Пожарное судно

УДК 629.12.001.2                                                              КОНФЕР 10 марта 2010 года

ПРОЕКТНАЯ МОДЕЛЬ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОГО СУДНА 

НГУЕН Дык  Тхинь, студент СПбГМТУ

Научный руководитель д.т.н., проф. Царев Б.А.   

 ЗНАЧЕНИЕ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ СУДОВ. Противопожарные суда являются важной частью морского флота. Они должны обладать хорошей функциональной приспособленностью к проведению спасательных работ и иметь высокий уровень таких мореходных качеств, как ходкость, маневренность, остойчивость и непотопляемость. Энергетическая установка противопожарных судов должна обеспечивать не только быстрый приход в точку, где находится аварийный объект, но также работу пожарных насосов и другого спасательного оборудования. 
 

      ПРОЕКТНАЯ МОДЕЛЬ. При проектном обосновании противопожарных судов в общей проектной модели должны быть выделены подмодели, математически описывающие такие свойства, как Функциональная оборудованность, Рациональная структура нагрузки, Ходкость, Вместимость и Остойчивость. Подмодель Остойчивости позволяет обосновать очень важное соотношение ширины и осадки судна и описывается хорошо разработанным проектировочным уравнением, форма которого сохраняется со времён Эйлера. Кроме этого, в подмодели Остойчивости обычно затрагиваются и вопросы Плавности качки, поскольку период качки, зависящий от величины метацентрической высоты, влияет на резонансные характеристики качки.

     В составе оборудования каждый его  вид характеризуется конкретными  массами и габаритами, то есть в  ходе проектирования учитывается в уравнениях Нагрузки и Вместимости. Из них уравнение Нагрузки, решаемое совместно с уравнением Плавучести, является более значимым, поэтому на основе его решения определяются размерения противопожарного судна, а уравнение Вместимости является проверочным.

     В то же время, уравнение Вместимости  сильнее влияет на выбор длины  противопожарного судна и на характеристики его надстроек. Поэтому на практике целесообразно исследовать частную форму уравнения Вместимости и на её основе рекомендовать первоначальное значение длины. По длине необходимо определить число Фруда и по нему проверить непопадание в неблагоприятную зону «горба» волнообразовательного сопротивления. Здесь же имеется возможность назначить рациональное значение коэффициента общей полноты, а вслед за этим – и коэффициента полноты ватерлинии. Эта часть вопроса фактически является частью подмодели Ходкости.

     Уравнение Ходкости по ходу проектирования меняет свою структуру от простейшей формы (типа Адмиралтейской формулы) до более  точных форм раздельного учёта сил сопротивления, лучше отслеживающих влияние различных проектных параметров. Первая версия уравнения Ходкости входит составной частью в уравнение Нагрузки, и, – как следствие, – влияет на решение уравнения Плавучести.

     Таким образом, при проектном обосновании конкретного противопожарного судна главную роль играет совместное решение уравнений Плавучести и Остойчивости.

     ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ. Уравнения  Плавучести и Остойчивости, составляющие ту систему уравнений, которую надо решить в процессе обоснования рациональных проектных характеристик, имеет ряд особенностей.

     Во-первых, в эти уравнения входят главные  размерения судна: длина, ширина, осадка, высота корпуса (косвенно, – и высота надстроек), а также коэффициенты общей полноты и полноты ватерлинии. Таким образом, имеется шесть неизвестных, для определения которых требуется шесть уравнений, а не два.

     Во-вторых, уравнение остойчивости является нелинейным, преобразуясь либо в квадратичную, либо в кубичную форму. На практике эта трудность обходится с помощью графического решения, либо путём использования способа последовательных приближений.

     В отношении шести неизвестных  можно отметить, что и уравнений  при постановке задачи тоже было шесть. Ведь выше (наряду с Остойчивостью  и Плавучестью) упоминались вопросы Оборудованности , Ходкости, Вместимости, Плавности качки, которые в методике проектирования тоже трактуются как «уравнения», но не всегда доводятся до чётких математических форм.

