1.Геометрия судовой поверхности

1.1 Основные определения

В теории корабля употребляется такой термин, как "геометрия судовой

поверхности". Геометрия судовой поверхности определяется:

– Главными размерениями судна;

– Коэффициентами полноты корпуса судна;

– Теоретическим чертежом корпуса судна.

Теоретический чертеж позволяет точно задать главные Рис.размерения и

форму корпуса судна. На теоретическом чертеже изображается так называемая

теоретическая поверхность. Для металлических судов теоретическая

поверхность корпуса судна — это внутренняя поверхность обшивки без учета

местных утолщений, а при наличии набора — поверхность судна, проходящая по

наружным кромкам днищевого, бортового и палубного набора основного

корпуса, надстроек, фальшборта и козырька. Для судов с неметаллической

наружной обшивкой теоретической поверхностью корпуса является наружная

поверхность обшивки без учета местных утолщений.

Для построения теоретического чертежа выбирают три главные взаимно-

перпендикулярные плоскости - основную (ОП), диаметральную (ДП) и

плоскость миделевого шпангоута ( ).

Диаметральная плоскость (ДП) — это вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части. Плоскость мидель-шпангоута ( )— вертикальная поперечная плоскость, перпендикулярная диаметральной плоскости и проходящая посередине длины судна между носовым и кормовым перпендикулярами. Основная плоскость (ОП) —горизонтальная плоскость, проходящую через точку пересечения плоскости мидель-шпангоута с килевой линией. У металлических судов килевая линия проходит по внутренней поверхности наружной обшивки (горизонтального киля).  Линия пересечения основной и диаметральной плоскостей судна называется основной линией и обозначается ОЛ.Плоскость грузовой (ГВЛ) или конструктивной ватерлинии (КВЛ) – горизонтальная плоскость, совпадающая со свободной поверхностью воды для судна. плавающего в полном грузу. Плоскость ГВЛ перпендикулярна ДП и плоскости мидель –шпангоута и делит корпус судна на подводную и надводную части.

Теоретический чертеж представляет собой совокупность ортогональных

проекций теоретической поверхности корпуса судна на три основные

координатные плоскости проекций: диаметральную плоскость (ДП), основную

плоскость(ОП) и плоскость мидель-шпангоута (Рис.1.1.)

Рис.1.1. Основные координатные плоскости судна

а- диаметральная плоскость (ДП), б- плоскость мидель-шпангоута ( ), в-

основная плоскость (ОП).

После этого рассекают корпус системой плоскостей, параллельных

указанным выше, а линии их пересечения с поверхностью корпуса проектируют

на главные плоскости (ОП, ДП и ). В результате получают три проекции

теоретического чертежа - “бок”, “полуширота” и “корпус”.

На каждой из проекций изображены три семейства линий: батоксы, ватерлинии и шпангоуты.

Батоксы — линии пересечения теоретической поверхности корпуса судна плоскостями, параллельными диаметральной плоскости.

Ватерлинии — линии пересечения теоретической поверхности корпуса судна плоскостями, параллельными основной плоскости.

Шпангоуты — линии пересечения теоретической поверхности корпуса судна поперечными плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута. Рыбинами — линии пересечения теоретической поверхности корпуса судна плоскостями, перпендикулярными к плоскости мидель-шпангоута и, по возможности, нормальными к обводам шпангоутов.

В силу симметрии корпуса относительно ДП на проекции “полуширота”

изображены половины ватерлиний, а на проекции “корпус” - половины

шпангоутов. Обычный теоретический чертеж содержит 21 шпангоут (от 0 до 20),

(5 7) ватерлиний (до конструктивной) и (2 4) батокса на каждый борт

(Рис.1.2.)

Рис.1.2. Теоретический чертеж судна

Для оценки мореходных качеств судна на ранних стадиях проектирования,

когда чертеж окончательно не разработан, используют главные размерения, их

соотношения и коэффициенты полноты формы корпуса.

Главные размерения бывают: теоретические или расчетные, наибольшие и

габаритные. К теоретическим относят длину между перпендикулярами (L, Lpp),

длину по конструктивной ватерлинии (LWL), ширину (B), осадку (T).

Рис. 1.3. Главные размерения судна

Носовой перпендикуляр судна — линия пересечения диаметральной плоскости с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через крайнюю носовою точку конструктивной ватерлинии. Эта точка находится с внутренней стороны форштевня.

Кормовой перпендикуляр судна — линия пересечения диаметральной плоскости с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через точку пересечения оси баллера руля с плоскостью конструктивной ватерлинии. При отсутствии баллера кормовой перпендикуляр судна — линия пересечения диаметральной плоскости с вертикальной поперечной плоскостью, проходящей на расстоянии 97 % длины по конструктивной ватерлинии от носового перпендикуляра судна. LWL — длина судна по конструктивной ватерлинии — расстояние между точками переселения носовой и кормовой частей конструктивной ватерлинии с ДП; L,Lp— длина судна по расчетной ватерлинии — расстояние между точками пересечения носовой и кормовой частей расчетной ватерлинии с ДП; Lpp — длина судна между перпендикулярами — расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами; LНБ — наибольшая длина судна — расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками теоретической поверхности корпуса судна в носовой и кормовой оконечностях; LГБ — габаритная длина судна — расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей судна с учетом постоянно выступающих частей; ВКВЛ — ширина судна по конструктивной ватерлинии — наибольшая ширина конструктивной ватерлинии судна; ВР — ширина судна по расчетной ватерлинии — наибольшая ширина расчетной ватерлинии судна; В — ширина судна на мидель-шпангоуте — ширина конструктивной ватерлинии на мидель-шпангоуте; ВНБ — наибольшая ширина судна — наибольшее расстояние, измеренное перпендикулярно между крайними точками теоретической поверхности корпуса судна; ВГБ — габаритная ширина судна — наибольшее расстояние, измеренное перпендикулярно ДП между крайними точками корпуса судна с учетом постоянно выступающих частей; Н — высота борта судна — вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до бортовой линии верхней палубы судна; ТКВЛ — осадка судна по конструктивную ватерлинию — вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости конструктивной ватерлинии судна; ТР — осадка судна по расчетную ватерлинию — вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до плоскости расчетной ватерлинии судна. К основным характеристикам корпуса судна относятся: водоизмещение судна, координаты центра величины, коэффициенты полноты подводной части корпуса судна и другие параметры.

V — водоизмещение объемное (без выступающих частей) — объем подводной части судна;

хС — координата центра величины по длине — координата по длине от мидель-шпангоута до центра тяжести подводного объема судна; zС — координата центра величины по высоте — координата по высоте над ОЛ центра тяжести подводного объема судна; S — площадь грузовой (конструктивной) ватерлинии; W — площадь мидель-шпангоута; L — теоретическая шпация — расстояние между теоретическими шпангоутами; Т — расстояние между ватерлиниями. В правилах Регистра для некоторых главных размерений приняты другие обозначения. Высоту борта обозначают D, а осадку — d. Дифферент обозначается Df = dH — dK, а объемное водоизмещение — . Площадь погруженной в воду части мидель-шпангоута обозначают А , а коэффициент общей полноты — СВ.

Интегральное представление о форме корпуса судна дают коэффициенты

полноты. К ним относятся:

1. Коэффициент полноты площади ватерлинии - отношение площади

ватерлинии S к площади описанного прямоугольника (рис.1.4, а): .

2. Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута - отношение площади к

площади габаритного прямоугольника (рис.1.4, б): .

3. Коэффициент общей полноты - отношение объема подводной части V к

объему описанного параллелепипеда (рис.1.4, в): .

