Проектирование транспортного судна танкера

Методические указания по КП.doc

Подлежит возврату на кафедру проектирования судов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»
Кафедра проектирования судов
Анатолий Владимирович
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОРСКИХ
Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию
В учебно-методическом пособии рассмотрен процесс проектирования
морского транспортного судна с использованием метода последовательных
приближений. Приведена последовательность и состав действий проектанта по
выбору основных характеристик судна и проверке соответствия полученных
результатов требованиям технического задания и нормативных документов
Учебно-методическое пособие предназначенноё для студентов Санкт-
Петербургского государственного морского технического университета
обучающихся по специальности «Кораблестроение» (вечерне-заочная форма
1. Курсовой проект судна выполняется студентами обучающимися по
специальности 180100 «Кораблестроение» на вечерне-заочном факультете Санкт-
Петербургского государственного морского технического университета. Проект
относится к учебной дисциплине «Проектирование морских транспортных судов»
и базируется на сведениях сообщаемых в курсе «Теория проектирования
2. Основная цель достигаемая при выполнении курсового проекта -
ознакомление студентов с практическим применением методики проектирования
судов. В курсовом проектировании основные элементы судна определяются с
использованием метода последовательных приближений.
3. В качестве тем курсовых проектов выдаются задания не проектирование
грузовых судов двух традиционных типов: универсальных сухогрузных и
Состав и оформление проекта
1. Составные части проекта.
- Задание на проектирование.
- Данные судна-прототипа.
- Выбор основных элементов судна.
- Построение теоретического чертежа.
- Проектирование общего расположения судна.
- Проверочные расчеты (проверка вместимости расчет нагрузки
посадки и начальной остойчивости - удифферентовка судна).
1.1. Задание на проектирование
Основой для разработки проекта является задание выдаваемое руководителем
курсового проектирования.
В задании на разработку курсового проекта указываются:
- назначение (тип) судна – универсальное сухогрузное или танкер с
изолированным балластом;
- грузоподъемность Ргр т;
- удельная погрузочная кубатура кипового груза гр м3т – для
- плотность жидкого груза ρгр тм3 – для танкера;
- скорость хода v уз;
- дальность плавания R мили;
- автономность по запасам провизии А сут.
В качестве дополнительных условий могут быть заданы численность экипажа
nэк чел. категория ледовых усилений и др.
1.2. Технические данные судна-прототипа
Технические данные судна-прототипа необходимые для выполнения проекта
приведены в Приложении 1 примеры вариантов общего расположения – в
Приложении 2. По желанию студента могут быть использованы данные других
судов-прототипов с обязательным указанием источника информации.
1.3. Выбор основных элементов судна
Выбор основных элементов судна производится методом последовательных
приближений (три приближения). Примерная схема расчетов приведена в разделе
2 настоящего Учебно-методического пособия.
Полностью оформленная пояснительная записка содержащая расчеты трех
приближений предъявляется для проверки руководителю курсового
проектирования. При положительной оценке руководитель курсового
проектирования выдает направление студенту в Лабораторию
автоматизированного проектирования кафедры «Проектирование судов» для
генерирования ординат теоретического чертежа и кривых элементов
теоретического чертежа.
1.4. Построение теоретического чертежа
Построение теоретического чертежа состоит из двух частей.
Подводная часть судна на теоретическом чертеже строится по ординатам
предоставляемым студенту Лабораторией автоматизированного проектирования
судов кафедры проектирования судов на основе выбранных главных размерений и
коэффициента общей полноты.
Надводная часть судна на теоретическом чертеже строится методом
1.5. Проектирование общего расположения
Проектирование общего расположения заключается в разработке чертежей
общего расположения соответствующих назначению судна и выбранному
архитектурно-конструктивному типу.
1.6. Проверочные расчеты
Проверочные расчеты должны подтвердить выполнение основных требований к
мореходным и эксплуатационным качествам проектируемого судна.
Проверочные расчеты включают в себя:
- построение эпюры емкости и проверку фактической вместимости;
- расчет нагрузки и удифферентовку судна для двух характерных случаев
нагрузки в соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов
РМРС (для нефтеналивного судна дополнительно - случай нагрузки в
соответствии с Правилами по предотвращению загрязнения с судов РМРС).
2. Оформление проекта
Выполненный курсовой проект должен состоять из расчетно-пояснительной
записки с изложением хода решения проектных задач и оценкой полученных
результатов и чертежей.
Расчетно-пояснительная записка включает в себя следующие разделы:
Задание на проектирование судна.
Данные судна-прототипа.
Выбор основных элементов судна.
Материалы к построению теоретического чертежа (таблицы ординат) и
кривые элементов теоретического чертежа.
Перечень помещений судна (при отсутствии надписей на чертежах общего
Проверочные расчеты включая эпюру емкости.
Список использованной литературы и технических материалов.
В качестве чертежей представляются:
Теоретический чертеж.
Чертежи общего расположения.
К оформлению проектных материалов предъявляются следующие требования.
Пояснительная записка оформляется на листах бумаги формата А-4. При
рукописном оформлении записки эпюра емкости выполняется на формате А-3 и
вставляется в пояснительную записку. Все листы нумеруются сквозной
После титульного листа следует помещать задание кафедры и разделы
курсового проекта в последовательности приведенной выше.
Все расчеты выполняются с обязательным соблюдением правил приближенных
вычислений. Число значащих цифр не должно превышать пяти в промежуточных
расчетах и четырех – в итоговых данных. Форма записей расчетов (в том
числе выполненных с помощью Excel и т.п.) должна обеспечивать ясное
понимание того какие численные значения величин использованы для получения
результатов расчета по данной формуле.
Примеры возможной записи расчета.
а) Рк = gкLBH = 00982 х 17130 х 2340 х 1200 = 4724 т;
б) Рк = gкLBH = 4724 т
где: - gк = 00982 тм3;
Чертежи могут выполняться как «ручным» способом так и с помощью AutoCAD
или другого графического редактора.
В первом случае чертежи выполняются в карандаше на ватманской бумаге с
соблюдением всех требований к ведению чертежного хозяйства в судостроении.
Масштабы чертежей: при длине судна до 150 м – 1:100 при большей длине –
При использовании AutoCAD форматы и масштабы эпюры емкости кривых
элементов теоретического чертежа и чертежей общего расположения
согласовываются с руководителем курсового проектирования при выдаче
задания. Допускается представление чертежей склеенных из отдельных частей
распечатанных на форматах А4 или А3.
Последовательность разработки проекта
1. Техническая информация о судне-прототипе.
В качестве судов-прототипов в курсовом проектировании используются два
типа судна основные данные которых приведены в Приложении 1. Данные судна-
прототипа приводятся в пояснительной записке и служат для расчетов
необходимых коэффициентов при составлении уравнений теории проектирования
2. Выбор основных элементов судна методом последовательных приближений.
2.1. Первое приближение
2.1.1.Составление и решение уравнения масс выраженных в функции
Исходный вид уравнения масс выраженных в функции водоизмещения
Для составления зависимостей Рi(D) используются измерители масс
рассчитываемые с помощью данных судна-прототипа.
рк об = рк об0 = Рк об0
рсэу = рсэу0 = Рсэу0 N0 т кВт;
рсэз = рсэз0 = Рсэз0v 0 N0R 0 т кВт
При составлении уравнения в расчетных формулах для масс судовой
энергетической установки Рсэу и судовых энергетических запасов Рсэз
мощность главного двигателя выражается через формулу адмиралтейских
где: С = С0 = D023v03N0
Измеритель массы запаса водоизмещения рзв следует принять равным рзв =
снабжения Рсн может быть рассчитана как сумма следующих
Рсн = Рэк + Рпров + Рпр. вода + Ринв
где: Рэк = рэкnэк - масса экипажа с багажом при этом масса
одного члена экипажа с багажом
Рпров= рпровnэкА - масса провизии при этом суточный расход
провизии на одного члена экипажа рпров=0003 тчел.сут;
Рпр. вода = рпр. водаnэкА' - масса пресной воды при этом суточный
расход пресной воды на одного члена экипажа регламентируемый Санитарными
правилами для морских судов рпр.вода = 015 тчел.сут; автономность по
запасам пресной воды А' = 20 сут.;
Ринв = Ринв0 - масса инвентарного снабжения.
(Решение уравнения масс рекомендуется производить методом подбора корней
ориентируясь на ожидаемую величину водоизмещения либо с помощью
стандартных программ при использовании ПК)
2.1.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении.
После определения водоизмещения D1 (индексы 1 2 и 3 присваиваются всем
элементам нагрузки и размерениям судна полученным в первом втором и
третьем приближениях) производится расчет составляющих нагрузки зависящих
от водоизмещения (Рк об1 Рсэу1 Рсэз1 Рзв1).
