникновение опрокидывающего момента. внешних сил начало крениться, то нарушено необходимое условие равновесия (рис. 130, б). В этом случае создается креня­щий момент Мкр. Однако с появлением крена объем подвод­ной части изменяет свою форму. С изменением объема подвод­ной части изменяется и положение точки ЦВ. Она всегда сме­щается в сторону накрененного борта. Чтобы равновесие модели било устойчивым, точки ЦТ и ЦВ должны располагаться так, чтобы возникал восстанавливающий момент Мвс. Это осуще­ствимо только при относительно малых углах крена и при достаточно низком расположении центра тяжести. Если же центр тяжести будет расположен высоко (рис. 130, в), то воз­никает опрокидывающий момент — М. Моделисту это положение важно иметь в виду. Поэтому при изготовлении модели грузы и балласт надо располагать так, чтобы центр тяжести был как можно ниже. Ходкость — это способность модели развивать определен­ную скорость при заранее рассчитанной мощности двигателей. Скорость движения модели зависит от сопротивления воды, работы движителей, мощности двигателя, состояния поверхно­сти подъема и от других причин. Для уменьшения расхода энер­гии и увеличения скорости поверхность корпуса модели следу­ет тщательно отделывать, а сам корпус должен иметь плавные обводы. Маневренность (поворотливость) — это способность модели поменять курс своего движения при помощи руля или специ­альных устройств. Маневренность модели тем лучше, чем мень­ше ее длина и больше ширина, меньше осадка и больше пло­щадь пери руля. Это качество особенно важно учитывать при изготовлении радиоуправляемых моделей, которые обычно строят широкими и короткими (модели буксиров, катеров и т. п.). Устойчивость на курсе — способность модели сохранять на­правление своего движения, т. е. держаться на курсе при руле, закрепленном в среднем положении. Устойчивость модели на курсе будет тем лучше, чем длиннее и уже модель, глубже ее осадка, больше площадь пера руля. Следует также иметь в виду, что устойчивость будет плохой, если обводы корпуса мо­дели несимметричны относительно диаметральной плоскости и если несимметрично по отношению к ней расположены гребные валы и гребные винты. Устойчивость и управляемость модели на курсе снижается при разных диаметрах и шаге гребных винтов, а также в том случае, если ось пера руля несимметрич­на по отношению к гребным винтам или перо руля наклонено относительно диаметральной плоскости.

Похожие:

	Конспект урока технологии в 6 классе Тема: основы конструирования... Цель: изучить с учащимися элементы и последовательность конструирования и моделирования изделий		Вопросы к экзамену по дисциплине «Основы конструирования и моделирования костюма» Расчет и построение базовой конструкции плечевой одежды (спинка, перед). Построение базисной сетки
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: познакомить учащихся с ассортиментом юбок, рассмотреть особенности их моделирования и конструирования		Уроки по технологии Под уроком по технологии Эти уроки посвящаются вопросам конструирования и моделирования изделий, составлению
	Ответы на вопросы 19-20 Технология обработки, конструирования материалов с элементами машиноведения 26 часов		Программа дисциплины общие вопросы физической экологии дпп. Дс. 01... Курс «Общие вопросы физической экологии» является начальным в серии дисциплин, связанных с физической экологией. Он призван дать...
	Формирование социальных и личностных компетенций у учащихся через... Цель обучения учащихся с нарушением интеллекта по профилю швейное дело заключается в овладении учащимися основных знаний по технологии...		Реферат №1 На тему: «История развития экономико-математического моделирования» Однако методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными науками. Отсутствовала единая система понятий, единая...
	Экзаменационные вопросы 2 общие вопросы Охватывается опросом, составляло суточный цикл жизнедеятельности человека в данное время		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Основные приемы моделирования», таблица «Правила моделирования», схема «Приемы моделирования», шаблоны основ переда плечевого изделия,...
	Содержание предисловие 4 Общие вопросы медицины. Философские вопросы Методы оказания первой помощи лицам, пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях		Вопросы к экзамену по специальности 14 Список рекомендуемой литературы 16 Методология моделирования и инструментальные средства управления бизнес-процессами 10
	Овместное использование функционального и имитационного моделирования... Ого моделирования, обеспечивающая повышение результативности разработки различных этапов жизненного цикла сложной технической системы....		Общие сведения ”. Основные вопросы: Назначение, запуск, интерфейс модуля “ Модуль “Общие сведения” содержит базовую информацию об образовательном учреждении, обеспечивая основу для создания адресных отчетов,...
	Учебное пособие по дисциплине «Математическое моделирование и теория принятия решений» Общие сведения и основные понятия математического моделирования и теории принятия решений		Дипломному проекту На тему: Прогнозирование безотказности современных... Охватывает вопросы конструирования, исследования и принципов применения интегральных микросхем