Рис. 1.4. К определению коэффициентов полнотыКроме указанных трех основных коэффициентов иногда удобно

использовать еще два:

4. Коэффициент продольной полноты (рис.1.4, г): .

5. Коэффициент вертикальной полноты (рис. 1.4, д): .

Соотношения главных размерений ( ) для каждого типа судна, а

также их коэффициенты полноты лежат в довольно узких пределах. Это дает

возможность выполнять приближенную количественную оценку мореходных

качеств на основании эмпирических формул. Уточненные результаты получают

на заключительных этапах проектирования с использованием теоретического

чертежа судна.

Построение теоретического чертежа вручную

Построение теоретического чертежа состоит из следующих этапов:

1. Построение сетки теоретического чертежа, нумерация линий сетки

2. Построение кривых теоретического чертежа на проекциях ТЧ

2Построение шпангоутов на проекции Корпус

2.1 Построение линии седловатости верхней палубы

2.2 Особенности построения обводов носовой и кормовой оконечностей

судна (форштевня и ахтерштевня)

2.5 Построение ватерлиний на проекции Полуширота

2.6 Построение батоксов на проекции Бок

2.7.Согласование теоретического чертежа

2.1 Расположение проекций, выбор масштаба и толщины линий

теоретического чертежа

На теоретическом чертеже на трех основных координатных плоскостях

геометрическую форму корпуса судна изображают линиями пересечения

теоретической поверхности плоскостями, параллельными координатным:

диаметральной, основной и плоскостью мидель-шпангоута.

На теоретическом чертеже судна проекции имеют следующие наименования:

— проекции батоксов, шпангоутов и ватерлиний на вертикальную продольную

плоскость называются проекцией «Бок»;

— проекции шпангоутов, батоксов и ватерлиний на вертикальную поперечную

плоскость называются проекцией «Корпус»;

— проекции ватерлиний, батоксов и шпангоутов на горизонтальную плоскость

называются проекцией «Полуширота».

В качестве главного вида принимают проекцию «Бок» и располагают ее в

верхней части теоретического чертежа. Под главным видом в проекционном

соответствии изображают горизонтальную проекцию — «Полушироту» (вид

сверху). Справа от главного вида на одном уровне с ним располагается проекция

«Корпус». На теоретическом чертеже нос судна располагают справа. Нумерация

шпангоутов ведется от НП (нулевого шпангоута) в корму (Рис.1.1.4)

Бок Корпус

Рис.2.1. Расположение проекций теоретического чертежа

При наличии в корпусе судна цилиндрической вставки - части корпуса,

имеющей в поперечном сечении одинаковые очертания, допускается

проекцию Корпус располагать в разрыве средней части главного вида.

(Рис.1.1.5). Это позволяет уменьшить общую длину чертежа. С целью

уменьшения размеров чертежа по высоте иногда проекцию Полуширота

совмещают с проекцией Бок, однако при этом чертеж становится менее

удобным для чтения. В зависимости от особенностей обводов некоторых

типов допускается вид сверху изображать раздельно для отдельных

районов, разбитых по высоте судна.

.

Рис.2.2. Расположение проекций теоретического чертежа с цилиндрической

вставкой

В зависимости от сложности и размеров судна теоретические чертежи

выполняют в масштабах: 1:2; 1:5; 1:10; 1:20; 1:25; 1:100,1:200. Рекомендуется

выбирать масштаб исходя из того, что ширина проекции Корпус должна

быть не менее 150 мм на готовом чертеже. Допускается применять масштаб

1:150 в учебных проектах.

В технически обоснованных случаях теоретический чертеж корпуса судна

допускается изображать по длине в одном масштабе, а по ширине и высоте

— в другом. Но при этом делается соответствующая оговорка на чертеже.

Независимо от масштаба основные и вспомогательные линии

теоретического чертежа должны иметь как можно меньшую толщину.

Рекомендуется толщину линий сетки принимать равной 0,2 мм, а для

обводки использовать линии толщиной 0,3 мм. Линии сетки теоретического

чертежа следует проводить твердым карандашом (4Т-5Т), а линии обводки -

карандашом ЗТ-4Т.

Целесообразно обводы КВЛ, мидель-шпангоута, килевой и бортовой

палубных линий выполнять линией толщиной 0,3 мм, а все остальные

обводы - линией толщиной 0,2-0,3 мм. Допускается ватерлинии,

расположенные выше КВЛ, а также дополнительные обводы и сечения

выполнять штриховыми линиями. Обводы теоретического чертежа

необходимо выполнять тонкими линиями для точного согласования проекций и

уменьшения погрешности определения истинных размеров элементов судна.

К построению теоретического чертежа приступают после определения

главных размерений судна, установления очертаний штевней, килевой линии,

бортовых линий палубы и палуб надстроек. Должны быть также известны

ординаты шпангоутов, заданные таблицей или корпусом, а также необходимое

количество основных и дополнительных шпангоутов, ватерлиний и батоксов.

Построение сетки теоретического чертежа

Теоретические обводы судна изображают на сетке теоретического чертежа (Рис.

1.2.1).  Сетка теоретического чертежа представляет собой пересечение под

прямым углом на всех трех проекциях прямых линий — проекций батоксов

ватерлиний и шпангоутов. 

Рис. 2.2.1 Построение и согласование сетки теоретического чертежа

Шпангоуты, ватерлинии и батоксы изображаются на одной из проекций

теоретического чертежа кривыми, а на остальных двух - прямыми. Прямые линии -

проекции шпангоутов, ватерлиний и батоксов, пересекающиеся друг с другом

под прямым углом, - образуют сетку теоретического чертежа. Таким образом, на

Боку сетка теоретического чертежа, содержит взаимно - перпендикулярные

ватерлинии и шпангоуты, на Полушироте- батоксы и шпангоуты, а на Корпусе -

ватерлинии и батоксы. Точность выполнения теоретического чертежа зависит от

точности вычерчивания сетки. Любая неточность, допущенная на теоретическом

чертеже, в натуре увеличивается в число раз, равное знаменателю масштаба. Это

же касается и сетки теоретического чертежа. Поэтому при выполнении этих работ

требуются тщательно выверенный инструмент, высококачественные материалы,

внимательность и зоркость чертежника.

При построении сетки базовыми линиями являются основная линия, проекция ДП,

проекция конструктивной ватерлинии, носовой и кормовой перпендикуляры.

На проекции «Бок» сетка теоретического чертежа образована взаимно

перпендикулярными прямыми — проекциями ватерлиний и шпангоутов

На проекции «Полуширота» сетка образуется проекциями батоксов и шпангоутов.

При этом базовыми линиями сетки являются проекция ДП, проекции плоскостей

носового и кормового перпендикуляров и линия, параллельная проекции ДП и

отстоящая от нее на расстоянии, равном полуширине судна.

На проекции «Корпус» сетка образуется проекциями ватерлиний и батоксов. При

этом базовыми линиями сетки являются основная линия (проекция основной

плоскости), конструктивная ватерлиния, проекция ДП и бортовые

перпендикуляры, проведенные на расстоянии полуширины судна от проекции

ДП.

Вычерчивание сетки теоретического чертежа выполняют в следующем порядке:

1. Согласно выбранному масштабу по главным размерениям судна размечают

места расположения проекций так, чтобы проекция «Полуширота» находилась

точно под проекцией «Бок», а проекция «Корпус» — точно на уровне проекции

«Бок». Расстояние между проекциями «Бок», и «Корпус» должно быть

достаточным для вычерчивания носовой оконечности судна. С левой стороны от

сетки предусматривается место для вычерчивания кормовой оконечности судна.

2. Проводят основную линию на проекциях «Бок» и «Корпус» и проекцию ДП —

на проекции «Полуширота».