Результаты расчетов приводятся в Таблице 1 которая служит для анализа
полученных результатов путем их сравнения с нагрузкой судна-прототипа.
(При анализе результатов расчета нагрузки следует обратить внимание на
соотношения данных столбцов 5 и 7 Таблицы 1 которые можно обосновать
различиями или сходством технических данных проектируемого судна и судна-
Нагрузка судна в первом приближении
№ Наименование Обозначение Прототип Проект
пп раздела нагрузки
Корпус с оборудованием Pк. об.
Судовая энергетическая Рсэу
Судовые энергетические Рсэз
Запас водоизмещения Рзв
Экипаж провизия преснаяРсн
Груз перевозимый Ргр
Водоизмещение D0 100 D1 100
2.1.3 Определение главных размерений судна.
Определение главных размерений судна целесообразно выполнять путем
совместного решения уравнений теории проектирования судов описывающих
основные качества судна - плавучесть остойчивость и вместимость.
Предварительно необходимо найти длину судна L1 и коэффициент общей полноты
исходя из их определяющего влияния на ходкость а также - коэффициент
полноты площади ватерлинии α влияющий на поперечную остойчивость.
В первом приближении L1 определяется с использованием безразмерной
характеристики скоростных качеств судна - относительной длины =f(v) и
Относительная длина =cv13
где: c = 2 16 - для сухогрузного судна;
c = 2 13 - для танкера.
Коэффициенты полноты теоретического чертежа α.
Коэффициент общей полноты = a – b Fr
- для сухогрузного судна 109 168
- для танкера 105 140
- Fr = 0514v(g L1)12.
Коэффициент полноты площади ватерлинии α = 096 12
Уравнение плавучести.
где: k = 1005 - коэффициент выступающих частей;
ρ = 1025 тм3 - плотность морской воды.
Уравнение остойчивости
862α2В12Т1 – Н1] B1 (4)
где: hB1 - относительная поперечная начальная метацентрическая высота
значения которой рекомендуется принять следующими: hB1 = 004 - для
сухогрузных судов hB1 = 006 - для танкеров;
к = 049 - для сухогрузных судов;
к = 050 - для танкеров;
= ZgН1 - относительная аппликата центра масс судна в полном
грузу. В первом приближении = 0 = Zg0 Н0.
Уравнение вместимости.
Для танкера: ппL1B1H1 = ксо (Wгр + Wсэу + Wсэз + Wпр.
Для сухогрузного судна: ппL1B1H1 = ксо (09Wгр + Wсэу + Wсэз + Wпр. вода
где: пп = + Δ – коэффициент полноты подпалубного объема надбавка
Δ = 004 - для сухогрузных судов; Δ = 0035 - для танкеров;
ксо= ксо0 – «коэффициент сухих отсеков» учитывает объемы в
основном корпусе судна не занятые грузом судовой энергетической
установкой судовыми энергетическими запасами пресной водой и балластом
(помещения судовых устройств и систем коффердамы общесудовые кладовые и
Wгр – теоретическая грузовместимость.
Для сухогрузного судна при заданной удельной погрузочной кубатуре
кипового груза гр теоретическая грузовместимость
Коэффициент 09 введен в уравнение вместимости сухогрузного судна для
исключения из объемов основного корпуса части груза размещающегося в
комингсах грузовых люков выше верхней палубы.
Для нефтеналивного судна при заданной плотности жидкого груза ρгр
теоретическая вместимость грузовых танков определяется с учетом потери
объемов на телесность набора недолив и запаса на температурное расширение
Wсэу – теоретический объем помещений судовой энергетической
установки в основном корпусе судна
здесь сэу – удельный объем судовой энергетической установки сэу=0.28
м3кВт (СГ) 0.45 м3кВт (Танкер) N1 = D123v3С;
Wсэз – теоретическая вместимость цистерн судовых энергетических
запасов (топлива котельной воды смазочного масла)
здесь ксэз – переходный коэффициент учитывающий потери объемов на
телесность набора недолив запас на температурное расширение неудаляемые
(«мертвые») остатки и среднюю плотность судовых энергетических запасов. Для
целей курсового проектирования переходный коэффициент между массой судовых
энергетических запасов и теоретической вместимостью цистерн принимается
равным ксэз = 085 тм3;
Wпр. вода – теоретическая вместимость цистерн пресной воды
водакпр. вода м3. (10)
Так как цистерны пресной воды конструктивно выполняются вкладными и их
набор обращен наружу переходный коэффициент кпр. вода с учетом плотности
пресной воды ρ = 100 тм3 можно принять равным кпр. вода = 100 тм3.
Wбл – теоретическая вместимость балластных цистерн (танков)
определяется наибольшим количеством балласта которое может принимать судно
в процессе эксплуатации для обеспечения требуемой посадки и остойчивости
Переходный коэффициент кбл = 098 тм3 учитывает плотность морской воды
ρ = 1025 тм3 и потери объемов на телесность набора на недолив и
неудаляемые остатки.
Теоретическую вместимость балластных отсеков Wбл в первом приближении
можно принять в долях от теоретической грузовместимости Wгр на основе
следующих статистических зависимостей:
- для сухогрузного судна Wбл =0227Wгр;
- для танкера Wбл =0377Wгр
В результате решения системы уравнений плавучести остойчивости и
вместимости определяются недостающие главные размерения – ширина В1 осадка
Т1 и высота борта Н1.
(После определения главных размерений следует проанализировать полученные
результаты. Анализ заключается в сопоставлении характерных соотношений
главных размерений (L1B1 B1Т1 Н1Т1) судна-прототипа и проектируемого
судна а также в проверке отношения высоты борта к осадке Н1Т1 при
котором надводный борт должен быть не менее минимально допустимого
Правилами о грузовой марке морских судов РМРС. В первом приближении можно
считать приемлемым если для сухогрузных судов Н1Т1 ≥ 130 для танкеров
В конце первого приближения в пояснительной записке приводятся главные
размерения и коэффициент общей полноты.
2.2. Второе приближение
Уточнение основных элементов судна и его нагрузки во втором приближении
основано на более точном расчете массы корпуса которая составляет
значительную часть водоизмещения. Возможность уточнения массы корпуса
обусловлена наличием главных размерений определенных в первом приближении.
Массу корпуса разбивают на две составляющие Рст и Роб:
Рст2=gст13L132В1Н112 т (13)
где gст = gст0 = Рст0 013L032В0Н012.
где gоб = gоб0 = Роб0 (L0B0H0)23
Далее проверяется соответствие суммы масс составляющих нагрузку судна
Сумма масс Рк об2 Pсэу1 Рсэз1 Рзв1 Рсн Ргр = А1
Если расхождение невелико по абсолютной величине
оно может быть устранено корректировкой запаса водоизмещения Рзв1
Рзв1 - (А1 - D1) (16)
В этом случае водоизмещение во втором приближении D2 = D1 главные
размерения сохраняют свои значения полученные в первом приближении: L2 =
L1 В2 = В1 Т2 = Т1 Н2 =Н1.
Остальные переменные составляющие нагрузки в составе водоизмещения D2 не
изменяются (Pсэу2 = Pсэу1 Рсэз2 = Рсэз1).
Нагрузка судна во втором приближении приводится в Таблице 2.
Нагрузка судна во втором
№ Наименование Обозначение
Корпус с оборудованием Pк. об2.
Судовая энергетическая установкаРсэу2
Судовые энергетические запасы Рсэз2
Запас водоизмещения Рзв2
Экипаж провизия пресная вода Рсн
инвентарное снабжение
Если условие (15) не выполняется необходима корректировка водоизмещения
и нагрузки судна для чего можно применить прием основанный на
использовании дифференциального уравнения масс в форме Нормана [2].
Разность суммы масс А1 и водоизмещения D1 рассматривается как объективно
необходимое приращение масс dP входящих в нагрузку судна.
Измененное в результате этого водоизмещение судна D2 находится как сумма
водоизмещения D1 и приращения водоизмещения dD = нdP
где н – коэффициент Нормана рассчитываемый по формуле
н = 1[1- Рк об 2 D1 –
(Рсэу 1 + Рсэз 1) 3D1] (19)
Водоизмещению D2 будут соответствовать откорректированные главные
H2 = H1λ2 где: λ = (D2 D1)13
главных размерений и водоизмещения повлекут изменения зависящих
от них составляющих нагрузки судна.
(При изменениях главных размерений необходимо следить за тем чтобы
отношение высоты борта к осадке оказалось бы не менее H2T2 =130 - для
сухогрузных судов и H2T2 =125 – для танкеров. В противном случае следует
принять H2 =130T2 - для сухогрузного судна и H2 =125T2 - для танкера).
