Содержание 

Определение объемного водоизмещения и посадки судна. Часть 2

Если вычислить таким же путем объемы, отсекаемые несколькими ватерлиниями, то можно построить диаграмму, называемую кривой водоизмещения (смотри рисунок). Построение такой диаграммы очень просто: на бумаге (лучше миллиметровой или в клеточку) проводим горизонтальную линию и откладываем на ней в любом удобном масштабе шкалу объемов (например, 0,1 м³ — 20 мм). На вертикальной линии строим шкалу осадок также в любом удобном масштабе (например, каждые 20 мм осадки натуры—5 мм). Из каждого деления обеих шкал проводим перпендикуляры и на образованной ими сетке откладываем точки, соответствующие вычисленным значениям осадок и объемов; соединив эти точки плавной кривой, получим кривую водоизмещения.

Осадку при любом водоизмещении найдем, если из соответствующего деления горизонтальной шкалы проведем перпендикуляр до пересечения с кривой водоизмещения, а из точки пересечения проведем горизонталь до шкалы осадок (пунктир на рисунке).

Кривая водоизмещения яхты.

Вычисления площадей шпангоутов могут быть значительно упрощены, если шпангоуты образованы прямыми линиями. В этом случае площади могут быть вычислены без заполнения таблицы 9. Так, например, площадь шпангоута, изображенного на рисунке, может быть вычислена как сумма площадей прямоугольника (или трапеции) А и треугольника Б.

Разбивка прямолинейного шпангоута для вычисления его площади.

Укажем еще один способ определения площади шпангоутов. Он состоит в применении планиметра — приспособления для механического вычисления площадей. Для нашей цели может быть использован простейший планиметр, самостоятельное изготовление которого» вполне доступно. Такой планиметр представляет собой металлический прут любой формы сечения (например, круглой диаметром 6—8 мм или квадратной со стороной 6—8 мм) с загнутыми под прямым углом концами; высота загнутой части каждого конца 30—50 мм один из концов конусообразно заострен, а другой расплющен и закруглен в виде топорика, острое лезвие которого расположено по оси прута. Расстояние между острием и самой низкой точкой лезвия топорика должно быть равно точно 300 мм.

Простейший планиметр.

Для того чтобы измерить вычерченую площадь надо острый конец планимера установить где-либо вблизи центра площади и рукой прижать конец с топориком так, чтобы на бумаге чертежа остался слегка вдавленный след; после этого надо по любой прямой линии перевести острый конец к очертанию площади, трижды обвести контур площади и, вернув острие по прямой линии в исходное положение, опять прижать топорик к бумаге.

Последовательность обводки планиметром шпангоута.

Убрав планиметр, надо соединить прямой линией середины следов топорика; длина этой прямой, измеренная в миллиметрах, равна искомой площади в квадратных сантиметрах. При обводке площади конец с острием надо держать, не зажимая в пальцах, перпендикулярно к листу бумаги так, чтобы конец планиметра с топориком скользил по бумаге совершенно свободно (не задевая, например, за головки кнопок или какие-либо другие неровности), но не перемещался бы перпендикулярно своей плоскости. Работа с планиметром очень проста и для измерения площадей 10 шпангоутов потребуется не более 20—30 минут. Точность же измерений вполне достаточна.

Для проверки правильности изготовленного планиметра и тренировки в работе с ним рекомендуется вычертить прямоугольник или окружность известной площади и определить ее при помощи планиметра.

Приведем еще один способ определения объема, отсекаемого данной ватерлинией, требующий очень немногих вычислений, нужны лишь чувствительные весы типа почтовых и ровный плотный картон. Этот способ удобен тем, что позволяет определять объем, отсекаемый данной ватерлинией, минуя вычисления площадей каждого шпангоута в отдельности.

Из тонкого плотного картона вырезаем площади теоретических шпангоутов, предварительно переведя их очертания с теоретического чертежа; для шпангоутов 0 к 10 вырезаем лишь по одной их половине, для остальных — обе. Затем из листа того же картона вырезаем квадрат со стороной, равной, например, 20 см, и взвешиваем его; вес картонного квадрата делим на 400 (число квадратных сантиметров площади квадрата), благодаря чему будем знать вес 1 см² картона. Если теперь положим на весы все вырезанные шпангоуты, а затем их суммарный вес разделим на вес 1 см² картона, то получим сумму площадей вырезанных шпангоутов. Чтобы . найти искомый объем, достаточно будет умножить полученную площадь на расстояние между теоретическими шпангоутами (шпацию) и результат умножить на куб масштабного числа.