3. На проведенных линиях на проекциях «Бок» и «Полуширота» откладывают

длину судна между перпендикулярами LПП, а на проекции «Корпус» — ширину

судна В.

4. На проекциях «Бок» и «Полуширота» длину судна с максимальной точностью

делят на 20 или 10, в зависимости от условия задания, равных частей. На

проекции «Корпус» ширину судна делят на заданное число промежутков между

батоксами. В точках деления методом засечек восстанавливают перпендикуляры.

5. На построенных перпендикулярах откладывают: на проекциях «Бок» и

«Корпус» — высоту борта Н, осадку судна Т и расстояние между ватерлиниями

Т, а на проекции «Полуширота» — половину ширины судна и расстояния между

батоксами. Одноименные точки соединяют прямыми.

6. Пронумеруем шпангоуты, ватерлинии и батоксы на проекциях. Шпангоуты и

ватерлинии нумеруются арабскими цифрами, батоксы- римскими.

7. Вычерченную сетку тщательно проверяем. Измеряем расстояние на Боку по

различным ватерлиниям и Полушироте по батоксам между шпангоутами, а также

расстояние по шпангоутам от основной линии до различных ватерлиний на Боку и

на Полушироте от ДП до батоксов. Проверяем параллельность линий и

одинаковость расстояний между одноименными сечениями на Корпусе. Кроме того,

сетку проверяем по диагоналям, которые должны проходить через соответствующие

узловые точки (рис.1.2.1.). Такая проверка производится для всех проекций. Для

проверки следует пользоваться выверенной длинной металлической линейкой или

измерителем.

1. Построение кривых теоретического чертежа на проекциях ТЧ

Построение шпангоутов на проекции Корпус

2. Вычерчиваются основные обводы проекции «Корпус» — сначала мидель-

шпангоут, а затем все прочие теоретические шпангоуты, от мидель-

шпангоута в нос и корму, после чего наносятся линии верхней палубы,

фальшборта, полубака, козырь ка и т.п.

Рис.1.2.3 Вычерчивание шпангоутов на проекции Корпус

3. Обратим внимание на то, что на правой половине проекции «Корпус»

выверчиваются носовые шпангоуты (одной ветвью), а на левой —

кормовые. Это вызвано симметричностью обводов судна относительно ДП.

Чтение чертежа в случае наложения кормовых шпангоутов на носовые было

бы затруднительно.

4. Построение кривых линий шпангоутов на проекции «Корпус» выполняется

следующим образом.

5. Сначала выполняется построение мидель-шпангоута. Для этого с проекции

«Корпус» по условию задания определяются значения полуширот (ординат) от

ДП на соответствующих ватерлиниях и переносят их на теоретический чертеж по

обе стороны от ДП. На каждом батоксе измеряют и откладывают

соответствующие высоты шпангоута от основной (аппликаты точек пересечения

щпангоутов с батоксами).

6. Для построения точек притыкания шпангоутов к палубам, фальшборту или

козырьку через эти точки проводят горизонтальные линии до пересечения

со следом ДП, измеряют соответствующие высоты и переносят их на свой

теоретический чертеж. Для этого на ДП проекции «Корпус» от основной

откладывают высоту линии палубы при данном шпангоуте. Через

полученную точку проводят горизонтальную прямую и на ней от ДП

откладывают полушироту палубы при данном шпангоуте, ранее

определенную по условию задания.

7. Все отмеченные точки соединяют плавной кривой, получая линию мидель-

шпангоута.

8. Аналогично выполняется построение всех прочих шпангоутов, причем

ординаты носовых шпангоутов отмечают только вправо, а кормовых —

влево от ДП. Крайние верхние точки шпангоутов, каждой половины

проекции «Корпус» соединяют плавными кривыми, получая линии

седловатости палубы по борту на этой проекции.

2. 1 Построение линии седловатости верхней палубыПосле выполнения сетки и построения проекции Корпус приступают к

вычерчиванию линии седловатости верхней палубы (ВП) на проекции Бок

(Рис.1.2.2

Рис.1.2.2 Построение линии седловатости верхней палубы

Для вычерчивания линии седловатости для носовой и кормовой частей

вычисляем 7 ординат, которые откладываем от ВП. По полученным точкам

проводим плавную кривую седловатости. Для определения значений ординат -

воспользуемся нижеприведенными формулами, в которых L – длина судна

между перпендикулярами, измеряется в метрах, а значение ординат -

получаем в миллиметрах.

Для носовой части (от 0 шпангоута до 10 шпангоута) рассчитываются 3

значения ординат: , ,

, откладывается на НП-носовом перпендикуляре (0-й шпангоут)

, откладывается на расстоянии от НП

,откладывается на расстоянии от НП

Значение ординаты принимаем равным 0, эта ордината является точкой

пересечения мидель-шпангоута (10 шпангоута) с ВП (в нашем случае ВП

совпадает с 7-ой ватерлинией) т.е. находится на расстоянии от НП.

Аналогично для кормовой части судна (от 10 до 20-го шпангоута)

рассчитываются 3 значения ординат: , ,

, откладывается на КП-кормовом перпендикуляре (20-й шпангоут)

, откладывается на расстоянии от КП

,откладывается на расстоянии от КП.

Начертив линию седловатости верхней палубы для проекции Бок,

восстанавливаем проекцию линии седловатости на плоскость мидель-

шпангоута – проекция Корпус.

После вычерчивания шпангоутов продлеваем их до соответствующих

линий седловатости.

2.4.1 Особенности построения обводов носовой и кормовой оконечностей

судна (форштевня и ахтерштевня)

Среди всех кривых теоретического чертежа, по которым можно судить о типе

судна и его эксплуатационных характеристиках, следует выделить кривые,

характеризующие обводы судов в оконечностях. В первую очередь это

относится к крайним участкам диаметрали — форштевню и ахтерштевню.

Форштевень обычных типов судов образуется прямой линией, переходящей

через закругление в килевую линию, рис. 2.5, а. Обычно угол наклона

форштевня к вертикали на уровне КВЛ составляет 15-30°. На многих

современных судах средней быстроходности применяются форштевни

криволинейных очертаний, например, (см. рис 2.5, б), бульбообразные

оконечности. Суда, предназначенные для плавания в ледовых условиях, обычно

имеют форштевень (см. рис. 2.5, в), состоящий из двух прямых ветвей,

соединенных немного выше КВЛ закруглением.

Ахтерштевень определяется формой кормовой оконечности. Требования к форме

кормы весьма многообразны. Главные из них связаны с сопротивлением воды

движению судов и с работой двигателя, а для некоторых судов — с их

назначением. Можно указать три основных типа формы кормы. До начала

нынешнего столетия на всех самоходных судах преобладающей была

эллиптическая форма (рис. 2.7). Свое название она получила потому, что контур

палубы такой кормы на горизонтальной проекции очерчивается кривой,

напоминающей полуэллипс. Вместе с тем в подводной части ватерлинии имеют

острые образования, благоприятные для снижения вихревого сопротивления и для

подтока воды к винту. Недостатки эллиптической формы кормы явно

проявляются при больших скоростях — числах Фруда больше 0,25. Среди них

наиболее существенными являются следующие. Слишком крупно идущие вверх

кормовые батоксы способствуют тому, что струи воды из-под днища выходят

наклонно снизу вверх и увеличивают высоту кормовой системы корабельных

волн, а гребной винт работает в косом потоке. Кроме того, эллиптическая корма

не создает защиты винта и руля от ударов о плавающие предметы.