Для расчета новой массы корпуса с оборудованием следует использовать
формулы (12)-(14) подставляя в них главные размерения с индексом 2. Массы
судовой энергетической установки Рсэу2 и судовых энергетических запасов
Рсэз2 изменятся по сравнению с первым приближением пропорционально λ2:
Рсэу1 λ2 Рсэз2 = Рсэз1 λ2 (20)
Далее производится повторное сопоставление новой суммы масс с
водоизмещением D2. В случае необходимости процесс корректировки нагрузки и
главных размерений повторяется до тех пор пока не будет выполнено условие
аналогичное (15) и уточнено значение массы запаса водоизмещения во втором
(Сопоставляются новые суммы масс и предыдущее значение водоизмещения).
В конце второго приближения выписываются основные элементы судна и его
нагрузка в форме Таблицы 2 с дополнительно измененными индексами Рсэу2 и
(После окончательного уточнения главных размерений во втором приближении
следует проверить результаты убедившись что kρL2B2T2 = D2. Расхождение
не должно превосходить 5-8 т которое следует устранить изменением массы
запаса водоизмещения).
2.3. Третье приближение
Третье приближение посвящается окончательному выбору элементов судна и
уточнению его нагрузки.
С наибольшей доступной точностью определяются сопротивление воды движению
судна буксировочная мощность и необходимая мощность главного двигателя.
После выбора главного двигателя уточняется нагрузка судна и в случае
необходимости корректируются водоизмещение и главные размерения.
Расчет буксировочной мощности EPS рекомендуется производить по ОСТ 5.0181-
«Атлас диаграмм для расчета буксировочной мощности морских транспортных
судов» [4] или по данным справочника [3].
Требуемая мощность главного двигателя
где – общий пропульсивный коэффициент. Для целей курсового
проектирования рекомендуется принимать = 0
После определения требуемой мощности главного двигателя производится
выбор главного двигателя по каталогам машиностроительных фирм. Для целей
курсового проектирования выбор главного двигателя производится по условному
каталогу главных двигателей с мощностями изменяющимися с шагом 500 кВт
(например 4500 кВт 5000 кВт 5500 кВт и т.д.). Выбирается двигатель с
запасом по мощности не менее 15%
(например при Nтр = 4230 кВт Nгл ≥ 115 х 4230 = 4865 кВт выбираем
После выбора главного двигателя с мощностью Nгл уточняются массы судовой
энергетической установки Рсэу3 и судовых энергетических запасов Рсэз3
Далее сумма масс (Ркоб2 Pсэу3 Рсэз3 Рзв2 Рсн Ргр) = А2
сравнивается с водоизмещением D2.
При невыполнении условия А2 – D2 ≤ 05 Рзв2 производится уточнение
водоизмещения нагрузки и главных размерений в порядке примененном во
втором приближении со следующими изменениями:
- т.к. массы Рсэу3 и Рсэу3 после выбора главного двигателя перешли в
разряд постоянных масс коэффициент Нормана следует рассчитывать по формуле
(1- Рк об2 D2); (22)
- при изменении главных размерений (L3 В3 Т3 Н3) уточняется только
масса корпуса Рк об3 c использованием формул (12)-(14);
- производится проверка соответствия мощности выбранного главного
двигателя требуемой для судна с уточненным водоизмещением
Если N'гл > Nгл или N'гл Nгл – 500 кВт необходимо выбрать другой
главный двигатель пересчитать с учетом этого Рсэу3 и Рсэз3 и в очередной
раз выполнить уточнение водоизмещения с помощью коэффициента Нормана.
Заканчивается третье приближение сводкой полученных элементов
(главные размерения коэффициенты полноты мощность судовой энергетической
установки) и таблицей нагрузки.
3. Построение теоретического чертежа и кривых элементов
Построение теоретического чертежа производится комбинированным
способом. Подводная часть строится на основании генерации ординат
теоретического чертежа с помощью стандартной программы для ПК Лаборатории
автоматизированного проектирования кафедры проектирования судов. Надводная
часть строится методом рисования с использованием рекомендаций учебников
Для задания генерации ординат теоретического чертежа необходимы
следующие данные судна: длина ширина осадка высота борта коэффициент
Результаты генерации теоретического чертежа выдаются в виде таблиц
ординат 21 шпангоута для 6 ватерлиний (5-я ватерлиния соответствует
заданной осадке судна) и абсцисс диаметрали в носовой и кормовой
Одновременно студенту выдается таблица ординат кривых элементов
теоретического чертежа которые потребуются для расчетов посадки и
остойчивости судна в разделе 3.5 «Проверочные расчеты».
При построении сетки теоретического чертежа длина судна делится на 20
равных частей (21 теоретический шпангоут) осадка – на 5 равных частей (6
ватерлиний включая КВЛ). Выше КВЛ проводится одна горизонтальная линия
соответствующая высоте борта судна. Промежуточные ватерлинии в диапазоне
надводного борта не строятся.
Перед началом построения теоретического чертежа необходимо определиться с
теми особенностями принятого архитектурно-конструктивного типа судна
которые должны найти отражение на теоретическом чертеже: формой
седловатости высотой и протяженностью надстроек формой шпангоутов в
Построение линий теоретического чертежа в подводной части начинают с
построения диаметрали по абсциссам приводимым в таблице генерации ординат.
Затем строят шпангоуты и ватерлинии.
В надводной части теоретического чертежа строят бортовые линии верхней
палубы палуб бака и юта а также – линии шпангоутов. Дополнительно к
шпангоутным сечениям на проекции «корпус» показывается форма транца.
Заканчивается теоретический чертеж построением одного батокса.
(При проектировании формы надводной части корпуса носовой оконечности
следует учитывать что носовая надстройка (бак) предназначена для защиты
верхней палубы от заливания и забрызгивания при ходе на встречном волнении.
Удовлетворительные результаты могут быть достигнуты при одновременном учете
четырех факторов: достаточного развала носовых шпангоутов в надводной
части высоты надводного борта высоты и протяженности бака по длине судна.
Устанавливая длину бака следует согласовать ее величину с расположением
грузовой части судна и длиной форпика).
Кривые элементов теоретического чертежа строятся на формате А4. Масштабы
кривых должны обеспечивать возможность определения измеряемых величин с
необходимой точностью (значения абсциссы и аппликаты центра величины
поперечного метацентрического радиуса абсциссы центра тяжести площади
ватерлинии с точностью до 005 м продольного метацентрического радиуса с
Примеры представления теоретического чертежа и кривых элементов
теоретического чертежа приведены в Приложениях 3 и 4.
4. Проектирование общего расположения судна.
Разработка общего расположения судна является одним из важнейших
элементов процесса проектирования. Основные решения связанные с общим
расположением проектируемого судна должны приниматься во внимание на всех
этапах работы над проектом.
В курсовом проекте работу над общим расположением следует разделить на
Этап 1. Предварительный выбор архитектурно-конструктивного типа судна
должен производиться в процессе определения основных элементов судна.
Основой выбора могут служить ожидаемое водоизмещение судна конструктивные
особенности судна-прототипа (см. Приложение 2) или другого аналога.
Предварительный выбор архитектурно-конструктивного типа судна
состоит в принятии принципиальных решений о количестве и расположении палуб
и основных переборок о высотах двойного дна и размерах двойных бортов
(если предполагается их наличие) о типе надстроек форме седловатости
районах расположения цистерн судовых энергетических запасов пресной воды и
При выборе размеров отсеков следует учитывать ограничения диктуемые
нормативными документами – Правилами классификации и постройки морских
судов РМРС [5] и Правилами по предотвращению загрязнения с судов РМРС [6].
(Рекомендуется следующая последовательность действий.
В соответствии с Правилами РМРС [5] определяются величины
практической и нормальной шпации причем для целей курсового проектирования
нулевой практический шпангоут целесообразно размещать на носовом
Устанавливается расположение переборки форпика с учетом ограничений
Рассчитываются длины ахтерпика и машинного отделения
располагающегося на всех типах проектируемых судов в корме.
Для сухогрузного судна: lахт = 015 L308 lмо =0389N3043.
Для нефтеналивного судна: lахт = 036 L306 lмо =0433N3044.
При проектировании нефтеналивного судна с изолированным балластом
целесообразно первоначально задать минимальные размеры высоты двойного дна
и ширины двойного борта в грузовой части определяемые Правилами [6]).
Уточнение отдельных элементов архитектурно-конструктивного типа
судна (положения переборок размеров двойного дна двойных бортов места
расположения различных цистерн и т.п.) может потребоваться в результате
выполнения проверочных расчетов.
Этап 2. Собственно разработка общего расположения включая построение
чертежей общего расположения в соответствии с необходимой номенклатурой
судовых помещений и требованиями предъявляемыми к ним нормативными
К чертежам общего расположения выполняемых в том же масштабе что и
теоретический чертеж относятся: боковой вид с продольным разрезом
подводной части планы всех палуб трюма и платформ включая палубы бака и
юта а также всех ярусов надстроек и рубок.