Пример.

Требуется определить объем корпуса, отсекаемый данной ватерлинией. Масштаб чертежа 1 : 10, шпация — 5 см. Вес площадей всех шпангоутов, вырезанных из бумаги, оказался равным 35 г (шпангоуты 1—9 вырезаны полностью, шпангоуты 0 и 10— по одной половине). Вес прямоугольника из картона площадью 100 см³ оказался равным 15 г.
Вес 1 см² картона:

15/100 = 0,15 г.

Следовательно, площадь всех вырезанных шпангоутов:

35/0,15 = 233 см²

Отсюда объем, отсекаемый ватерлинией на чертеже:

233 X 5= 1165 см²

Объем, отсекаемый ватерлинией на судне:

1165 Х 10³ = 1 165 000 см³ ~ 1,17м³

Для определения объема корпуса, соответствующего меньшей осадке, достаточно обрезать картонные шпангоуты по новую ватерлинию и повторить взвешивание.

Произведя такие операции 3 — 4 раза, получим данные для построения кривой водоизмещения. Очевидно, что для этого способа первая выбранная нами ватерлиния должна быть расположена возможно выше. Каким бы из описанных способов не вычислялось водоизмещение, в расчетах должны фигурировать только основные шпангоуты, находящиеся друг от друга на равных расстояниях (промежуточные шпангоуты, например шпангоуты 1/2, 1 1/2 и т. п., в вычисления не должны входить).

Для контроля определения водоизмещения следует взвешивать каждый шпангоут в отдельности.

Найденная одним из описанных способов ватерлиния будет правильно определять посадку судна только в том случае, если сила поддержания подводной части корпуса будет расположена на одной вертикали с ЦТ судна; в противном случае спущенное на воду судно будет погружаться носом или кормой (по сравнению с вычисленной ватерлинией) до тех пор, пока сила поддержания подводного объема не придет на одну вертикаль с ЦТ. Точка, в которой приложена сила поддержания корпуса, носит название «центра величины» (ЦВ); эта точка является центром тяжести объема подводной части корпуса.

Положение ЦВ по длине судна можно определить при помощи так называемой строевой по шпангоутам. Для этого на горизонтали, проведенной на листе ровного (по толщине) картона, откладывают в любом удобном масштабе (например, вдвое меньшем, чем масштаб теоретического чертежа) все 10 шпаций и в точках делений перпендикулярно к горизонтали откладывают в любом масштабе (например, 1 см = 10 см²) площади шпангоутов; полученные таким путем точки соединяют между собой плавной кривой.

Рисунок А

Характер строевой по шпангоутам для данной ВЛ.

На рисунке А показан пример строевой по шпангоутам, на рисунке Б — рекомендуемые строевые по шпангоутам для водоизмещающих судов, на которых площади шпангоутов выражены в процентах от погруженной площади мидель-шпангоута. Так как по горизонтали отложены линейные размеры, а по вертикали площади, то площадь строевой представляет собой объем, а именно: объем подводной части, отсекаемый данной ватерлинией.

Рисунок Б

Строевые по шпангоутам для судов с острой транцевой кормой в процентах от площади мидель шпангоута.

Вырезав фигуру, очерченную кривой линией и горизонталью, подвешивают ее у стены последовательно за две точки, отме-чая на ней каждый раз продолжение нити подвеса.

Подвешивание строевой по шпангоутам из картона для определения ЦВ.

Точка пересечения обеих линий даст положение ЦВ по длине судна. Расстояние этой точки от горизонтали физического значения не имеет.

Если найденный таким путем ЦВ будет расположен к корме от ЦТ судна, то судно будет сидеть с дифферентом на нос, если к носу, то с диффрентом на корму. Суда с транцевой кормой при полном водоизмещении обычно сидят с дифферентом на нос, так как площадь их носовых шпангоутов значительно меньше площадей кормовых шпангоутов; эта особенно относится к остроскулым судам.

Читать далее: Определение объемного водоизмещения и посадки судна. Часть 3.