Лучшие характеристики имеет крейсерская форма кормы (рис. 2.8

Характерная особенность этой формы состоит в том, что кормовой свес частично

погружен в воду, вследствие чего КВЛ и прилегающие к ней ВЛ значительно

длиннее и шире чем глубоколежащие ВЛ. Это позволяет без увеличения

габаритной длины судна увеличить его длину вблизи свободной поверхности, что

благоприятно сказывается на снижении волнового сопротивления. На батоксах в

районе 17-18-го шпангоутов появляется точка перегиба, в корму от которой

батоксы становятся пологими. Это также снижает волновое сопротивление и

улучшает подток воды к винту. Довольно широкая КВЛ и достаточное

заглубление кормового свеса создают защиту винто-рулевого комплекса от

плавающих на поверхности воды предметов. 

Лучшие характеристики имеет крейсерская форма кормы (рис. 2.8).

 

Характерная особенность этой формы состоит в том, что кормовой свес частично

погружен в воду, вследствие чего КВЛ и прилегающие к ней ВЛ значительно

длиннее и шире чем глубоколежащие ВЛ. Это позволяет без увеличения

габаритной длины судна увеличить его длину вблизи свободной поверхности, что

благоприятно сказывается на снижении волнового сопротивления. На батоксах в

районе 17-18-го шпангоутов появляется точка перегиба, в корму от которой

батоксы становятся пологими. Это также снижает волновое сопротивление и

улучшает подток воды к винту. Довольно широкая КВЛ и достаточное

заглубление кормового свеса создают защиту винто-рулевого комплекса от

плавающих на поверхности воды предметов.

 

На судах, скорость которых соответствует числам Фруда более 0,40, даже

сравнительно пологие батоксы крейсерской кормы оказываются слишком

крутыми. Стремление сделать батоксы почти горизонтальными на всей длине

кормового свеса привело к применению транцевой кормы (рис. 2.9). У кормы

такой формы кормовой свес приобретает почти цилиндрическую форму, а

батоксы идут по ее параллельным образующим. 

Всякое заострение горизонтальной проекции кормовой оконечности нарушило бы

эту геометрию, поэтому вместо заострения или закругления корма оканчивается

плоским срезом — транцем.

Транцевая корма нашла широкое применение на судах, где требуется широкая

палуба в кормовой части судна. Большая ширина кормовой части КВЛ служит

некоторой защитой гребного винта от повреждений о плавающие предметы.

Суда ледового плавания в кормовой оконечности должны иметь выступ (ледовый

зуб), расположенный в корму от руля, для его защиты на заднем ходу.

2.3. Построение ватерлиний на проекции Полуширота

После построения штевней определяем точки примыкания ватерлиний на

проекции Полуширота к ДП (точки примыкания обводов Полушироты к ДП

проецируют с бокового вида от соответствующих точек пересечения проекций

ватерлиний с носовым и кормовым штевнями) и приступаем к построению

ватерлиний.

Рис. Перенесение ординат ватерлиний с Корпуса на Полушироту

При выполнении теоретического чертежа приходится снимать много

размеров, взятых от какой-либо базы. Например, при вычерчивании ватерлиний и

обводов палуб необходимо снимать много ординат с проекции «Корпус»

теоретического чертежа, где за основную базу принимают ДП.

4.Для вычерчивания обводов Полушироты – ватерлиний, необходимые значения

ординат снимаем с проекции Корпус. Для этого используем полоску бумаги шириной

20 мм и длиной, равной В/2. с ровными и прямыми кромками.

Для того чтобы снять ординаты шпангоутов по какой-либо ватерлинии на полоску,

прямую короткую кромку полоски следует точно совместить с ДП на проекции

Корпус, а на горизонтальной длинной кромке остро отточенным карандашом отметить

ординаты (расстояния от ДП до точек пересечения шпангоутов с данной ватерлинией).

У каждой черточки на полоске проставляем номер шпангоута.

5. Начинаем построение с 0-й ватерлинии на проекции Полуширота. На каждом

из 20 шпангоутов с помощью полоски отмечаем значения ординат, снятые с Корпуса,

совмещая короткий край полоски с ДП и откладывая вверх на каждом шпангоуте

отмеченные ординаты. По полученным 20-ти точкам проводим плавную кривую –

нулевую ватерлинию.

Аналогично строим следующие 7 ватерлиний.

Построение батоксов на проекции Бок

6.На проекции Бок строят батоксы по размерам, определяемым на

Корпусе от основной плоскости до точек пересечения искомого батокса со

шпангоутами. Эти размеры откладывают от основной линии на

соответствующих шпангоутах главного вида. Точки пересечения батоксов с

бортовыми линиями палуб определяют вначале на Полушироте, а затем

проецируют на Бок.

Процесс построения батоксов на проекции «Бок» разберем на примере первого

батокса. На проекции «Полуширота» видны точки пересечения этого батокса с

ватерлиниями и палубами. Эти точки являются горизонтальными проекциями

точек пересечения ватерлиний и палубы с первым батоксом. Фронтальные

проекции этих точек лежат на тех же вертикальных линиях связи и в то же время

лежат на одноименных ватерлиниях или палубах, поскольку они принадлежат как

первому батоксу, так и ватерлиниям или палубам. Поэтому точки пересечения

первого батокса со всеми ватерлиниями и палубами на проекции «Полуширота»

проектируем на соответствующие ватерлинии и палубы на проекции «Бок».

На том же основании точки пересечения шпангоутов с первым батоксом на

проекции «Корпус» проектируем на соответствующие шпангоуты на проекции

«Бок». Все полученные точки соединяем плавной кривой.

Таким же образом строим все прочие батоксы теоретического чертежа.

Нумерацию батоксов начинают от ДП (ДП — нулевой батокс).

Батоксы обозначают римскими цифрами.

Точки, намеченные на всех трех видах, соединяют плавными кривыми

линиями с помощью судостроительных лекал или тонких деревянных гибких

реек, прижимаемых грузиками.

2.7. Согласование проекций теоретического чертежа

Все выполненные криволинейные обводы корпуса судна (шпангоуты,

ватерлинии и батоксы) на трех его проекциях должны быть плавными и

взаимно согласованными кривыми. Теоретический чертеж полностью обводят

после окончательного согласования проекций.

 

Согласование теоретического чертежа — это проверка проекционного,

соответствия точек пересечения криволинейных обводов (шпангоутов,

ватерлиний, батоксов) с линиями сетки (следами секущих плоскостей) на всех

трех проекциях теоретического чертежа. Непременным условием согласования

является сохранение плавности кривых линий обводов корпуса судна (рис. 2.4). 

Например, проекции одних и тех же точек пересечения ватерлиний и батоксов на

проекции «Бок» и «Полуширота» должны лежать на обеих проекциях на

одинаковых расстояниях от одного и того же шпангоута. Подобным образом

проекции точек пересечения шпангоутов и батоксов на проекциях «Бок» и

«Корпус» должны лежать на равных расстояниях от основной линии. Наконец,

проекции одних и тех же точек пересечения шпангоутов и ватерлиний на

проекциях «Корпус» и «Полуширота» должны лежать на одинаковом расстоянии

от ДП.

Шпангоуты, ватерлинии и батоксы — плавные кривые. В случае, еесли какая-

нибудь из указанных линий окажется неплавной, то проводят плавную кривую,

отступая от некоторых отмеченных точек.

Если мы, например, проводим плавную кривую ватерлинии и отступаем от

какой-либо точки, необходимо внести соответствующее исправление в ординату

кривой шпангоута, но при этом кривая шпангоута должна оставаться плавной.

Для сохранения плавности шпангоута может потребоваться сдвиг еще

некоторых его точек. Исправленные ординаты шпангоутов откладывают на

полушироте и исправляют все уже вычерченные ватерлинии по новым точкам,

но так, чтобы и они остались плавными. Это может потребовать новых

измерений кривых шпангоутов. Так постепенно добиваются плавности

ватерлиний и шпангоутов при равенстве соответствующих ординат на обеих

проекциях.