Примерный перечень помещений транспортного судна.
- блок-каюты комсостава (минимально – капитана и старшего механика);
- одноместные каюты команды с санитарными кабинами одноместная каюта
лоцмана (без санитарной кабины);
- кают-компания иили столовая команды с буфетными;
- салоны отдыха комсостава и команды;
- помещение для занятий;
- помещение плавательного бассейна;
- туалетные (вблизи рулевой рубки ЦПУ для работников камбуза) туалет для
- камбуз с провизионными кладовыми (охлаждаемыми и неохлаждаемыми);
- прачечный блок (прачечная сушильная гладильная кладовые грязного и
- баня (раздевальная мыльная парная сауна);
- 2-3 кладовые уборочного инвентаря;
- помещения производственной одежды с сопутствующими помещениями (для
машинной команды – душевая для палубной команды – сушильная душевая);
- цистерны пресной воды.
Служебные помещения:
- машинное отделение;
- центральный пост управления (ЦПУ);
- механическая мастерская и механическая кладовая;
- помещение рефустановки провизионных кладовых;
- помещение инсинератора;
- помещение аварийного дизель-генератора;
- помещение станции пенотушения;
- помещение центрального кондиционера;
- помещения приема топлива;
- помещения судовых устройств (румпельное отделение помещение
подруливающего устройства цепные ящики);
- насосные отделения на танкере (в случае необходимости);
- пост управления грузовыми операциями (на танкере);
- помещения масляных насосов люковых закрытий (на сухогрузном судне);
- судовая канцелярия;
- 2-3 кладовые аварийно-спасательного имущества;
- рулевая (ходовая рубка);
- агрегатная навигационных приборов;
- радиорубка (если требуется) с сопутствующими помещениями (агрегатной
- помещение лага и эхолота;
- помещение суэцкого прожектора;
- общесудовые кладовые (2 тросовые плотницкая малярная);
- цистерны судовых энергетических запасов;
- цистерны балластные.
Специальные помещения:
- грузовые помещения (трюмы и твиндеки на сухогрузном судне грузовые танки
и отстойные танки – на танкере);
- такелажная кладовая (на сухогрузном судне);
- помещение шлангов (на танкере).
Помещения судовых коммуникаций:
- коридоры шахты тамбуры и комингсы люков сходов.
Проектирование помещений экипажа выполняется c учетом его численности
указанной в задании на курсовой проект. К комсоставу относятся:
помощники капитана 3
донкерман (на танкере) 1
остальные члены экипажа – судовая команда.
Оборудование жилых и служебных помещений не показывается. Обязательно
наносятся на чертежи все трапы и двери основные части спасательного
оборудования (спасательные и дежурные шлюпки спасательные плоты)
швартовного якорного и грузового устройств расположение сигнально-
отличительных огней. Указывается грузоподъемность грузовых средств и
вместимость спасательных шлюпок.
Все помещения должны быть снабжены наименованиями. Допускается заменять
надписи номерами в соответствии с перечнем приводимым в пояснительной
При разработке общего расположения судна необходимо использовать
приемлемые технические решения судна-прототипа и рекомендации учебника [2].
5. Проверочные расчеты.
К проверочным расчетам относятся:
Определение вместимости основных отсеков судна (грузовых балластных и
цистерн судовых запасов) с помощью эпюры емкости.
Расчеты нагрузки судна.
Расчеты посадки и начальной остойчивости.
5.1. Построение эпюры емкости и проверка вместимости.
Основой для построения эпюры емкости служат теоретический чертеж судна и
эскиз общего расположения помещений в основном корпусе.
На эскизе общего расположения должны быть изображены все поперечные и
продольные переборки палубы водонепроницаемые платформы двойное дно
отсеки предназначенные для груза жидких судовых запасов и балласта а
также другие помещения расположенные в пределах основного корпуса
(румпельное отделение цепные ящики помещение подруливающего устройства и
Для сухогрузного судна дополнительно устанавливаются размеры грузовых
люков. Рекомендуется принять высоту надпалубной части комингсов – 1 0 м
ширину люков - ок. 08В3 (ширина грузового люка в носовой части верхней
палубы определяется с учетом уменьшения ее ширины).
Эскиз общего расположения и эпюра емкости располагаются на одном чертеже
(Для удобства определения площадей эпюры емкости следует выбирать
масштабы длин и ординат эпюры так чтобы одна квадратная единица ее площади
соответствовала целому числу кубических единиц. Например масштаб по длине:
см = 5 м масштаб ординат: 1 см = 10 м2 тогда масштаб площадей эпюры –
объемов помещений: 1 см2 = 50 м3).
Абсциссы геометрических центров отдельных отсеков определяются
непосредственно с помощью эпюры емкости (в соответствии со свойствами
строевой по шпангоутам). Аппликаты - приближенно по эскизу общего
Теоретическая вместимость помещений определенная с помощью измерений
соответствующих площадей на эпюре емкости а также фактическая вместимость
учитывающая различные потери объемов и координаты центров объемов
указываются в экспликации к эпюре емкости (см. Приложение 6).
Экспликация к эпюре емкости составляется после окончательного утверждения
схемы размещения основных отсеков судна которая может подвергаться
корректировке в процессе проверки вместимости и удифферентовки судна.
Проверка вместимости проводимая с помощью эпюры емкости выполняется в
На первом этапе осуществляется проверка соответствия общей суммы объемов
для груза запасов и балласта предварительно установленных в соответствии
со схемой общего расположения требуемой вместимости
W = Wгр + Wсэз+ Wпр. вода+Wбл
где: W - суммарная теоретическая вместимость помещений для груза
запасов и балласта полученная с помощью эпюры емкости;
Wгр Wсэз Wпр.водаWбл- требуемые теоретические
вместимости для размещения груза запасов и балласта.
Требуемые теоретические вместимости грузовых отсеков Wгр и цистерн
пресной воды Wпр.вода получены ранее в первом приближении.
Требуемую теоретическую вместимость цистерн судовых энергетических
запасов следует уточнить по результатам третьего приближения с учетом массы
Рсэз3 по формуле (9).
Уточненное количество балласта для сухогрузного судна определяется из
условий надлежащей посадки судна в балластном переходе.
Схема определения необходимой вместимости балластных цистерн в этом
Для сухогрузных судов
Определяется средняя балластная осадка Тблср
Тблср = 12(Тблн + Тблк) м
где: - Тблн = 0025L3 - балластная осадка носом рекомендуемая для
уменьшения вероятности возникновения слеминга;
- Тблк – балластная осадка кормой обеспечивающая полное погружение
Балластная осадка кормой Тблк = 105dв м
где: - диаметр гребного винта dв может быть определен по приближенной
формуле dв =0623T3097 м;
- 105 – коэффициент учитывающий зазор между диском гребного винта
и основной плоскостью.
Исходя из средней осадки Тблср с помощью кривых элементов
теоретического чертежа определяется водоизмещение судна при расчетном
состоянии нагрузки «судно без груза и с 10% запасов» - Dбл
Требуемое количество балласта Рбл находится как разность
Рбл = Dбл – Рпор3 – 01Рсэз3 – 01(Рпров + Рпр. воды) - Рэк3 т
где: - Рпор - водоизмещение судна порожнем
Рсэу3 + Рзв3 + Ринв т. (23)
Требуемая теоретическая вместимость балластных цистерн определяется
Для нефтеналивного судна необходимая вместимость балластных цистерн
и связанная с нею посадка судна определяются требованиями Правил [6].
Количество и распределение балласта по длине судна должны
обеспечивать следующие параметры посадки при состоянии нагрузки «судно
порожнем + жидкий балласт»:
- для судов длиной 150 м и более:
Средняя осадка Тблср ≥ 20 +002L3 м.
Осадка кормой Тблк – балластная осадка обеспечивающая полное
погружение гребного винта.
формуле dв =0914T3077 м;
- 105 – коэффициент учитывающий зазор между диском гребного
винта и основной плоскостью.
Дифферент d ≤ -0015L3 м.
- для судов длиной менее 150 м:
Средняя осадка Тблср ≥ 02 +0032L3 м.
Дифферент d ≤ -(0024 – 6х10 -5L3)L3 м
После определения параметров посадки нефтеналивного судна необходимая
масса балласта определяется по схеме изложенной выше для сухогрузного
судна за исключением того что
где Рпор рассчитывается по формуле (23).
