Как узнать водоизмещение судна
Как узнать водоизмещение судна
Для изучения формы корпуса, оказывающей значительное влияние на навигационные качества судна, корпус принято рассекать тремя взаимно перпендикулярными плоскостями, которые называются главными плоскостями судна (рис.1а.), (рис.1б.), (рис.1в.).
Вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части, называется диаметральной плоскостью.
Вертикальная поперечная плоскость, проходящая посередине расчетной длины корпуса судна и делящая его на носовую и кормовую части, называется плоскостью мидель-шпангоута.
Горизонтальная плоскость, совпадающая с поверхностью спокойной воды при плавании судна по расчетную осадку и делящая судно на подводную и надводную части, называется плоскостью конструктивной ватерлинии (КВЛ), или плоскостью грузовой ватерлинии (ГВЛ).
Важными характеристиками для оценки навигационных качеств корпуса судна являются коэффициенты полноты его обводов.
Судно может находиться в равновесии на воде при соблюдении двух условий: во-первых, сила веса судна с находящимся на нем грузом должна равняться силе водоизмещения и, во-вторых, сила веса и сила водоизмещения должны действовать по одной вертикали. Из второго условия вытекает, что центр величины судна должен быть расположен на одной вертикали с его центром тяжести.
Для того чтобы вычислить водоизмещение судна по его теоретическому чертежу, нужно определить объем подводной части корпуса. Корпус судна в большинстве случаев имеет криволинейные обводы. Поэтому точный объем подводной части корпуса, как правило, вычислить не удается. В теории корабля для определения объемного водоизмещения судна, а также для вычисления площадей криволинейных фигур чаще всего пользуются приближенным приемом, называемым правилом трапеций (рис.2.).
Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна строят специальную эпюру, называемую строевой по шпангоутам (рис.4.).
Для построения этой эпюры горизонтальная линия, выраженная в принятом масштабе теоретическую длину судна, делится на n одинаковых частей, равных числу шпаций на теоретическом чертеже судна.
На перпендикулярах, восстановленных в точках деления, откладывают в определенном масштабе величины площадей погруженных частей соответствующих шпангоутов и концы этих отрезков соединяют плавной линией.
Площадь строевой по шпангоутам равна объему водоизмещения судна.
Так как центр величины судна находится в центре тяжести подводной части судна, а площадь строевой выражает собой объем подводной части, то абсцисса центра тяжести строевой по шпангоутам равна абсциссе центра величины судна.
Аналогичная эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте судна, называется строевой по ватерлинии (рис.5.).
Площадь строевой по ватерлиниям также равна объемному водоизмещению судна, а ордината ее центра тяжести определяет положение центра величины судна по его высоте.
Остойчивость судна
Наклонение судна может произойти под действием различных сил: давления ветра, давления воды на руль, перемещения груза на судне, приема или снятия части груза, натяжения буксирного троса и др.
Расчет остойчивости имеет своей целью установление условий безопасного плавания судна при действии на него перечисленных сил.
Для примера рассмотрим условия плавания судна, получившего крен или дифферент под действием каких-то внешних сил, не изменивших общего веса судна, например, сил давления ветра (рис.6.), (рис.7.). Будем считать, что все грузы на судне закреплены и на нем не имеется жидких и сыпучих грузов.
Определение местоположения центра тяжести, центра величины и метацентра судна
Местоположение различных точек судна рассматривается в системе координатных осей, показанных на (рис.10а.) и (рис.10б.).
За начало координатных осей принимается точка пересечения диаметральной плоскости, плоскости мидель-шпангоута и основной плоскости, проходящей параллельно конструктивной ватерлинии на глубине, равной осадке судна.
Изменение остойчивости судна под действием вертикальных сил
При проектировании и эксплуатации лесосплавных судов, а также разнообразных машин и механизмов на плавучих основаниях возникает необходимость решения ряда практических задач, связанных с расчетом остойчивости судна.
Покажем три наиболее характерных случая, когда линия действия вертикальной силы проходит через центр тяжести судна, линия действия вертикальной силы расположена в диаметральной плоскости и линия действия вертикальной силы расположена в плоскости мидель-шпангоута.
1. Линия действия вертикальной силы проходит через центр тяжести судна
2. Линия действия вертикальной силы расположена в диаметральной плоскости судна
Под действием силы P1 судно получит дополнительную осадку, что вызовет изменение метацентрических высот. Новое значение большой метацентрической высоты судна H определяется по формеуле представленной ранее.