При неплавности батоксов вносят подобные исправления в батоксы, ватерлинии

и шпангоуты. В этом и состоит процесс согласования теоретического чертежа.

При согласовании проекций теоретического чертежа необходимо иметь в виду

постепенное и закономерное изменение промежутков между одноименными

теоретическими обводами, особенно в средней части судна. Сечение

поверхности корпуса судна любой плоскостью должно давать плавную кривую.

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

Теоретический чертеж выполняется на удлиненных листах производных

форматов. Обозначения батоксов, ватерлиний и шпангоутов наносят в носовой и

кормовой оконечностях так, чтобы они не находились на пересечении сетки с

обводами корпуса судна и не затемняли чертеж. При большой насыщенности

проекций линиями обводов и при недостатке места нумерация теоретических

линий проставляются на линиях-выносках.

На проекциях теоретического чертежа допускается делать поясняющие надписи

элементов обводов, например: „Верхняя палуба" (ВП), „Козырек". Также на

всех проекциях проставляются обозначения базовых линий ДП, ОЛ.

Работу над ТЧ можно считать законченной лишь тогда, когда над основным

штампом будет размещена следующая таблица главных размерений судна, в

которой указываются: —длина наибольшая — Lmax;

—длина по конструктивной ватерлинии— LКВЛ;

— длина между перпендикулярами — LПП;

— ширина наибольшая — Вmax;

— осадка по конструктивную ватерлинию — Т(dКВЛ);

— высота борта при мидель-шпангоуте — Н(D);

— водоизмещение объемное —V;

— коэффициент общей полноты — ;

— коэффициент полноты площади ватерлинии — ;

— коэффициент полноты площади мидель-шпангоута —.

Таблицу главных размерений судна располагают над основной надписью под

проекцией «Корпус». Если «Корпус» расположен посредине проекции «Бок», то

таблицу выполняют в промежутке между проекциями «Бок» и «Полуширота».

Определение расположения чебышевских шпангоутов

Для построения чебышевского корпуса используется теоретический чертеж.

Первым этапом работы следует считать проверку согласования теоретического

чертежа. Это в дальнейшем послужит увеличению точности вычерчивания

чебышевского корпуса. Затем наносятся следы чебышевских шпангоутных

сечений на проекциях Бок и Полуширота. Порядок нанесения их следующий:

I. Определяются абсциссы чебышевских шпангоутов. Начало координат

располагается на середине расчетной длины. В качестве последней используется

длина между перпендикулярами Lпп. Тогда абсциссы чебышевских шпангоутных

контуров

,

где - коэффициенты, приведенные в таблице.

Количество

ординат

Значения коэффициента

i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 i = 5 i = 6

7 0,8839 0,5297 0,3239 0 - -

9 0,9116 0,6010 0,5288 0,1679 0 -

12 0,0669 0,2888 0,3667 0,6333 0,7112 0,9331

При одном значении получается пара абсцисс, отличающихся лишь

знаком. При нечетном количестве ординат одна из абсцисс равна нулю.

2. На проекциях Бок и Полуширота наносятся следы шпангоутных сечений на

расстояниях симметрично относительно плоскости миделя. Для учебных

целей достаточно девяти чебышевских ординат. При этом, кроме пятого

шпангоутного сечения, ни одна абсцисса не совпадает с абсциссой

теоретического шпангоута.

1.Сетка теоретического чертежа и ее выполнение в AutoCad

Используя принципы построения сетки теоретического чертежа рассмотрим

этапы ее построения в AutoCad .

1.1. Линии сетки вычерчиваем с помощью графических примитивов при

помощи пиктограммы панели инструментов Draw (Черчение) (рис.2.1),

которая появляется сразу же после загрузки системы. Если по какой-либо

причине эта панель отсутствует, вызвать ее можно, щелкнув правой

кнопкой мыши по любой пиктограмме системной панели инструментов.

При этом на экране появится контекстное меню (рис. 2.2), из которого

следует выбрать строку Draw (Черчение), щелкнув на ней левой кнопкой

мыши.

Рис. 0.1. Панель инструментов Черчение

Рис. 0.2. Контекстное меню панелей инструментов

Перед созданием линий необходимо задать их толщину, тип линии, цвет так как

на ТЧ присутствуют линии разных толщин (сетка, размеры, обводы), а также для

удобства редактирования назначаем различные слои для различных элементов

чертежа. Инструменты для задания этих свойств находятся в панели Object

Properties (Свойства объектов) (рис. 2.3).

Рис. 0.3. Панель инструментов Object Properties (Свойства объектов)

Создаем слой «Сетка» с помощью Manager (Настройка свойств слоя) (рис. 2.3),

которое вызывается из меню Format Layer... (Формат Слои...) или двойным

щелчком на кнопке Layer (Слои) панели инструментов Object Properties

(Свойства объектов) (см. рис. 2.4).

Рис. 0.4. Диалоговое окно Настройка свойств слоя

Для слоя «Сетка» устанавливаем толщину (0,25 мм), тип линии Continuous (Сплошная), цвет.Делаем «Сетка» текущим слоем и чертим сетку для проекции Корпус.

Начинаем с вычерчивания прямоугольника со сторонами равными В (ширина

судна на миделе) и Н (высота борта). До начала работы необходимо в строке

состояния установить необходимые для данного построения объектные

привязки: при включенном OSNAP в строке состояния должны быть

установлены параметры: «Endpoint» (Конечная), «Midpoint» (Средняя точка),

«Intersection» (Пересечение), «Nearest» (Ближайшая), «Node» (Узел) (Рис.2.5.)

Рис.2.5. Параметры объектных привязок

Элементы чертежа отрисовываются с помощью графического примитива LINE

(отрезок)   на панели инструментов Draw (Черчение) (Рис. 0.4.) Щелкаем на

кнопке, соответствующей команде построения отрезка LINE (отрезок) и указав

первую точку в рабочей зоне чертежа, вводим с клавиатуры через относительные

декартовые координаты (Shift @ dx,dy) расстояние до следующей точки отрезка.

После приглашения Offset в командной строке вводим значение равное В -

ширине судна, в выбранном масштабе (например 16,85 м). Мы указываем, на

сколько и в каком направлении - положительном или отрицательном - нужно

переместиться по осям координат, чтобы попасть из текущей точки в новую. В

нашем случае нужно переместиться на +16, 85 по оси OX и на 0мм по оси OY. С

клавиатуры в ответ на подсказку "To point:" вводится: (Shift @ @16. 85,0) [@ -

признак относительных координат; далее вплотную, без пробелов, вводятся

приращение по OX (знак "+" можно опустить), запятая, приращение по OY].

Заканчиваем ввод координат нажатием Enter. Перед нами горизонтальный

отрезок длиной 16, 85. , который соответствует ширине судна В.

Аналогично строим вертикальный отрезок равный Н – высоте борта.

Поймав квадратиком Endpoint конечную точку горизонтальной прямой

откладываем вверх значение равное высоте борта Н аналогично вводя

координаты (Shift@0,8.4) при высоте борта Н=8,4 м.

Далее с помощью команды Copy (Практически все команды

редактирования находятся в меню Modify (Изменить), а их пиктограммы –

на панели инструментов с таким же названием (рис. 2.12). Для вызова

команды редактирования нужно щелкнуть мышью по соответствующей

пиктограмме панели инструментов Modify (Изменение).

Рис. 0.5. Панель инструментов Изменение

копируем недостающие стороны прямоугольника по следующей схеме: Copy

Выбор объектов Выбор начальной (базовой)точки Выбор конечной

точки (точки вставки). В результате получаем прямоугольник со сторонами

16,85 и 8,4, который служит заготовкой для дальнейшего построения сетки

проекции Корпус.