Затем по формуле (11) определяется требуемая вместимость балластных
При положительных результатах проверки переходят ко второму этапу на
котором проверяется соответствие выделенных и требуемых объемов для груза
судовых энергетических запасов пресной воды и балласта в отдельности. При
необходимости производят перераспределение объемов. При этом обеспечивается
безусловное равенство фактических и требуемых объемов для судовых
энергетических запасов и пресной воды (допускается некоторое их превышение
обусловленное конструктивными причинами). Если такое перераспределение
касается грузовых помещений следует откорректировать полученную
спецификационную удельную грузовместимость с для сухогрузного судна
(спецификационную плотность груза ρс для танкера)
с = Wгр.факт.11Ргр м3т (ρс = 104Ргр Wгр.факт тм3)
В дальнейшем в расчетах нагрузки судна следует использовать
спецификационные величины с (ρс) вместо заданных гр (ρгр).
Окончательный вид эскиз общего расположения и эпюра емкости с
экспликацией приобретают после завершения расчетов удифферентовки с
положительными результатами в процессе которых может потребоваться
внесение изменений как в первоначальную схему деления корпуса на отсеки
так и в расположение груза запасов и балласта.
5.2. Расчет нагрузки судна.
Расчет нагрузки судна производится для двух характерных случаев
определяемых Правилами РМРС [5]:
«с полным грузом и полными запасами».
«без груза и с 10% запасов».
Расчеты нагрузки должны подтвердить такое расположение центра масс
судна (xg zg) при котором обеспечивается требуемая посадка и остойчивость
В первом случае водоизмещение должно соответствовать D3 и судно не
должно иметь дифферента (xg=xc). Поперечная метацентрическая высота
определяемая при фиксированных значениях zс и r аппликатой центра масс
zg должна быть близкой к требуемой (см. первое приближение).
Во втором случае водоизмещение должно соответствовать Dбл абсцисса
центра масс xg - обеспечивать желательный дифферент аппликата zg –
минимально возможную избыточную остойчивость.
Для нефтеналивного судна дополнительно рассчитывается состояние нагрузки
«судно порожнем + балласт» [6].
Расчет нагрузки для дополнительного состояния нефтеналивного судна
должен подтвердить такое расположение центра масс судна по длине (xg) при
котором выполняются требования к посадке судна Правил [6].
Расчет нагрузки производится в табличной форме (Приложение 7).
судна порожнем определяется в соответствии с формулой (23).
Координаты центра масс судна порожнем рассчитываются с помощью данных
судна-прототипа пропорционально изменениям главных размерений
проектируемого судна
xg пор = xg пор0 L3L0 zg пор = zg пор0 Н3Н0
Координаты центров масс экипажа провизии и инвентарного снабжения
принимаются приближенно по схеме общего расположения судна соответственно
районам размещения данных составляющих нагрузки.
При размещении судовых энергетических запасов в первом характерном
случае нагрузки следует считать что (для целей курсового проектирования) в
расходных и отстойных цистернах расположенных в машинном отделении или
рядом с ним должно размещаться не менее 10% Рсэз3. Остальные цистерны
кроме одной (при незначительной излишней вместимости цистерн СЭЗ) должны
быть заполнены целиком.
Во втором характерном случае нагрузки 10% Рсэз3 должны размещаться
только в вышеупомянутых цистернах в районе машинного отделения. Все
цистерны использованные для размещения балласта кроме одной должны быть
5.3. Расчет посадки и начальной остойчивости.
Расчет посадки и начальной остойчивости судна для двух основных случаев
нагрузки и дополнительного для нефтеналивного судна выполняется в
соответствии со схемой изложенной в Приложении 8.
После выполнения расчетов посадки и начальной остойчивости должна быть
приведена оценка их результатов. В случае необходимости должны быть
изложены обоснованные рекомендации по достижению желаемых результатов
если без внесения существенных изменений в проект все возможности для этого
Ашик В.В. Проектирование судов Л.: Судостроение 1985.
Бронников А.В. Проектирование судов. Л.: Судостроение 1991.
Справочник по теории корабля т.1 под ред. Я.И. Войткунского Л.:
ОСТ 5.0181-75 Атлас диаграмм для расчета буксировочной мощности
морских транспортных судов.
Правила классификации и постройки морских судов. РМРС. 2003 г.
Правила по предотвращению загрязнения с судов. РМРС. 1998 г.
Основные данные судна-прототипа
Характеристика Обозн.ерноСухогрТанкер
Водоизмещение D0 т 12750 27590
Грузоподъемность Ргр0 т 7315 19145
Удельная погрузочнаягр0 м3т149 -
Плотность жидкого ρгр0 тм3 084
Мощность главного N0 кВт 4925 8580
Скорость V0 узлы164 150
Дальность плавания R0 мили9000 5000
Длина между Lпп0 м 1250014720
Ширина В0 м 1780 2450
Высота борта H0 м 104 1340
Осадка T0 м 778 980
Общий пропульсивный 0 - 067 070
Масса корпуса с Ркоб0 т 3874 6720
- масса стального Рст0 т 2409 5430
- масса оборудованияРоб0 т 1465 1290
Масса судовой Рсэу0 т 455 720
Масса судовых Рсэз0 т 832 690
Масса снабжения Рсн0 т 218 175
- масса экипажа Рсн т 188 155
провизии и пресной эк0
- масса инвентарногоРсн т 30 20
Масса запаса Рзв0 т 56 140
Аппликата центра zg0 м 662 831
Абсцисса центра массxgпор0м -930 -965
Аппликата центра zgпор0м 814 892
масс судна порожнем
Объем машинного Wмо0 м3 3320 5415
Коэффициент сухих ксо0 - 105 106
Схемы общего расположения судов-прототипов.
Теоретический чертеж
Кривые элементов теоретического чертежа
Приложение 6. Экспликация к эпюре емкости
1. Экспликация к эпюре емкости сухогрузного судна
№ Наименование Район рас- Объем Вместмость
пп отсека положния шп.теоретическипо киповому
Всего - Wгр.факт = Wгр.факт = - -
В столбце 2 перечисляются все отдельные грузовые отсеки. Объединение
отсеков на допускается.
В столбце 4 указываются объемы полученные измерением площадей на эпюре
В столбце 5 указываются объемы уменьшенные на 10% по сравнению со
Объемы трюмов и координаты центров их объемов приводятся с учетов
объемов надпалубной части комингсов грузовых люков.
№ Наименование Район Объем
пп отсека расположентеоретичес
Балластные цистерны - (1.1 .- -
Судовые энергетические (2.1 . .
1 Расходные цистерны
Цистерны пресной воды
Экспликация к эпюре емкости
нефтеналивного судна
Балластные цистерны - (1.1 - -
2 Цистерна двойного борта
Цистерна двойного дна №
Судовые энергетические - (2.1 - -
Грузовая зона - (4.4 - -
1 Отстойные цистерны ПрБ
2 Грузовой танк № 1 ПрБ
Вар. 1. Вар. 2. Нефтеналивное судно
Судно с полным Судно без груза и сСудно порожнем +
грузом и полными 10% балласт
Таблица для расчета посадки и начальной остойчивости
№ Элементы плавучести Обозначения
пп и остойчивости и формулы
Объемное водоизмещение м3 Dкρ
Поперечный метацентрический r
Продольный метацентрический R
Поперечная метацентрическая h = zc + r - zg
Продольная метацентрическая H = zc + R - zg
Абсцисса ЦТ площади xf
действующей ватерлинии м
Отстояние ЦТ действующей
ватерлинии от носового Lн=( L2) - xf
ватерлинии от кормового Lк = (L2) + xf
Дифферент м d = Lпп(xg - xc)
Изменение осадки носом м ΔТн = Lн(xg - xc)
Изменение осадки кормой м ΔТк = - Lк(xg - xc)
Осадка носом м Тн = Т + ΔТн
Осадка кормой м Тк = Т + ΔТк

КУРСОВИК ПРИМЕР.doc

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
кафедра проектирования судов
«Проектирование транспортного судна (танкер)»
Шевченко И.В. гр. 1411
Исходные данные для расчета 3
Выбор основных элементов судна методом последовательных
1. Первое приближение 4
1.1.Составление и решение уравнения масс выраженных в
функции водоизмещения 4
1.2. Расчет нагрузки судна в первом
1.3. Определение главных размерений судна .7
2. Второе приближение 11
3. Третье приближение 13
Построение теоретического чертежа и кривых элементов
теоретического чертежа .
Проектирование общего расположения судна .
Проверочные расчеты .
1. Построение эпюры емкости и проверка вместимости .
2. Расчет нагрузки судна .
3. Расчет посадки и начальной остойчивости ..