3. Линия действия вертикальной силы расположена в плоскости мидель-шпангоута
Рассуждая таким же образом, как и при решении предыдущей задачи, рассмотрим отдельно действие на судно силы P1 и пары сил P и P2 (рис.13.).
Полное водоизмещение
Водоизмещение корабля (судна) — количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы.
Различают объемное и массовое водоизмещение. По состоянию нагрузки корабля различают стандартное, нормальное, полное, наибольшее, порожнее водоизмещение.
Для подводных лодок различают подводное водоизмещение и надводное водоизмещение.
Объемное водоизмещение водоизмещение, равное объёму подводной части корабля (судна) до ватерлинии. Массовое водоизмещение водоизмещение, равное массе корабля (судна). Стандартное водоизмещение (standard displacement) водоизмещение полностью укомплектованного корабля (судна) с экипажем, но без запасов топлива, смазочных материалов и питательной воды в цистернах. Нормальное водоизмещение (normal displacement) водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс половинный запас топлива, смазочных материалов и питательной воды в цистернах. Полное водоизмещение (loaded displacement, full load displacement, designated displacement) водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс полные запасы топлива, смазочных материалов, питательной воды в цистернах, груза. Наибольшее водоизмещение водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс максимальные запасы топлива, смазочных материалов, питательной воды в цистернах, грузов. Порожнее водоизмещение (light displacement) водоизмещение корабля (судна) без экипажа, топлива, запасов и т. д. Подводное водоизмещение водоизмещение подводной лодки (батискафа) и иных подводных судов в подводном положении. Превышает надводное водоизмещение на массу воды, принимаемой при погружении в цистерны главного балласта. Надводное водоизмещение водоизмещение подводной лодки (батискафа) и иных подводных судов в положении на поверхности воды до погружения либо после всплытия.
Полезное
Смотреть что такое «Полное водоизмещение» в других словарях:
Водоизмещение — корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью корпуса корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое водоизмещение. По… … Википедия
Водоизмещение корабля — (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна), равное массе всего корабля независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное (равно объему подводной части корабля до ватерлинии) и массовое… … Морской словарь
Водоизмещение судна полное — водоизмещение судна при наибольшей допустимой осадке. Источник: ПРИКАЗ Госкомрыболовства РФ от 15.06.1999 N 156 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПРАВИЛ КЛАССИФИКАЦИИ, ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ПОСТРОЙКИ И ОБОРУДОВАНИЯ МАЛОМЕРНЫХ СУДОВ ПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА И ОРГАНИЗАЦИИ НА… … Официальная терминология
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ судна — количество воды, вытесненной плавающим судном, одна из основных характеристик размеров судна. Измеряется в единицах объема (объемное Водоизмещение) или массы (массовое Водоизмещение). Объемное Водоизмещение численно равняется объему подводной… … Морской энциклопедический справочник
водоизмещение — масса корабля (судна) равная массе вытесненной им воды при нахождении на плаву без хода. Различают водоизмещение полное, наибольшее, нормальное, стандартное и порожнём. Для подводных лодок различают надводное и подводное водоизмещение. Подводное… … Морской биографический словарь
Водоизмещение — масса корабля, равная массе вытесненной им воды при нахождении на плаву без хода. Различают В. полное, наибольшее, нормальное, стандартное и порожнем; один из тактико технических элементов корабля … Пограничный словарь
Массовое водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Надводное водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Наибольшее водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Объемное водоизмещение
Водоизмещение корабля (судна) — количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы.
Различают объемное и массовое водоизмещение. По состоянию нагрузки корабля различают стандартное, нормальное, полное, наибольшее, порожнее водоизмещение.
Для подводных лодок различают подводное водоизмещение и надводное водоизмещение.
Объемное водоизмещение водоизмещение, равное объёму подводной части корабля (судна) до ватерлинии. Массовое водоизмещение водоизмещение, равное массе корабля (судна). Стандартное водоизмещение (standard displacement) водоизмещение полностью укомплектованного корабля (судна) с экипажем, но без запасов топлива, смазочных материалов и питательной воды в цистернах. Нормальное водоизмещение (normal displacement) водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс половинный запас топлива, смазочных материалов и питательной воды в цистернах. Полное водоизмещение (loaded displacement, full load displacement, designated displacement) водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс полные запасы топлива, смазочных материалов, питательной воды в цистернах, груза. Наибольшее водоизмещение водоизмещение, равное стандартному водоизмещению плюс максимальные запасы топлива, смазочных материалов, питательной воды в цистернах, грузов. Порожнее водоизмещение (light displacement) водоизмещение корабля (судна) без экипажа, топлива, запасов и т. д. Подводное водоизмещение водоизмещение подводной лодки (батискафа) и иных подводных судов в подводном положении. Превышает надводное водоизмещение на массу воды, принимаемой при погружении в цистерны главного балласта. Надводное водоизмещение водоизмещение подводной лодки (батискафа) и иных подводных судов в положении на поверхности воды до погружения либо после всплытия.