     Теоретически  можно было бы сформировать систему шести-семи уравнений с шестью-семью неизвестными, но на практике это нецелесообразно. Гораздо удобнее в виде частных решений обосновать (как выше упоминалось) длину, высоту корпуса и два коэффициента полноты, тогда к моменту решения системы уравнений в ней как раз и останется две неизвестных – ширина и осадка.  

СОПОСТАВЛЕНИЕ

Бульбовой и обычной форм носа . Наличие  бульба улучшает скоростные качества судна, так как уменьшает волнообразовательское  сопротивление благодаря благоприятной  интерференции волн. Не большие увеличение массы и рост трудоемкости при серийной постройке себя оправдывают

Так как  старые противопожарные суда редко  делались с бульбами , то при создании нового теоретического чертёжа пришлось изменить форму носовых шпангоутов (рис.1) 
 

(рис.1) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОМПОНОВОЧНЫЕ ВОПРОСЫ после обоснования ширины и осадки все размерения можно  считать рациональными и работать с эскизом компоновки с целью определения рациональных длин отсеков, проверки непотопляемости и определения центра тяжести. Для этого по всем разделам нагрузки устанавливаются конкретные координаты и определяются суммарные координаты. Если они отличаются от тех , которые были приняты при решении уравнений, то проводится корректировка.

При обосновании  компоновки наибольше значение имеет машинное отделение (рис.2)

Расположение  Машиного отделения по длине существенно  влияет не только на удифферентовку , но и на компоновку общего расположения судна. При определении места  расположения Машиного отделения следует  учитывать:

• Достаточность полноты обводов корпуса для размещения механизмов и оборудования, а также удобство прокладки лини гребного вала с учётом допустимых уклонов и возможности размещения опорных и упорного подшипников. У двухвинтовых судов указанные факторы приводят к смещению машинного отделения к миделю.Общей тенденцией нужно считать стремление к возможно меньшей длине валопровода.
• Удобство размещения и прокладки газовыхлопных трактов главного и вспомогательных двигателей и котлов с учётом места расположения дымовой трубы.
• Возможность агрегатной замены главных и основных вспомогательных двигателей или, иначе говоря, возможность удобной погрузки и выгрузки из машинного отделения механического оборудования
• Влияние объема и места расположения машинного отделения на непотопляемость судна, если к нему предъявляется это условие; у рассматриваемых судов, имеющих, как правило, машинное отделение значительной длины по сравнению с общей длиной судна и низкую палубу в корму от миделя, кормовое расположение машинного отделения весьма затрудняет выполнение требований по непотопляемости при его заливании

1. цистерна  для водяного балласта
2. цистерна для пресной воды
3. цистерна для топлива
4. машинное отделение
5. жилые и служебное помещения

7-румьпельное  отделение

8- цистерна для пенообразователя 

ВЫВОДЫ

Рассмотрение  изложенных вопросов даёт возможность  уточнения проектной модели и  получения более эффективных  проектных решений .

На последующих  этапах проектного обоснования необходимо обратить более серьезное внимание на экономические вопросы 
 
 
 

ЛИТЕРАТУРА

1.Беркис  Д.С., Кутенев А.А., Хайми А.Г. Форма  обводов судов-спасателей с позиций  обеспечения их остойчивости  и мореходности // Морской Вестник,  спец. выпуск № 3 (6), с. 31 – 33. 

2.Гайкович  Б.А., Егорова Е.В., Беркис Д.С. Обоснование  компоновочных типов спасательных судов // Сборник докладов междун. семинара «Суда Будущего», СПб., НТО им. акад. А.Н. Крылова, 2007, с. 28 – 31.

3.Гурович А.Н., Родионов А.А. Проектирование спасательных и пожарных судов. Л., Судостроение, 1971.

4.Нго Дык Тханг, Ле Чунг Киен, Нгуен Дык Тхинь. Актуальные типы судов для Социалистической Республики Вьетнам // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, Курск, 2010, № 1, январь, с. 134 – 137.     

5.Сидорченко  В.Ф. Суда-спасатели и их служба. Л., Судостроение, 1983.