Аналогично строим прямоугольник для проекции Бок со сторонами ,

равными L – длине между перпендикулярами и Н- высоте борта и

прямоугольник для проекции Полуширота со сторонами В/2 – полуширина

судна и L – длина между перпендикулярами. Все прямоугольники должны

находиться в проекционной связи , расстояние между проекциями

рекомендуется 60-70-мм.

1.2. Линии сетки проекции Корпус, Бок, Полуширота.

Теперь в имеющихся прямоугольниках необходимо вычертить линии

сетки, т.е. взаимноперпендикулярные прямые линии шпангоутов, батоксов

и ватерлиний, соответствующие проекциям Корпус,.

1.2.1. Линии сетки проекции Корпус

На проекции Корпус линии сетки представлены

взаимноперпендикулярными прямыми линиями ватерлиний (горизонтальные

линии) и батоксов (вертикальные линии).

На проекции Корпус вычерчиваем диаметральный батокс и по 2 батокса

на каждый борт. Горизонтальную сторону прямоугольника (нулевую

ватерлинию) нужно разделить на 6 равных частей. В командной строке набираем

Divide и после Select object выбираем объект, щелкнув курсором по нижней

стороне и Enter. Чтобы сделать точки видимыми входим в меню Format Point

style Выбираем стиль точки Enter. (Рис.2.6.)

Рис.2.6 Диалоговое окно выбора стиля и размера точки.

На рисунке видим прямоугольник с разбитой нижней стороной на 6

равных частей. Далее с помощью Copy копируем вертикальную сторону и

расставляем линии батоксов строго на свои места, попадая с помощью

параметра Intersection четко в отмеченные точки. Для вычерчивания

ватерлиний воспользуемся командой Массив (Array (кнопка ).

Рис. 0.6. Диалоговое окно Array

При ее использовании достаточно нарисовать только один элемент, а затем

он размножается по окружности (круговой массив) или по узлам прямоугольной

сетки (прямоугольный массив). Элемент массива может быть сколь угодно

сложным и состоять из многих примитивов. В окне создания массива,

появляющемся после нажатия соответствующей кнопки, необходимо задать ряд

параметров. Переключатель ("галочка") вверху выбирает тип массива:

прямоугольный (rectangular) или круговой (polar). Для прямоугольного

массива: Rows – число рядов; Columns – число столбцов; Row Offset –

расстояние между рядами; Column Offset – расстояние между столбцами. В

нашем случае строим 5 ватерлиний до КВЛ: Rows=5+1=6, Columns=1, Row

Offset = расстоянию между ватерлиниями до КВЛ. Предположим Т = 6.6 м , т.е.

расстояние между ватерлиниями до 5 ВЛ будет Т=1,32м. В качестве объекта

выбираем нулевую ВЛ. После нажатия Enter AutoCad автоматически вычертит 5

ватерлиний с заданным значением Т.

Аналогично строим ватерлинии надводного борта, где F – высота равна Н-

Т= 8,4 – 6,6=1,8м. Для надводного борта Т=1,8/4=0,45м, Rows – число рядов=3.

В результате всех выполненных построений сетка для проекции Корпус

выглядит следующим образом (Рис. ).

Рис. Сетка проекции Корпус

1.2.2. Линии сетки проекции Бок

Далее строим сетку для проекции Бок (рис. ), отступив влево от сетки

Корпус 60 мм (расстояние необходимое для отрисовки носовой части судна).

Строим прямоугольник со сторонами равными Lпп (длина между

перпендикулярами) и H (высота борта). Затем аналогично для вычерчивания

ватерлиний воспользуемся командой Массив (Array (кнопка ).

Для построения шпангоутов разделим 0 ВЛ на 20 шпаций с помощью

команды Divide (как при построении батоксов на Корпус) и аналогично

скопировав нулевой шпангоут, установим шпангоуты в заданные точки. Или с

помощью задаем число столбцов =21, и расстояние между столбцами =

Lпп/20.

1.2.3. Линии сетки проекции Полуширота

Сетка для проекции Полуширота (рис. ) вычерчивается аналогичным

образом. От нулевой ватерлинии проекции Бок вниз откладываем @0,-60 и

начинаем чертить прямоугольник со сторонами равными Lпп (длина между

перпендикулярами) и В\2 (половина ширины В). Шпангоуты строим с помощью

Массива. В нашем случае Rows=1, Columns=21, Row Offset=1 , Column Offset –

расстояние между столбцами. т.е. расстояние между шпангоутами L= Lпп/20. В

качестве объекта выбираем нулевой шпангоут. Для построения батоксов делим

короткую сторону ревную В/2 на 3 части и копируем горизонтальную сторону.

Рис. Сетка проекции Полуширота

Рис. Сетка проекции Бок

2.4Точность построения сетки предопределяет точность выполнения

теоретического чертежа. Если она построена с погрешностью, то невозможно

провести согласование проекций теоретического чертежа.

Построив сетку теоретического чертежа необходимо провести проверку ее

правильности (Рис. )

Рис. Согласование сетки теоретического чертежа

Для проверки правильности построений сетки проводят согласование сетки

теоретического чертежа. В AutoCad согласование (проверка правильности

построений) осуществляется с помощью измерения размеров между линиями

сетки с помощью команды отрисовки размеров Dimension (Размер). (Рис. )

Рис. 0.7. Панель инструментов Dimension (Размеры)

Создаем новый слой «Размеры» на котором проставляем все линейные

размеры, необходимые для проверки (рис. 1.1). . После проверки слой

размеры нужно отключить, чтобы размерные линии не загромождали поле

чертежа. На печать размеры также не выводятся.

На сетке теоретического чертежа должны быть проставлены номера

ватерлиний, батоксов и шпангоутов.

1.На сетке ТЧ батоксы обозначаются римскими цифрами (I, II, III) от ДП к

борту. Нумерацию батоксов начинают от ДП. Номера на проекциях Корпус и

Полуширота проставляются за габаритными линиями сетки.

2.Ватерлинии обозначаются арабскими цифрами снизу вверх, начиная с ОЛ

(нулевой ватерлинии). Номера ватерлиний на проекциях Корпус и Бок

проставляются за габаритными линиями сетки, нумерация осуществляется снизу

вверх.

3.Шпангоуты обозначаются арабскими цифрами. Их номера проставляются

следующим образом:

- на проекции Бок - вне обводов судна, под ОЛ;

- на проекции Полуширота - под следом ДП, над каждым шпангоутом;

Нулевой шпангоут соответствует шпангоуту, лежащему в плоскости НП

(носового перпендикуляра), 10-й шпангоут – в плоскости миделя, 20-й в плоскости

КП(кормового перпендикуляра). Нумерация шпангоутов ведется от носового

перпендикуляра в корму – нарастающая положительная, а в нос - нарастающая

отрицательная.

Например, проставим номера ватерлиний и батоксов на сетке проекции

Корпус. Нумеруем ватерлинии, используя вставку меню Draw Text Single line

text(однострочный текст) Enter.

Далее с помощью объектной привязки указываем точку, относительно

которой будем размещать текст. Затем следуем указаниям в командной строке:

Укажите начальную точку или Justify(выравнивание) J ТR (если номера ВЛ

располагаются справа от сетки) далее: укажите верхнюю-правую точку вводим

координаты:@6,0 указываем высоту шрифта=5, угол=0 вводим текст(номер

нулевой ватерлинии-0) Enter. Затем с помощью команды Copy копируем

цифру 0 и проставляем для всех ватерлиний. С помощью двойного щелчка левой

кнопкой мыши входим в окно редактирования (Edit text) и изменяем 0 на нужные

нам номера ватерлиний.