Полезное
Смотреть что такое «Объемное водоизмещение» в других словарях:
Водоизмещение — корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью корпуса корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое водоизмещение. По… … Википедия
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ — количество воды, вытесненной плавающим судном; характеристика размеров судна. Различают массовое водоизмещение, равное массе судна, т. е. массе воды, помещающейся в объеме подводной части судна, и объемное водоизмещение (объем судна ниже… … Большой Энциклопедический словарь
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ судна — количество воды, вытесненной плавающим судном, одна из основных характеристик размеров судна. Измеряется в единицах объема (объемное Водоизмещение) или массы (массовое Водоизмещение). Объемное Водоизмещение численно равняется объему подводной… … Морской энциклопедический справочник
водоизмещение — я; ср. Количество вытесняемой судном воды, характеризующее его размеры. Судно водоизмещением в десять тысяч тонн. * * * водоизмещение количество воды, вытесненной плавающим судном; характеристика размеров судна. Различают массовое водоизмещение,… … Энциклопедический словарь
Водоизмещение корабля — (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна), равное массе всего корабля независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное (равно объему подводной части корабля до ватерлинии) и массовое… … Морской словарь
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ — количество воды, вытесненной плавающим судном. Измеряется в единицах объема или массы, объемное В. в куб.м, весовое В. в тоннах. Различают В. порожнего судна – вес полностью оборудованного судна и В. с полным грузом, когда еще прибавляется вес… … Большой экономический словарь
Массовое водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Надводное водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Наибольшее водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Нормальное водоизмещение — Водоизмещение корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью плавающего корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое… … Википедия
Водоизмещение корабля
Смотреть что такое «Водоизмещение корабля» в других словарях:
Водоизмещение корабля — есть объем вытесненной им воды. Вес этого объема воды равен весу корабля, поэтому обыкновенно В. выражают в весовых единицах тоннах (62,03 пуда), а не в объемных. Так, напр., если В. корабля равно 10000 тонн, то это значит, что вес этого корабля… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Водоизмещение — корабля (судна) количество воды, вытесненной подводной частью корпуса корабля (судна). Масса этого количества воды равна массе всего корабля, независимо от его размера, материала и формы. Различают объемное и массовое водоизмещение. По… … Википедия
водоизмещение — масса корабля (судна) равная массе вытесненной им воды при нахождении на плаву без хода. Различают водоизмещение полное, наибольшее, нормальное, стандартное и порожнём. Для подводных лодок различают надводное и подводное водоизмещение. Подводное… … Морской биографический словарь
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ СТАНДАРТНОЕ — (Standart displacement) 1. Надводного корабля В. совершенно готового корабля, полностью укомплектованного личным составом, снабженного всеми механизмами и готового к выходу в море, включая все вооружение и боезапас, всякое снаряжение,… … Морской словарь
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ — характеристика размеров судна: количество вытесненной подводной частью плавающего корабля воды, вес которой, согласно (см.), равен массе всего корабля независимо от его размера, материала и формы, умноженной на ускорение свободного падения.… … Большая политехническая энциклопедия
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ — (Displacement) судно, плавающее на спокойной воде, подобно всякому плавающему телу, подчиняется закону Архимеда, заключающемуся в том, что вес воды, вытесняемый плавающим телом, равен весу самого тела. Вес воды, вытесняемой судном, равный весу… … Морской словарь
Водоизмещение — количество воды, вытесненной кораблём (судном) на плаву. Различают объёмное В. (объём подводной части корабля ниже ватерлинии) и массовое В., равное (по закону Архимеда) массе корабля (судна). Измеряется соответственно в кубических метрах и… … Словарь военных терминов
Водоизмещение — масса корабля, равная массе вытесненной им воды при нахождении на плаву без хода. Различают В. полное, наибольшее, нормальное, стандартное и порожнем; один из тактико технических элементов корабля … Пограничный словарь
Водоизмещение судна — ВОДОИЗМѢЩЕНІЕ СУДНА, выражается въ вѣсовыхъ или объемныхъ единицахъ; первое обозначается буквою D, второе V; В. опредѣляетъ тотъ объемъ воды, к рый вытѣсняетъ судно, погруженное по данную ватерлинію; т. к. судно въ зав сти отъ состоянія нагрузки… … Военная энциклопедия
Флотофилам в помощь (Excel-калькулятор параметров корабля)
Доброго времени суток, уважаемые коллеги. Сегодня публикую небольшой внеплановый пост, который не касается напрямую непосредственно АИшных проектов, но может пригодиться кому-то из флотофилов, ибо посвящен он упрощенному способу просчета ТТХ кораблей с помощью специальной таблицы Excel.