Исходные данные для расчета
Номер прототипа судна
Масса перевозимого груза
Плотность жидкого груза
Выбор основных элементов судна методом последовательных приближений
функции водоизмещения
Исходный вид уравнения масс выраженных в функции водоизмещения:
[pic] - масса корпуса с оборудованием
[pic] - масса установки энергетической судовой
[pic] - масса судовых энергетических запасов
[pic] – масса запаса водоизмещения
[pic] - масса перевозимого судном груза
[pic] - масса запаса снабжения
Для составления зависимостей [pic] используются измерители масс
рассчитываемые с помощью данных судна-прототипа.
)корпуса с оборудованием
[pic]– коэффициент массы корпуса с оборудованием
[pic]масса корпуса с оборудование прототипа [pic]
[pic] полное водоизмещение прототипа [pic]
)судовой энергетической установки
[pic]установленная мощность равная:
[pic]мощность главного двигателя прототипа [pic]
СА0 - адмиралтейский коэффициент прототипа
D0 – полное водоизмещение прототипа D0 =27590 т.
V0-скорость прототипа V0=150 уз.
)судовых энергетических запасов
)запаса водоизмещения
[pic] - масса экипажа с багажом при этом масса одного члена экипажа с
[pic] - масса провизии при этом суточный расход провизии на одного члена
[pic] – масса пресной воды при этом суточный расход провизии на одного
члена экипажа регламентируемый Санитарными правилами для морских судов
[pic] автономность по запасам пресной
[pic] - масса инвентарного снабжения
Подсчет составляющих масс:
1.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении
Нагрузка судна в первом приближении
№ ппНаименование раздела ОбозначеПрототип Проект
Рi0 Р0т %D0 Рi1 Рт %D1
Корпус с оборудованием [pic] 6720 2436 6304 2441
Судовая энергетическая [pic] 720 261 625 242
Судовые энергетические [pic] 690 250 1049 406
Запас водоизмещения [pic] 140 051 259 10
Экипаж провизия пресная[pic] 175 063 91 035
Груз перевозимый [pic] 19145 6939 17500 6776
Водоизмещение 27590 100 25828 100
Анализ результатов показывает некоторые различия столбцов 5 и 7 что
объясняется разной грузоподъемностью и водоизмещением.
1.3. Определение главных размерений судна
Определение главных размерений судна целесообразно выполнять путем
совместного решения уравнений теории проектирования судов описывающих
основные качества судна – плавучесть остойчивость и вместимость.
Предварительно необходимо найти длину судна L1 и коэффициент общей полноты
исходя из их определяющего влияния на ходкость а также коэффициент
полноты площади ватерлинии α влияющих на поперечную остойчивость.
В первом приближении L1 определяется с использованием безразмерной
характеристики скоростных качеств судна – относительной длины l=f(v) и
Относительная длина [pic]
Коэффициенты полноты теоретического чертежа α
Коэффициент общей полноты =a-bFr
где для наливного судна
=a-bFr=105-1400192=0781
Коэффициент полноты площади ватерлинии
Уравнение плавучести
[pic] - плотность морской воды
Уравнение остойчивости
где [pic] - относительная поперечная начальная метацентрическая высота
значения которой рекомендуется принять следующей: [pic]
коэффициент k=050 – для нефтеналивного судна;
[pic] – относительная аппликата центра масс судна в полном грузу. В первом
приближении [pic] = [pic]
Уравнение вместимости
где [pic] - коэффициент полноты подпалубного объема надбавка
[pic] – для нефтеналивного судна
[pic] - «коэффициент сухого отсека» равный106
[pic] - теоретическая грузовместимость м3
[pic] – теоретический объем помещений судовой энергетической установки в
[pic] – удельный объем судовой энергетической установки м3кВт
определяемый с помощью данных судна-прототипа
[pic] – теоретическая вместимость цистерн судовых энергетических запасов
(топлива котельной воды смазочного масла) м3:
[pic] – теоретическая вместимость цистерн пресной воды м3:
[pic] – теоретическая вместимость балластных цистерн (танков) определяется
наибольшим количеством балласта которое может принимать судно в процессе
эксплуатации для обеспечения требуемой посадки и остойчивости м3:
Cоотношение главных Судно прототип Проектируемое судно
Увеличение [pic] и уменьшение [pic] связано с увеличением дальности
плавания. Отношение [pic] удовлетворяет Правилам о грузовой марке морских
2. Второе приближение
Уточнение основных элементов судна и его нагрузки во втором
приближении основано на более точном расчете массы корпуса которая
составляет значительную часть водоизмещения. Возможность уточнения массы
корпуса обусловлена наличием главных размерений определенных ранее в
Массу корпуса разбивают на две составляющие Pст и Pоб:
Pк об2=Pст2+Pоб2 =5024+1233=6257т
Pст2=gст13[pic]B1[pic] т
где gст= gст0 = [pic]
Далее проверяется соответствие суммы масс составляющих нагрузку
судна водоизмещению D1.
Если расхождение по абсолютной величине невелико:
Тогда получаем [pic]
Нагрузки судна во втором приближении
№ Наименование раздела нагрузки Обозначение
Корпус с оборудованием [pic] 6257
Судовая энергетическая установка [pic] 625
Судовые энергетические запасы [pic] 1049
Запас водоизмещения [pic] 306
Экипаж провизия пресная вода [pic] 91
инвентарное снабжение
Груз перевозимый [pic] 17500
Водоизмещение D2 25828
Расхождение увеличилось на 4 тонны тогда[pic] будет равно 310 т. Получим
Запас водоизмещения [pic] 310
Водоизмещение D2 25832
3.Третье приближение
Третье приближение посвящается окончательному выбору элементов судна
и уточнению нагрузки.
С наибольшей доступной точностью определяются сопротивлением воды
движению судна буксировочная мощность и необходимая мощность главного
двигателя. После выбора главного двигателя уточняется нагрузка судна и в
случае необходимости корректируются водоизмещение и главные размерения.
Расчёт буксировочной мощности EPS рекомендуется производить по ОСТ
0181-75 “Атлас диаграмм для расчёта буксировочной мощности морских
транспортных судов” или по данным справочника.
Требуемая мощность главного двигателя NТР кВт
где – общий пропульсивный коэффициент. Для целей курсового проектирования
рекомендуется принимать =0=070.
[pic]коэффициент сопротивления трения эквивалентной технически гладкой
[pic]кореляционный коэффициент (надбавка на шероховатость) определяется в
зависимости от длины судна L=1529 м;
[pic]коэффициент сопротивления выступающих частей определяется в
зависимости от длины судна L=1529 м судно одновинтовое;
[pic]коэффициент остаточного сопротивления
[pic]=145[pic] исходя из числа Fr:
[pic] определяется в зависимости от отношения BT=2768
После определения требуемой мощности главного двигателя по каталогам
машиностроительных фирм выбирается главный двигатель. Для целей курсового
проектирования выбор главного двигателя производится по условному каталогу
главных двигателей с мощностями изменяющимся с шагом 200 кВт.
