|
Содержание
|
Определение объемного водоизмещения и посадки судна. Часть 1
Чтобы определить положение неподвижного судна на воде, надо уметь определять объем подводной части корпуса и положение ЦТ этого объема по длине судна.
Если бы корпус судна имел форму параллелепипеда или другого простого геометрического тела, то было бы нетрудно найти на нем ватерлинию, отсекающую объем заданной величины и положение его ЦТ. При действительных же судовых криволинейных обводах найти нужную ватерлинию сложнее. Для этого поступают следующим образом: прочерчивают несколько параллельных ватерлиний (например, ватерлиний теоретического чертежа) и вычисляют отсекаемый каждой из них объем корпуса, а затем среди них находят ватерлинию, отсекающую объем заданной величины если положение ЦТ этого объема окажется не на той же вертикали, что ж ЦТ судна, то проводят на глаз наклонную ватерлинию, близкую к найденной, и вычисляют Для нее объем и положение ЦТ. Произведя такую операцию несколько раз, можно очень близко подойти к нужной ватерлинии.
Для вычисления объема корпуса, отсекаемого каждой ватерлинией, вычисляют объемы отсеков, заключенных между каждой парой соседних теоретических шпангоутов, а затем складывают их. Объем каждого отсека можно достаточно точно вычислить как полусумму отсекаемых площадей шпангоутов, умноженную на расстояние между ними т. е. на величину шпации:
где
V1 — объем отсека;
S1 S2 — площади двух соседних шпангоутов, отсекаемые данной ватерлинией;
L1 — шпация — расстояние между теоретическими шпангоутами.
Чтобы вычислить отсекаемые ватерлинией площади шпангоутов, можно применить способ трапеций. Поясним этот способ на примере. Пусть требуется вычислить площадь половины шпангоута, изображенной на рисунке.
Разбивка площади шпангоута на трапеции.
Разделим вычисляемую площадь равно отстоящими горизонталями (ватерлиниями) на ряд трапеций. Отрезки этих горизонталей между ДП и очертанием шпангоута называются ординатами. Все ординаты перенумеруем, как это показано на рисунке. Площадь каждой трапеции, заключенная между двумя соседними ординатами, равна по рисунку. Разбивка полусумме ординат, умноженной на расстояние между ними. Так, на
пример, площадь трапеции между
ординатами 1 и 2 равна:
где
— площадь трапеции;
a1 a2 — ординаты шпангоута;
h — расстояние между ординатами.
Площадь же половины шпангоута, отсекаемая самой верхней ватерлинией, равна сумме всех трапеций или же, иначе, сумме всех ординат без полусуммы крайних, умноженной на расстояние между ординатами. Для половины шпангоута, изображенной на рисунке, площадь равна:
Вычисление по этой формуле площади шпангоута рисунке приведено в таблице.
Таблица. Вычисление площади шпангоута.
| Расстояние между ординатами |
h=4 мм |
| № ординаты |
Ординаты мм |
| 0 |
0 |
| 1 |
8,5 |
| 2 |
15,0 |
| 3 |
19,0 |
| 4 |
22.0 |
| 5 |
24,0 |
| 6 |
26,0 |
| 7 |
28,0 |
| 8 |
29,5 |
| Сумма ординат |
172,0 |
|
Поправка:
|
|
Исправленная сумма
|
172 - 15 =157 мм |
| 1/2 площади шпангоута = 1h |
157x4=628 мм2 = 6,3 см2
|
| Площадь S1 шпангоута |
6.3X2=12,6 см2
|
Так как на рисунке показана лишь половина шпангоута, результат вычисления надо умножить на 2; следовательно, полная площадь шпангоута, вычерченного на рисунке, равна
S1=630X2=1260 мм2= 12,6 см2
Чтобы вычислить по формуле объем отсека, надо вычислить также по формуле площадь S2 соседнего шпангоута. Допустим, что она равна 16,60 см2, а расстояние между шпангоутами на теоретическом чертеже равно 5 см. Тогда по формуле объем отсека на теоретическом чертеже будет равен:
Если, пользуясь формулой 1, вычислим объемы всех отсеков, то, сложив эти объемы, получим объем корпуса по данную ватерлинию. Вычисление объема корпуса можно несколько сократить: не вычислять объем каждого отсека в отдельности, а вычислить объем корпуса посредством формулы 2, подставив в нее вместо значений ординат значения площадей шпангоутов; тогда формула для вычисления объемного водоизмещения будет выглядеть так:
где
V — объем корпуса, отсекаемый ватерлинией I;
V0 V1 V3... Vn — объемы отсеков.
S0 S1 S3... Sn— площади шпангоутов, отсекаемые данной ватерлинией.
L — расстояние между шпангоутами.
Как видно, объем корпуса равен сумме площадей шпангоутов без полусуммы крайних, умноженной на расстояние между шпангоутами. Вычисления по формуле удобно производить в виде таблицы.
Таблица. Вычисление площади шпангоута по данную ВЛ. (пример)
| Расстояние между шпангоутами |
l=5 cм |
| № шпангоута |
1/2 площади шпангоута, см |
| 0 |
0 |
| 1 |
6,30 |
| 2 |
8,32 |
| 3 |
10,80 |
| 4 |
11,85 |
| 5 |
12,50 |
| 6 |
12,57 |
| 7 |
10,93 |
| 8 |
8,37 |
| 9 |
3,50 |
10 |
0,40 |
| Сумма половины площадей шпангоутов |
85,54 см2
|
|
|
| Исправленная сумма |
85,3 см2
|
| 1/2 водоизмещения |
85,3Х5,0=426 см3
|
| Объемное водоизмещение V |
426Х2=852 см3
|
Таким образом, вычисление водоизмещения по данную ватерлинию будет заключаться в заполнении 11 или 21 (по числу шпангоутов) таблиц, аналогичных таблице "вычисление площади шпангоута", и одной таблицы, аналогичной таблице "вычисление площади шпангоута по данную ВЛ". Все вычисления производим по теоретическому чертежу, выполненному в определенном масштабе, поэтому результат вычисления объема для его перевода на натуру следует соответственно увеличить на масштабное число в кубе. Так, если в нашем примере масштаб чертежа, по которому производились вычисления, равен 1 : 10, то вычисленный объем для натуры составит:
V нат = 852 см3 Х 103 = 852 000 см3 = 0,852 м3
Читать далее: Определение объемного водоизмещения и посадки судна. Часть 2.
|
|
