Технические науки / 2.Механика
Филиппова А.И., Цепаев Д.В., Балашов М.Г.
Севастопольский национальный
технический университет, Украина
СОЗДАНИЕ МАСШТАБНОЙ МОДЕЛИ
ТИХОХОДНОГО СУДНА
Бульб – выступающая чуть ниже ватерлинии часть носа судна, имеющая выпуклую эллипсоидную форму. Бульб изменяет направление потока воды по всему корпусу, уменьшая волновое сопротивление, и, следовательно, способствует увеличению скорости, дальности плавания и экономии топлива. Применяются бульбы на грузовых и пассажирских морских судах, которые обычно эксплуатируются в пределах чисел Фруда от 0,2 до 0,3. С другой стороны, они практически не применяются на малых судах. На текущем этапе развития судостроения применение бульбов на малых судах находится на стадии исследований. В нашей работе мы будем рассматривать судно с полными обводами (танкер, навалочник) и скоростью хода до 0,2 числа Фруда.
Для изучения данной проблемы необходимо провести ряд экспериментов в опытовом бассейне. Для этого необходимо изготовить модель судна с полными обводами и с обычной носовой оконечностью без бульба. А для установления влияния формы бульба на сопротивление воды движущегося судна, необходимо сделать сменные бульбы различных форм.
Для того, чтобы изготовить модель судна для начала необходимо выбрать главные размерения: длину, ширину, осадку по конструктивной ватерлинии. Высота борта выбирается из условия незаливаемости палубы при ходовых испытаниях. Размеры опытового бассейна кафедры Океанотехники и Кораблестроения СевНТУ имеют размеры 10х3х1,5 м. Поэтому длина модели по [1] равна 0,9 м.
Для размеров модели составим таблицу главных размерений и их соотношений. Исходные данные для таблицы будет информация из книги [2]. Данные и полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Главные размерения и их соотношения
|
L |
B |
d |
L/B |
B/d |
1 |
58,8 |
10 |
4,5 |
5.88 |
2,23 |
2 |
62,2 |
10,4 |
4,3 |
5,98 |
2,42 |
3 |
70,1 |
11,5 |
4,5 |
6,09 |
2,56 |
4 |
96,9 |
14,8 |
6,1 |
6,55 |
2,43 |
5 |
96,9 |
14,8 |
6,1 |
6,55 |
2,43 |
6 |
96,9 |
14,8 |
6,1 |
6,55 |
2,43 |
7 |
97 |
15,4 |
6,5 |
6,3 |
2.37 |
8 |
141,8 |
19,2 |
8,4 |
7,38 |
2,29 |
9 |
165 |
21,8 |
9,3 |
7,57 |
2,34 |
10 |
166 |
22,4 |
9,4 |
7,41 |
2,38 |
11 |
174 |
23 |
9,2 |
7,57 |
2,5 |
12 |
180 |
25 |
9,9 |
7,2 |
2,53 |
13 |
176,8 |
23,3 |
10 |
7,59 |
2,33 |
14 |
189,2 |
26,2 |
10,5 |
7,22 |
2,49 |
15 |
195 |
27 |
10,6 |
7,22 |
2,55 |
16 |
195 |
27 |
10,6 |
7,22 |
2,55 |
17 |
204 |
28,2 |
10,9 |
7,231 |
2,59 |
18 |
205 |
29,3 |
10.9 |
6,99 |
2,69 |
19 |
215 |
31 |
11,8 |
6.93 |
2,63 |
|
Сред.знач. |
6,91 |
2,46 |
Из таблицы видно, что среднее значения L/B=6,91 и B/d=2,46. Получаем следующие главные размерения модели, с учетом ограничения бассейна, которые составляют: ширина B=L/(L/B)=15,31 см, осадка по конструктивной ватерлинии d=B/(B/d)=8,45 см.
Для построения теоретического чертежа (ТЧ) воспользуемся программой FreeShip [3] (рисунок 1).
Рисунок 1 – Теоретический чертеж
Так как в планируемых испытаниях форма кормовой оконечности судна не оказывает влияния на исследуемый процесс, то она максимально упрощена. Полученный ТЧ раскладываем на составляющие: шпангоутные рамы и диаметраль.
Для проверки правильности решения вначале делается каркас из картона. Делали мы ее следующим образом. Распечатывали каждый шпангоут по отдельности в натуральную величину и приклеивали на картон, также мы распечатали и приклеили диаметраль. После этого, сделали надрезы на шпангоутах и на диаметрали и соединили их между собой. Затем мы обклеили получившийся каркас листами бумаги. После того, как убедились, что спроектировано все правильно и на модели нет вмятин, приступаем к постройки модели из фанеры. Строится деревянная модель по тому же принципу что и бумажная: сначала делается фанерный каркас, а затем обшивается шпоном.
Библиографический список
1. Моделирование сопротивления судов в малом опытовом бассейне / Г.Н. Грищенко, В.Г. Зиньковский-Горбатенко // Вестн. СевНТУ: Сб. науч. Тр. – Севастополь, 2005.
2. Логачев Л.С. Морские танкеры/ Л.С.Логачев. – М.: Судостроение,1970. – 360 с.
3. Программа построения теоретического чертежа и расчетов по статике и динамике FreeShip v.3.24 [Электронный ресурс]. – Электрон. программа (54310 Мbytes). – Николаев: НУК, 2011. – Режим доступа: http://www.freeship-plus.land.ru.