Выбирается двигатель с запасом по мощности не менее 15%:
Nгл≥1155680=6532 кВт выбираем Nгл=6600 кВт
После выбора главного двигателя с мощностью Nгл уточняются массы
судовой энергетической установки Pсэу3 и судовых энергетических запасов
При невыполнении условия [pic] производится уточнение
водоизмещения нагрузки и главных размерений в порядке применённом во
втором приближении со следующими изменениями:
- так как массы Pcэу3 и Pсэз3 после выбора главного двигателя перешли в
разряд постоянных масс коэффициент Нормана следует рассчитывать по формуле
-при изменении главных размерений (L3B3T3H3) уточняется только масса
Pк об3=Pст3+Pоб3 =5001+1195=6196 т
Pст3=gст13[pic]B3[pic] т
-производится проверка соответствия мощности выбранного главного двигателя
требуемой для судна с уточненным водоизмещением:
[pic] - условие выполнено
В итоге получаем следующие данные:
Нагрузка судна в третьем приближении
Корпус с оборудованием [pic] 6196
Судовая энергетическая установка [pic] [pic]
Судовые энергетические запасы [pic] 929
Водоизмещение D3 25580
Cоотношение главных размерений
теоретического чертежа
Проектирование общего расположения судна
Высота двойного дна вычисляется формуле но не более 2 м:

Танкер.dwg

Палуба рубки 3 яруса
Палуба рубки 2 яруса
ПАЛУБА РУБКИ 3 ЯРУСА
ПАЛУБА РУБКИ 2 ЯРУСА
Палуба рубки 1 яруса
ПАЛУБА РУБКИ 1 ЯРУСА
Номерnпомещенияnна схеме общегоnрасположения
Месторасположение и наименование помещения
Кладовая фонарей и сигнальных фигур
Навигационное оборудование
Одноместная каюта с ск
Блок-каюта судовладельца
Кладовая хозяйственного инвентаря
Помещение оборудования инертных газов
Су старшего механика
Спальня старшего механика
Салон старшего механика
Кабинет старшего механика
Помещение кондиционеров
Помещение суэцких рабочих
Пост управления грузовыми операциями
Станция электропитания с берега
Помещение камбузных отходов
Помещение иерсинератора
Сварочная мастерская
Шахта машинно-котельного отделения (МКО)
Помещение аварийного дизель-генератора
Кладовая запасных частей
Су работников камбуза
Шахта погрузки провизии
Цистерна пресной воды
Станция углекислотного пожаротушения
Аварийный выход из МКО
Сушильная производственной одежды
Помещение производственной одежды
Тамбур провизионных кладовых
Кладовая чистого белья
Кладовая грязного белья
Помещение гидравлики судовых устройств
Кладовая сухой провизии
Тамбур охлаждаемых провизионных кладовых
Помещение гидравлики палубных устройств
Помещение рефрежираторной установки
Тросовая и помещение суэцкого прожектора
Кладовая техдокументации
Помещение моющего порошка
Рубка выхода из грузового насосного отделения
Помещение грузовых шлангов
Помещение гидравлики палубных механизмов
Носовой топливный диптанк
Шахта помещения подруливающего устройства
Румпельное отделение
Цистерна котельной воды
Помещение топливной аппаратуры
Электротехническая мастерская
Машинно-котельное отделение
Механическая мастерская
Помещение систем бытового водоснабжения
Центральный пост управления (ЦПУ)
Шахта грузового насосного отделения
Расходные и отстойные цистерны
Механическая кладовая
Кормовой топливный диптанк
Бортовой балластный танк
Помещение подруливающего устройства
Днищевой балластный танк
Помещение лага и эхолота
Цистерны циркуляционного масла сборные цистерны грязного масла и топлива
Грузово6е насосное отделение
и судовое насосное отделение
и главный распределительный щит (ГРЩ)

Сухогрузное судно.dwg

Аварийный выход из МКО
ПАЛУБА РУБКИ 2 ЯРУСА
ПАЛУБА РУБКИ 3 ЯРУСА
ПАЛУБА РУБКИ 4 ЯРУСА
ПАЛУБА РУБКИ 5 ЯРУСА
Главные размерения судна
Осадка по летнюю грузовую марку T
Длина между перпендикулярами
Помещение подруливающего устройства
Расходная топливная цистерна
Тросовая и помещение суэцкого прожектора
Помещение лага и эхолота
Цистерна пресной воды
Машинно-котельное отделение (МКО)
Отстойная топливная цистерна
Цистерна циркуляционного масла
Сборные цистерна грязного масла и топлива
Помещение гидравлики грузовых кранов и люковых закрытий
Станция углекислотного пожаротушения
Помещение рабочей одежды
Румпельное отделение
Кладовая шкиперского имущества
Кладовая запчастей палубных устройств
Тамбур схода в помещение подруливающего устройства
Кладовая грязного белья
Помещение рефрижераторной установки
Центральный пост управления (ЦПУ)
Помещение приема топлива
Тамбур провизионных кладовых
Кладовая сухой провизии
Сварочное оборудование
Кладовая чистого белья
Помещение аварийного дизель-генератора (АДГ)
Туалетная камбузного персонала
Люк в помещение станции углекислотного пожаротушения
Двухместная каюта с санитарной кабиной
Номерnпомещенияnна схеме общегоnрасположения
Наименование помещения
Агрегатная радиолокационной станции
Аккумуляторная радиосвязи
Кладовая фонарей и сигнальных фигур
Агрегатная радиосвязи
Навигационное оборудование
Одноместная каюта с санитарной кабиной
Санузел старшего механика
Кабинет старшего механика
Спальня старшего механика
Корабельная автоматическая телефонная станция (КАТС)
Кладовая технической документации
Кладовая спортинвентаря
Кладовая аварийно-спасательного имущества (АСИ)
Блок-каюта комсостава
Кладовая хозяйственного инвентаря
Люк погрузки провизии
Станция питания с берега
Помещение инсинератора
Шахта машинно-котельного отделения (МКО)
Кладовая гидротермокостюмов
Аварийный выход из центрального поста управления (ЦПУ)
Кладовая мяса и жиров
и главный распределительный щит (ГРЩ)
Помещение кондиционеров
Цистерна охлаждения дейдвуда
Пример общего расположения

КУРСОВИК ПРИМЕР.docx

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
кафедра проектирования судов
«Проектирование транспортного судна (танкер)»
Шевченко И.В. гр. 1411
Исходные данные для расчета 3
Выбор основных элементов судна методом последовательных приближений 4
1. Первое приближение 4
1.1.Составление и решение уравнения масс выраженных в
функции водоизмещения 4
1.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении 7
1.3. Определение главных размерений судна .7
2. Второе приближение 11
3. Третье приближение 13
Построение теоретического чертежа и кривых элементов
теоретического чертежа .
Проектирование общего расположения судна .
Проверочные расчеты .
1. Построение эпюры емкости и проверка вместимости .
2. Расчет нагрузки судна .
3. Расчет посадки и начальной остойчивости ..
Исходные данные для расчета
Номер прототипа судна
Масса перевозимого груза
Плотность жидкого груза
Выбор основных элементов судна методом последовательных приближений
функции водоизмещения
Исходный вид уравнения масс выраженных в функции водоизмещения:
ΣPiD=РК ОБ+РСЭУ+РСЭЗ+РЗВ
РК ОБ - масса корпуса с оборудованием
РСЭУ - масса установки энергетической судовой
РСЭЗ - масса судовых энергетических запасов
РЗВ – масса запаса водоизмещения
РГР - масса перевозимого судном груза
РСН - масса запаса снабжения
Для составления зависимостей PiD используются измерители масс рассчитываемые с помощью данных судна-прототипа.
Масса корпуса с оборудованием
рК ОБ=рК ОБ0=РК ОБ0D0=672027590=0244
рК ОБ– коэффициент массы корпуса с оборудованием
PК ОБ0-масса корпуса с оборудование прототипа PК ОБ0=6720 т
D0- полное водоизмещение прототипа D0=27590 т
Масса судовой энергетической установки
pСЭУ=рсэу0=Pсэу0N0 ткВт
N- установленная мощность равная:
N0-мощность главного двигателя прототипа N0=8580 кВт
СА0 - адмиралтейский коэффициент прототипа
D0 – полное водоизмещение прототипа D0 =27590 т.
V0-скорость прототипа V0=150 уз.
CA0=D023V03N0=(27590)231538580=35672
pСЭУ0=Pсэу0N0=7208580=0084 ткВт
РСЭУ=рСЭУN=0084D23145335672=072D23
Масса судовых энергетических запасов
pСЭЗ=рсэз0=Pсэз00N0RO ткВтч
pСЭЗ0=Pсэз00N0RO=6901585805000=000024 ткВтч
РСЭЗ=рСЭЗNRV=000024D231453356728500145=12D23 т
Масса запаса водоизмещения
РСН=РЭК+РПРОВ+РПР.ВОДА+РИНВ
РЭК=рЭКnЭК - масса экипажа с багажом при этом масса одного члена экипажа с багажом :
РПРОВ=рПРОВnЭКА - масса провизии при этом суточный расход провизии на одного члена экипажа рПРОВ=0003тчелсут
РПРОВ=00032235=231 т
РПР.ВОДА=рПР.ВОДАnЭКА' – масса пресной воды при этом суточный расход провизии на одного члена экипажа регламентируемый Санитарными правилами для морских судов рПР.ВОДА=015 тчелсут автономность по запасам пресной
РПР.ВОДА=рПР.ВОДАnЭКА'=0152220=66 т
РИНВ=РИНВ0 - масса инвентарного снабжения
РСН=РЭК+РПРОВ+РПР.ВОДА+РИНВ=264+231+66+20=9095 т 91 т
D=0244D+072D23+12D23+001D+264+231+66+20+РГР=0254 D+192D23+9095+17500
Подсчет составляющих масс:
Масса корпуса с оборудованием РК ОБ=рК ОБD=024425828=6304 т
Масса судовой энергетической установки РСЭУ=рСЭУN=0084D23145335672=0722582823=625 т
Масса судовых энергетических запасов РСЭЗ=рСЭЗNRV=000024D231453356728500145=122582823=1049 т
Масса запаса водоизмещения РЗВ=рЗВD=00125828=259 т
1.2. Расчет нагрузки судна в первом приближении
Нагрузка судна в первом приближении
Наименование раздела нагрузки
Корпус с оборудованием
Судовая энергетическая установка
Судовые энергетические запасы
Экипаж провизия пресная вода инвентарное снабжение
Анализ результатов показывает некоторые различия столбцов 5 и 7 что объясняется разной грузоподъемностью и водоизмещением.
