Теоретический чертеж

Три основные взаимно перпендикулярные сечения корпуса позволяют получить только самое общее приближенное графическое представление о форме обводов. Наиболее точное изображение обводов судового корпуса дает теоретический чертеж судна.

Теоретическим его называют потому, что он изображает теоретическую поверхность корпуса: без учета наружной обшивки — для металлических судов и с учетом наружной обшивки — для деревянных и железобетонных судов. Теоретический чертеж судна необходим для выполнения всех расчетов и экспериментов, связанных с определением мореходных качеств, для разработки чертежей общего расположения, конструктивных чертежей и для разбивки корпуса на плазе при постройке судна.

На теоретическом чертеже (рис. 141) корпус судна изображается в проекциях на три взаимно перпендикулярные плоскости: диаметральную (ДП), конструктивной ватерлинии (КВЛ) и мидель-шпангоута (), называемых соответственно «Бок», «Полуширота» и «Корпус». На проекции «Бок» помимо следа ДП изображают также кривые пересечения поверхности корпуса с плоскостями, параллельными ДП, называемые батоксами (обычно проводят 2—3 батокса на каждый борт). Прямая линия, проведенная в ДП через точку пересечения мидель-шпангоута с килевой линией и параллельно грузовой ватерлинии, называется основной линией (ОЛ).

На проекции «Полуширота» кроме КВЛ изображают ватерлинии, представляющие собой кривые пересечения поверхности корпуса с горизонтальными плоскостями, параллельными плоскости КВЛ. Эти плоскости проводят на равных расстояниях одну от другой в количестве — 5—7 ниже КВЛ и столько же—выше КВЛ. Кроме того, на «Полушироте» вычерчивают линии верхней палубы и бака.

На проекции «Корпус» вычерчивают сечение по мидель-шпангоуту, а также кривые пересечения поверхности корпуса с плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута, называемые теоретическими шпангоутами. Эти плоскости проводят на одинаковых расстояниях одну от другой, равных обычно 1/20 длины судна между перпендикулярами.

Рис. 141 Теоретический чертеж судна

Следует иметь в виду, что следы секущих плоскостей изображаются на одной проекции в виде кривых, а на других — в виде прямых линий. Так, в виде прямых линий теоретические шпангоуты изображают на «Боку» и «Полушироте»; ватерлинии — на «Боку» и «Корпусе»; батоксы — на «Корпусе» и «Полушироте».

Благодаря симметрии корпуса судна относительно ДП на «Полушироте» обычно вычерчивают ватерлинии только левого борта, а теоретические шпангоуты изображают на «Корпусе» только на один борт; при этом обводы носовых шпангоутов вычерчивают справа от ДП, а обводы кормовых шпангоутов — слева от нее.

Кроме названных основных секущих плоскостей при вычерчивании теоретического чертежа применяют иногда сечения поверхности судна плоскостями, наклонными к ДП и перпендикулярными к плоскости мидель - шпангоута, называемыми р ыбинами. Рыбины вычерчивают на «Полушироте» или на «Боку» в их истинном виде. Обычно «Бок» располагают в виде основной проекции в верхней левой части листа, под ним — «Полушироту» и справа от «Бока» на одном с ним уровне, — «Корпус». Если судно имеет большую цилиндрическую вставку (несколько одинаковых по форме и размерам теоретических шпангоутов в средней части), то «Корпус» располагают в средней части проекции «Бока», благодаря чему сокращается длина чертежа.

Рис. 142 Определение площади шпангоута

Проектные теоретические чертежи крупных судов выполняют в масштабе 1: 100 (судов длиной более 250 м — 1: 200), малых судов — 1: 50 или 1: 25.

С помощью теоретического чертежа можно, несмотря на сложность формы корпуса судна, достаточно просто и точно определить его объем. Для этого прежде всего рассчитывают площадь всех теоретических шпангоутов, которые делят длину судна на 10 или 20 равных частей. Чтобы найти площадь одного шпангоута, необходимо разбить ее на несколько горизонтальных полос (рис. 142). В каждой из этих полос криволинейную кромку можно без большой погрешности заменить прямолинейной (чем на большее число полос будет разбита площадь, тем меньше будет погрешность). После этого площадь каждой полоски, представляющей собой трапецию, легко подсчитать. Складывая площади всех полосок, на которые разбита площадь шпангоута, и удвоив их, так как на теоретическом чертеже изображают только половины шпангоутов, получают численную величину площади шпангоута.

Вычислив таким способом площади всех 10 (или 20) теоретических шпангоутов, изображенных на теоретическом чертеже, можно построить кривую, которая показывает, как изменяется площадь поперечного сечения подлине судна. Такую кривую называют строевой по шпангоутам.

Для ее построения надо взять произвольную прямую и разделить ее на 10 или 20 равных отрезков (по числу теоретических шпангоутов), затем восстановить из конца каждого отрезка перпендикуляр, длина которого в некотором выбранном масштабе отражает площадь соответствующего шпангоута.

Площадь строевой по шпангоутам равна в выбранном масштабе объему корпуса судна по той ватерлинии, до которой определяли площади шпангоута. Ее находят таким же образом, как и площадь шпангоута: делением на ряд полос, площадь которых рассчитать несложно. Помимо объема корпуса судна, по теоретическому чертежу можно определить ряд других важных геометрических характеристик, например положение центра тяжести объема подводной части корпуса (центра величины), площадь ватерлинии, коэффициенты полноты и прочие элементы, позволяющие рассчитать и оценить предполагаемые мореходные качества будущего судна. В настоящее время в конструкторских бюро все названные расчеты выполняют с помощью ПК. При постройке судна на заводе теоретический чертеж выполняют на специальной площадке — плазе — в масштабе 1:1. Для крупных судов чаще применяют разбивку корпуса в масштабе 1: 10. По вычерченному в масштабе 1: 1 (или 1: 10) теоретическому чертежу можно определять достаточно точно истинные размеры и конфигурацию отдельных конструктивных элементов корпуса.

Контрольные вопросы

1. Перечислите главные размерения судна.

2. Назовите основные коэффициенты полноты. Как их обозначают?

3. Что представляет собой теоретический чертеж судна? Для чего он

предназначен?