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).

 

C:\Users\Аня\Desktop\Безымянный.jpg

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.