1.3. Определение главных размерений судна
Определение главных размерений судна целесообразно выполнять путем совместного решения уравнений теории проектирования судов описывающих основные качества судна – плавучесть остойчивость и вместимость. Предварительно необходимо найти длину судна L1 и коэффициент общей полноты исходя из их определяющего влияния на ходкость а также коэффициент полноты площади ватерлинии α влияющих на поперечную остойчивость.
В первом приближении L1 определяется с использованием безразмерной характеристики скоростных качеств судна – относительной длины l=f(v) и водоизмещения D1:
L1=lD123=5192582813=1529 м
Относительная длина l=сv13=21314513=519
Коэффициенты полноты теоретического чертежа α
Коэффициент общей полноты =a-bFr
где для наливного судна
Fr=0514vgL112=0514145981152912=0193
=a-bFr=105-1400192=0781
Коэффициент полноты площади ватерлинии
α=09612=096078112=0848
Уравнение плавучести
где k=1005 - коэффициент выступающих частей
ρ=1025тм3 - плотность морской воды
Уравнение остойчивости
hB1=kα12T1+00862α2B12T1-H1B1
где hB1 - относительная поперечная начальная метацентрическая высота значения которой рекомендуется принять следующей: hB1=006-для нефтеналивного судна;
коэффициент k=050 – для нефтеналивного судна;
=ZgH1 – относительная аппликата центра масс судна в полном грузу. В первом приближении =0=Zg0H0 = 8311340=062
Уравнение вместимости
nnL1B1H1=kco(Wгр+Wсэу+Wсэз+Wпр.воды+Wбл)
где nn=+ - коэффициент полноты подпалубного объема надбавка
=0035 – для нефтеналивного судна
kco=kco0 - «коэффициент сухого отсека» равный106
Wгр - теоретическая грузовместимость м3
Wгр=104Ргрρгр=10417500086=21163 м3
Wсэу – теоретический объем помещений судовой энергетической установки в основном корпусе м3
сэу – удельный объем судовой энергетической установки м3кВт определяемый с помощью данных судна-прототипа
сэу=сэу0=Wсэу0N0=54158580=063 м3кВт
N1=D123v3C=2582823145335672=7417 кВт
Wсэу=0637417=4681 м3
Wсэз – теоретическая вместимость цистерн судовых энергетических запасов (топлива котельной воды смазочного масла) м3:
Wсэз=Рсэз1kсэз=1049085=12341 м3
Wпр.воды – теоретическая вместимость цистерн пресной воды м3:
Wпр.воды=Рпр.водыkпр.воды
Wпр.воды=Рпр.водыkпр.воды=66100=66 м3
Wбл – теоретическая вместимость балластных цистерн (танков) определяется наибольшим количеством балласта которое может принимать судно в процессе эксплуатации для обеспечения требуемой посадки и остойчивости м3:
Wбл=038Wгр=03821163=80419 м3
828=1005102507811529B1T1
6=050848078112T1+0086208482B120781T1-062H1B1
161529B1H1=106(21163+4681+12341+66+80419)
6=0521T1+0079B12T1-062H1B1
6B1=052125828123B1+0079B12123B125828-062372971612477B1
6B12=1094+0000376B14-18533
Cоотношение главных размерений
Увеличение B1T1 и уменьшение L1B1 связано с увеличением дальности плавания. Отношение H1T1=134 удовлетворяет Правилам о грузовой марке морских судов РМРС H1T1≥125
2. Второе приближение
Уточнение основных элементов судна и его нагрузки во втором приближении основано на более точном расчете массы корпуса которая составляет значительную часть водоизмещения. Возможность уточнения массы корпуса обусловлена наличием главных размерений определенных ранее в первом приближении.
Массу корпуса разбивают на две составляющие Pст и Pоб:
Pк об2=Pст2+Pоб2 =5024+1233=6257т
Масса стального корпуса
Pст2=gст13L132B1H112=00340781131529322411124012=5024 т
где gст= gст0 = Pст0013L032B0H012=543007661314723224513412=543014656436=0034
Pоб2=gоб(L1B1H1)23=097215292411124023=1233т
где gоб=gоб0=Роб0L0B0H023=1290147224513423=0972
Далее проверяется соответствие суммы масс составляющих нагрузку судна водоизмещению D1.
Сумма масс ΣРК ОБ0РСЭУ 1РСЭЗ 1 РЗВ 1 РСН РГР=А1
А1=1233+5024+625+1049+259+91+17500=25781
Если расхождение по абсолютной величине невелико:
Pзв2=Pзв1-A1-D1=259-25781-25828=306 т
Тогда получаем D2=D1=25828 т
Нагрузки судна во втором приближении
051025078115292411871=25832 т
Расхождение увеличилось на 4 тонны тогда РЗВ 2 будет равно 310 т. Получим таблицу3:
3.Третье приближение
Третье приближение посвящается окончательному выбору элементов судна и уточнению нагрузки.
С наибольшей доступной точностью определяются сопротивлением воды движению судна буксировочная мощность и необходимая мощность главного двигателя. После выбора главного двигателя уточняется нагрузка судна и в случае необходимости корректируются водоизмещение и главные размерения.
Расчёт буксировочной мощности EPS рекомендуется производить по ОСТ 5.0181-75 “Атлас диаграмм для расчёта буксировочной мощности морских транспортных судов” или по данным справочника.
Требуемая мощность главного двигателя NТР кВт
где – общий пропульсивный коэффициент. Для целей курсового проектирования рекомендуется принимать =0=070.
=LT2+137-0274BT=15298712+1370781-02742411871=5224м2
=r+f+n+a- коэффициент полного сопротивления
Re=vL=1450514152915610-6=73010-8 f=16310-3- коэффициент сопротивления трения эквивалентной технически гладкой пластины
n=0210-3- кореляционный коэффициент (надбавка на шероховатость) определяется в зависимости от длины судна L=1529 м;
a=0110-3- коэффициент сопротивления выступающих частей определяется в зависимости от длины судна L=1529 м судно одновинтовое;
r=rkxckkBTaBT- коэффициент остаточного сопротивления
r()=14510-3 исходя из числа Fr:Fr=vgL=14505149811529=0192
=LV13=L3Dρ=15293258321025=523
kBTaBT=1015 определяется в зависимости от отношения BT=2768
r=rkxckkBTaBT=14510-31011251015=16610-3
=r+f+n+a=16610-3+16310-3+0210-3+0110-3 =
EPS=ρ2v2v=35910-3102521450514252241450514=3976 кВт
Nтр=3976070=5680 кВт
После определения требуемой мощности главного двигателя по каталогам машиностроительных фирм выбирается главный двигатель. Для целей курсового проектирования выбор главного двигателя производится по условному каталогу главных двигателей с мощностями изменяющимся с шагом 200 кВт.
Выбирается двигатель с запасом по мощности не менее 15%:
Nгл≥1155680=6532 кВт выбираем Nгл=6600 кВт
После выбора главного двигателя с мощностью Nгл уточняются массы судовой энергетической установки Pсэу3 и судовых энергетических запасов Pсэз3:
Pсэу3=pсэуNгл=00846600=5544 т
Pсэз3=pсэзNглR=00002466008500145=9286 т
Pкоб2Pсэу3Pсэз3Pзв2PснPгр=(6257+5544+9286+310+91+17500)=25641 т=A2
При невыполнении условия A2-D2≤05Pзв2 производится уточнение водоизмещения нагрузки и главных размерений в порядке применённом во втором приближении со следующими изменениями:
- так как массы Pcэу3 и Pсэз3 после выбора главного двигателя перешли в разряд постоянных масс коэффициент Нормана следует рассчитывать по формуле
Н=1(1-625725832)=1320
-при изменении главных размерений (L3B3T3H3) уточняется только масса корпуса Pк об3;
L3=L2λ=15290997=1524 м
B3=B2λ=24110997=2404 м
T3=T2λ=8710997=868 м
H3=H2λ2=124009972=1247 м
λ=(D3D2)13=(2558025832)13=0997
dP=A2-D2=25641-25832=-191 т
D3=D2+НdP=25832-132191=25580 т
Pк об3=Pст3+Pоб3 =5001+1195=6196 т
Pст3=gст13L332B3H312=00340781131524322404124712=5001 т
Pоб3=gоб(L3B3H3)23=097215242404124723=1195 т
-производится проверка соответствия мощности выбранного главного двигателя требуемой для судна с уточненным водоизмещением:
Nгл'=115Nтрλ2=115568009972=6493 кВт
936600 - условие выполнено
В итоге получаем следующие данные:
Нагрузка судна в третьем приближении
Построение теоретического чертежа и кривых элементов
теоретического чертежа
Проектирование общего расположения судна
Высота двойного дна вычисляется формуле но не более 2 м:
a=0002L+048±25%a=00021524+048=078