Аналогично подпишем ДП, I батокс,II батокс по обе стороны от ДП, и

название проекции: Корпус.

2.Построение кривых теоретического чертежа

2.1. Построение шпангоутов на проекции Корпус

Обратим внимание на то, что на правой половине проекции «Корпус»

выверчиваются носовые шпангоуты (одной ветвью), а на левой — кормовые. Это

вызвано симметричностью обводов судна относительно ДП. Чтение чертежа в

случае наложения кормовых шпангоутов на носовые было бы затруднительно.

Построение кривых линий шпангоутов на проекции «Корпус» выполняется

следующим образом. По заданию (таблице ординат) определяются значения

полуширот (ординат) от ДП на соответствующих ватерлиниях и переносят их на

проекцию «Корпус» по обе стороны от ДП, причем ординаты носовых

шпангоутов (0-10)отмечают только вправо, а кормовых(10-20) — влево от ДП.

Мидель-шпангоут (10) вычерчивается полностью.

Для удобства установки привязок след ДП на проекции «Корпус» выделим

красным цветом. Для построения шпангоутов воспользуемся слоями, в которых

установим толщину линии , равную 0,35 мм и назначим каждому шпангоуту

свой цвет.Шпангоуты будем обозначать от Frame (шпангоут). FR0-FR20.

назначим свой цвет. Создав слой FR1, например зеленого цвета, приступаем к

откладыванию ординат 1-го шпангоута.

2.1.1.Используем OSNAP (режим объектной привязки), опцию

Intersection (Пересечение). С помощью Snap From - «бегущей»привязки (кнопка

, на панели привязок) поймаем пересечение линии ДП и 0 –ой ватерлинии,

щелкнув левой кнопкой и после предложения в командной строке from base point

(offset) т. е.укажите от базовой точки смещение введите необходимые ординаты

для 1-го шпангоута и нулевой ватерлинии (например:shift@2,0 ). Данные

ординат шпангоутов берем из задания в таблице “Ординаты теоретического

чертежа”. Аналогично отмечаем точки пересечения первого шпангоута со всеми

ватерлиниями. Чтобы сделать точки более наглядными из падающего меню

Format Point Style выбираем стиль точки (крестик) и размер.

Рис. Окно выбора стиля и размера точки

2.1.2. Затем приступаем к вычерчиванию шпангоута по точкам. Для этого

воспользуемся примитивом Polyline (Ломаная) – . Включив опцию OSNAP

Node (Узел) Соединяем ломаной линией все точки пересечения 1-го шпангоута с

ватерлиниями. Затем набираем команду pedit в командной строке (или в

контекстном меню после щелчка правой кнопкой) и выбрав курсором объект,

сглаживаем ломаную с помощью Fit (Сгладить). Аналогично строим все 20

шпангоутов на проекции Корпус. Каждый из шпангоутов строится на своем слое

и имеет свой цвет.

После построения шпангоутов редактируем их для придания необходимой

плавности обводам с помощью pedit, опции Edit vertex, которая позволяет

перемещать вершины полилинии, тем самым добиваться соблюдения условия

плавности обводов.

Корпус

Корпус

Рис. Обводы шпангоутов на проекции Корпус

2.2. Построение диаметрального батокса (форштевня и

ахтерштевня) и линии седловатости верхней палубы на проекции

Бок

2.2.1. Построение носовой оконечности судна (форштевня) на

проекции Бок

После построения шпангоутов на проекции Корпус приступаем к

вычерчиванию штевней на проекции Бок.

Рис.2.2. U-образная (бульбообразная) форма форштевня

Для заданных типов судов характерны V-образная либо бульбообразная

форма носовой оконечности судна (форштевень) и транцевая форма кормовой

оконечности (ахтерштевень).

Форштевень вычерчивается в соответствии с рис. 1 и с использованием

следующих команд: Команда Constraction Line (Конструкционная линия) – и

Команда Arc (Дуга) – . Линия носовой оконечности V-образной и

бульбообразной расположена под углом 20-30 и проходит через точку

пересечения КВЛ и 0-го шпангоута. С помощью команды Constraction Line

(Конструкционная линия) – мы проводим необходимую линию и отрезаем ее

с помощью команды Команды Trim (Обрезать) – , в нашем случае режущие

кромки: 7-я ватерлиния и 0-я ватерлиния. Далее с помощью команды Команды

Extend (Продолжить) – удлиняем линии ватерлиний выше КВЛ до

полученной линии форштевня. С помощью команды Arc (Дуга) – по трем

точкам закругляем линию форштевня ниже 2-ой ватерлинии или строим бульб.

2.2.2. Построение кормовой оконечности судна (ахтерштевня)

на проекции Бок

Для построения ахтерштевня необходимо вычислить следующие

величины: Dв – диаметр винта и dст- диаметр ступицы.

Dв=0,7 Т, где Т – заданная осадка судна;

dст=0,2 Dв

Транец кормы выступает за границы 20-го шпангоута на величину

приблизительно равную ½ ΔL (ΔL – теоретическая шпация), винт размещается

между 20-м и 19-м шпангоутами. В соответствии с рис. 2 вычерчиваем

ахтерштевень, используя необходимые для построения размеры Dв, Dв/2, dст, Т,

0,3Т и сглаживая линии транцевой кормы.

Рис. Транцевая форма кормовой оконечности

Для построения транцевой кормы в AutoCad воспользуемся уже

известными командами. С помощью команды Line (Линия) – и бегущей

привязки из точки пересечения 20-го шпангоута и 7-ой ватерлинии откладываем

влево отрезок равный ½ ΔL. Затем вниз опускаем перпендикуляр на высоту на

1/3 ΔТ ниже КВЛ, конечная точка А.. Далее опускаемся на 1-ю ватерлинию и

строим вспомагательную вертикальную линию между 20-м и 19-м шпангоутами.

Для этого с помощью команды Break (Разрыв) – (Команда Break (Разрыв)

позволяет осуществить разрыв объекта на части без стирания или со стиранием

части примитива) выбираем шпацию между 20-м и 19-м и набирая в командной

строке divide делим это расстояние пополам и проводим вспомагательную

линию. Вверх от 0-й ватерлинии на вспомагательной линии откладываем

расстояние, равное Dв/2 и проводим ось симметрии ступицы винта, затем по обе

стороны от оси откладываем dст/2 (точки В и С). С помощью команды Arc (Дуга)

– по трем точкам закругляем линию от точки С в 19-й шпангоут, аналогично

от верхней точки В проводим дугу до пересечения с вспомагательной линией

(точка D), которую затем соединяем с точкой А (Рис. ).

2.2.3. Построение линии седловатости верхней палубы на

проекции Бок

Для вычерчивания линии седловатости для носовой и кормовой частей

вычисляем 7 ординат, которые откладываем от ВП. По полученным точкам

проводим плавную кривую седловатости с помощью примитива Polyline

(Ломаная) – . Начертив линию седловатости верхней палубы для проекции

Бок, восстанавливаем проекцию линии седловатости на проекциях Корпус и

Полуширота.

В результате отрисовки носовой и кормовой оконечностей, линии седловатости

верхней палубы проекция Бок имеет следующий вид (Рис. ):

Бок

Рис. Обводы линии ВП, носовой и кормовой оконечностей на проекции

Бок

2.2. 4. Построение ватерлиний на проекции Полуширота

При вычерчивании ватерлиний необходимо снимать много ординат с

проекции «Корпус» теоретического чертежа, где за основную базу

принимают ДП. С помощью команды отрисовки размеров Dimension

(Размер). (Рис.)