Вступление
Определение ТТХ корабля для флотофилов-АИшников является важным процессом. Для этого придуманы различные формулы и методики определения как самых простых переменных (толщина брони), так и более сложных (скорость, дальность хода, мощность машин). Временами простой расчет с помощью калькулятора вызывает немало проблем из-за сложности формул, да и при работе можно легко ошибиться, ввести не те данные и получить ошибочный ответ. В результате процесс составления правдоподобных ТТХ корабля становится не только не самым простым, но и длительным процессом. Конечно, в эпоху компьютерных технологий и автоматизации уже составлены программные способы решения проблем вроде широко известного в узких кругах Шарпа, но эта программа не самая простая в освоении, и что более важно – может давать большие ошибки, когда корабль с характеристиками на все 45 тысяч тонн стандартного водоизмещения получится «ужать» в 28 килотонн, что в нашей с вами реальности, с нашими законами физики и уровнем технологий будет попросту невозможным. Между тем, самые важные формулы сводятся к достаточно короткому списку, и они не требуют написания сложных программ – для пересчета достаточно составить удобную форму в том же Excel, что я и сделал, а теперь делюсь с вами этим небольшим и удобным файлом. Лично мне он сильно упростил жизнь при расчете ТТХ кораблей.
Как пользоваться
Собственно, сама таблица в Excel-е.
К сожалению, я слишком забывчив и ленив, чтобы собрать на каком-то языке программирования полноценный экзешник, совсем простой в работе, потому пришлось обойтись лишь таблицой Excel. Впрочем, она тоже достаточно проста в использовании, для чего достаточно иметь базовые навыки ввода данных в ячейки и их очистки. Ячейки серого цвета используются для наименования данных ввода-вывода, синие – заголовок таблицы, белые – ячейки для ввода данных. В зеленых после ввода всей необходимой информации автоматически определяется нужное вам число. Для нового расчета ячейки ввода данных требуется очистить вручную. Точность расчетов задана до 7 знаков после запятой в тех случаях, когда данные ввода-вывода используются дробные. При желании из зеленых ячеек можно извлечь формулы расчета данных, и использовать их вручную, с калькулятором. Очень важная оговорка – чтобы получать правильные данные на выходе, необходимо четко осознавать, какие данные вводятся при расчетах. Если взять удельный расход топлива «Бисмарка», и попытаться с помощью его цифры рассчитать дальность хода АИ-«Ретвизана», результат получится заведомо ошибочным. Потому для получения наиболее адекватных результатов требуется не только уметь работать с Excel, но и развитое логическое мышление, дабы точно подбирать прототипы и необходимые исходники для осуществления расчетов. К примеру, для определения характеристик броненосца 1890-х годов с котлами Бельвиля и паровой машиной тройного расширения лучше всего взять известный прототип с известными характеристиками того же времени, и с той же энергетической установкой.
Что считает
Несмотря на обилие различных формул и расчетов, которые необходимы при составлении ТТХ АИ-кораблей, мною были выбраны восемь самых сложных и актуальных формул, чье вычисление требует автоматизации. Большинство из них касаются параметров энергетической установки. Важно! Формулы и расчеты носят относительный характер, и не дают абсолютно точных результатов. Все они пригодны лишь для определения более или менее правдоподобных результатов для отдельно взятых кораблей для тех, кто не обладает достаточным оборудованием и навыками для точных вычислений по всем правилам судостроения. Детальнее о том, что считает таблица, расписано ниже.
Если есть какие-то вопросы или дополнения – пишите в комментарии, обсудим, и возможно в таблице появятся еще формулы для расчета. За консультации касательно усовершенствования формул отдельная благодарность коллеге Штурману.
Текущая версия таблиц — 1.1