Рис. Нанесение размеров от базовой линии

Если для построения ТЧ используется заданная проекция Корпус с

вычерченными шпангоутами, то используя инструмент Baseline Dimension

(Размер от базовой линии) можем измерить последовательно группу размеров от

базовой линии (в нашем случае измерить от ДП ординаты шпангоутов по каждой

ватерлинни) и отложить их от базовой линии – основной линии ОЛ на

соответствующих шпангоутах проекции Полуширота. Если есть таблица ординат

ТЧ можно просто отложить соответствующие ординаты для построения ВЛ от ОЛ

на шпангоутах проекции Полуширота.

Ватерлинии строятся аналогично шпангоутам, с помощью бегущей

привязки на панели привязок и опции Intersection находим пересечение

линии ДП и шпангоутов, и вводим необходимые ординаты нулевой ватерлинии

для 1-го шпангоута, 2, 3....20- го (например:shift@0,2 ). Полученные точки для

нулевой ватерлинии соединяем с помощью Polyline (Ломаная) – . Таким же

образом строим остальные ватерлинии. С помощью pedit, опции Edit vertex

(редактирование вершин), добиваемся плавности ватерлиний. Набрав в

командной строке pedit и выбрав необходимую ватерлинию с помощью курсора

Select object с помощью опции Edit vertex (набрав в командной строке первую

букву - е) и находим вершину Next (следующая) или Previous(предыдущая),

положение которой хотим изменить. Попав в нужную вершину выбираем

Move(Переместить) и отодвигаем вершину в нужное положение, тем самым

изменяя плавность обвода ватерлинии. Зафиксировав новое положение вершины

сглаживаем ватерлинию, используя опцию Fit (Сгладить). Таким образом

редактируем все ватерлинии с целью придания им необходимой плавности.

Рис. Обводы ватерлиний на проекции Полуширота

2.2. 5. Построение батоксов на проекции Бок

После построения диаметрального батокса (форштевня и ахтерштевня)

приступаем к построению I и II батоксов. Начинаем построение с I-го батокса на

проекции Бок. На проекции Полуширота с помощью команды Constraction Line

(Конструкционная линия) – и ее опции Ver – для построения вертикальных

линий, восстанавливаем перпендикуляры на проекцию Бок (набираем V в

командной строке) из точек пересечения всех ватерлиний с I батоксом. На

проекции Бок мы получим точки пересечения вертикальных вспомагательных

линий с каждой из ватерлиний.

Аналогично с проекции Корпус с помощью команды Constraction Line

(Конструкционная линия) – и ее опции Hor – для построения

горизонтальных линий, восстанавливаем перпендикуляры на проекцию Бок

(набираем H в командной строке) из точек пересечения всех шпангоутов с I

батоксом. На проекции Бок мы получим точки пересечения горизонтальных

вспомагательных линий с каждым из шпангоутов.

Затем с помощью Polyline (Ломаная) – строим по этим точкам

ломаную и сглаживаем ее (как в случае построения кривых шпангоутов и

ватерлиний).

Аналогичным образом строим II батокс.

Бок

Рис. Обводы батоксов на проекции Бок

3.Согласование теоретического чертежа в AutoCad

Согласование теоретического чертежа в AutoCad можно выполнить двумя

способами:

1) путем сравнения расстояний от базовых линий до

соответствующих точек теоретического чертежа на всех

проекциях Рис.

2) графическим методом

Рис. Согласование графическим методом

Рис. Согласование методом измерения расстояний

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЧЕРТЕЖА

После согласования теоретического чертежа приступаем к окончательному

оформлению: вычерчиваем необходимые штамп и рамки, а также наносим

таблицу главных размерений. Таблицу главных размерений судна располагают

над основной надписью под проекцией «Корпус». Если «Корпус» расположен

посредине проекции «Бок», то таблицу выполняют в промежутке между

проекциями «Бок» и «Полуширота». (Рис. )

Таблица главных размерений

—длина наибольшая — Lmax;

—длина по конструктивной ватерлинии— LКВЛ;

— длина между перпендикулярами — LПП;

— ширина наибольшая — Вmax;

— осадка по конструктивную ватерлинию — Т(dКВЛ);

— высота борта при мидель-шпангоуте — Н(D);

— водоизмещение объемное —V;

— коэффициент общей полноты — ;

— коэффициент полноты площади ватерлинии — ;

— коэффициент полноты площади мидель-шпангоута —.

Рис. Оформление теоретического чертежа

Чебышевский корпус. Назначение и состав

С помощью выполненного теоретического чертежа вычерчивается

чебышевский корпус. Он используется для вычисления элементов плавучести и

остойчивости судна с применением правила численного интегрирования

П.Л.Чебышева. Для ряда величин интегрирование выполняется по длине судна

(площади вспомогательных и равнообъемных ватерлиний и т.п.). Схема

вычисления по правилу Чебышева определенных интегралов включает в себя

поиск положения чебышевских ординат, располагающихся на принятых

расстояниях, от середины интегрируемого участка. Поэтому заранее вычерчивается

корпус судна, шпангоутные сечения которого выбраны по длине в соответствии с

правилом Чебышева.

Рис.1. Чебышевский корпус

Чебышевский корпус представляет собой вычерченные проекции нескольких

шпангоутных контуров, которые вычерчиваются на оба борта и замыкаются

линией палубы (рис.1).

Определение расположения чебышевских шпангоутов

Для построения чебышевского корпуса используется теоретический чертеж.

Первым этапом работы следует считать проверку согласования теоретического

чертежа. Это в дальнейшем послужит увеличению точности вычерчивания

чебышевского корпуса. Затем наносятся следы чебышевских шпангоутных

сечений на проекциях Бок и Полуширота. Порядок нанесения их следующий:

I. Определяются абсциссы чебышевских шпангоутов. Начало координат

располагается на середине расчетной длины. В качестве последней используется

длина между перпендикулярами Lпп. Тогда абсциссы чебышевских шпангоутных

контуров

,

где - коэффициенты, приведенные в таблице.

Количество

ординат

Значения коэффициента

i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 i = 5 i = 6

7 0,8839 0,5297 0,3239 0 - -

9 0,9116 0,6010 0,5288 0,1679 0 -

12 0,0669 0,2888 0,3667 0,6333 0,7112 0,9331

При одном значении получается пара абсцисс, отличающихся лишь

знаком. При нечетном количестве ординат одна из абсцисс равна нулю.

3. На проекциях Бок и Полуширота наносятся следы шпангоутных сечений на

расстояниях симметрично относительно плоскости миделя. Для учебных

целей достаточно девяти чебышевских ординат. При этом, кроме пятого

шпангоутного сечения, ни одна абсцисса не совпадает с абсциссой

теоретического шпангоута.

Построение чебышевского корпуса

1.На форматном листе пробивается вертикаль, которая будет представлять

собой след диаметральной плоскости. Строго перпендикулярно ей внизу листа

пробивается горизонталь - след основной плоскости.

2.Масштаб чертежа выбирается по ГОСТ 2.302-68. Рекомендуемые

масштабы уменьшения: 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50. В соответствии с

требованием Регистра ширина корпуса на чертеже должна быть не менее 300

мм.

3.В выбранном масштабе вычерчивается сетка для чебышевского

корпуса, такая же по составу, как и на теоретическом чертеже, т.е. должно быть

одинаковое число батоксов и ватерлиний. Сетка тщательно проверяется теми же

методами, что и сетка теоретического чертежа.

4.С Полушироты теоретического чертежа снимаются ординаты ватерлиний по

каждому чебышевскому шпангоуту и соответствующие отрезки в новом

масштабе наносятся на нужных ватерлиниях сетки корпуса.