 |
|
Конкретные результаты сопоставления характеристик связей, полученных по правилам GL / BV и ПСВП применительно к теплоходу проекта № 507Б, состоят в следующем.
Толщины палубы (20 мм против 15 мм), комингса (21 мм против 15 мм), бортов (20, 16 и 10 мм против 9 и 8 или 7 мм), скулы (11 мм против 8 мм) и днища (8,5 мм против 7 мм) судна-аналога теплохода проекта 507Б, рассчитанные по правилам GL / BV без учeта коррозионной надбавки, превышают значения аналогичных связей реального судна проекта № 507Б. Высота и толщина обшивки комингса по GL / BV оказались больше, чем у судна с классом РРР (высота по GL равна 1,26 м, по РРР — 1,0 м, однако эту высоту обшивки комингса для судна, спроектированного по правилам GL / BV, пришлось увеличить до 1,5 м, в противном случае не достигалась область применения формул GL / BV по допускаемым напряжениям), полособульб № 12 для днища не обеспечивал требуемого момента сопротивления по правилам GL / BV, что потребовало замены этого профиля полособульбом № 16. Площадь поперечного сечения бортовых стрингеров по правилам GL / BV (см. поз 14 – 17 табл. 2.7.4-2) 37 см2 оказалась больше, чем у судна с классом РРР (29 см2).
Усиление поперечного сечения корпуса вызвано большим значением дополнительного волнового изгибающего момента Mad (см. табл. 2.7.4-1). По-видимому, это связано с тем, что структура применяемой для вычисления Mad формулы (применительно к судну с длиной более 90 м, эксплуатирующемуся в навигационном районе с характерной высотой волны более 1,6 м) аналогична формуле для определения дополнительного волнового изгибающего момента для морских судов. Подобную структуру формулы используют все классификационные общества, входящие в МАКО.
Металлоемкость корпуса Мк без учета массы переборок, надстроек, рубок, мачт, выступающих частей в первом приближении можно рассчитать по формуле:
,
где d — коэффициент общей полноты судна;
L — длина судна, м;
mк — линейная плотность (погонная масса) корпуса, т/м:
;
— линейная плотность (погонная масса) обшивки, настилов и продольного набора корпуса судна, т/м:
;
FЭ.Б. — площадь поперечного сечения эквивалентного бруса, м2;
rст — плотность стали, 7,8 т/м3;
— линейная плотность (погонная масса) поперечного набора корпуса судна, т/м:
;
mх.шп — масса холостых шпангоутов в сечении судна, т;
— масса рамных шпангоутов наружного и внутреннего бортов, соответственно в сечении судна, т;
mст.фл. — масса стенки флора в сечении судна, т.
Результаты расчета металлоемкости корпуса теплохода проекта № 507Б в первом приближении приведены в табл. 2.7.6-1.
О погрешности первого приближения можно судить по следующим данным из справочника по серийным транспортным судам: масса металла в составе корпуса и надстроек теплохода проекта № 507Б составляет 1052 т (1066,5 т по расчету нагрузки масс разработчика проекта). Если вычесть массу переборок (133,6 т), надстроек, рубок и мачт (61,1 т), выступающих частей (15,8 т), то металлоемкость корпуса составит 856 т, что на 18,9 % больше расчетного значения табл. 2.7.6-1.
Результаты расчета металлоемкости 
корпуса судна-аналога теплохода проекта № 507Б, набранного по правилам GL / BV, в первом приближении приведены в табл. 2.7.6-2.
Таким образом, металлоeмкость корпуса судна-аналога проекта № 507Б, сконструированного по правилам GL / BV, превышает металлоемкость корпуса теплохода, спроектированного на класс «О» (проект № 507Б) на DМк, т:
Таблица 2.7.6-1
| Параметр | Обозначение и расчетная формула | Значение |
| Высота флора, м | hфл | 0,9 |
| Толщина стенки флора, м | tст.фл | 0,007 |
| Площадь поперечного сечения стенки флора, м2 | Sст.фл = tст.фл× hфл | 0,0063 |
| Масса стенки флора в сечении, т | mст.фл = Sст.фл B rст | 0,81 |
| Площадь поперечного сечения профиля холостого шпангоута (полособульб №10), м2 | Sх.шп | 8,63×10-4 |
| Длина холостого шпангоута, м | lх.шп | 4,6 |
| Масса холостых шпангоутов в сечении, т | mх.шп = 4 (Sх.шп lх.ш rст) | 0,124 |
| Толщина рамного шпангоута, м | tр.шп | 0,005 |
| Площадь поперечного сечения рамного шпангоута, м2 | Sр.шп = tр.шп × (0,40 + 0,18) | 29×10-4 |
| Длина рамного шпангоута, м | lр.шп | 4,6 |
| Масса рамного шпангоута наружного борта, т |  = Sр.шп lр.шп rст
| 0,104 |
| Масса рамного шпангоута внутреннего борта, т |  = 
| 0,104 |
| Линейная плотность (погонная масса) поперечного набора корпуса судна, т/м | 
| 1,47 |
| Площадь поперечного сечения эквивалентного бруса, м2 | FЭ.Б. | 0,6 |
| Линейная плотность (погонная масса) обшивки, настилов и продольного набора корпуса судна, т/м | mкпрод = FЭ.Б. l rст | 4,68 |
| Линейная плотность (погонная масса) корпуса, т/м |
| 6,15 |
| Металлоeмкость корпуса, т | 
(d = 0,867, L = 135 м)
|
,
что составляет 32,9 % от массы корпуса теплохода проекта № 507Б.
Таблица 2.7.6-2
| Параметр | Обозначение и расчетная формула | Значение |
| Высота флора, м | hфл | 0,9 |
| Толщина стенки флора, м | tст.фл | 0,009 |
| Площадь поперечного сечения стенки флора, м2 | Sст.фл = tст.фл× hфл | 0,0081 |
| Масса стенки флора в сечении, т | mст.фл = Sст.фл × B × rст | |
| Площадь поперечного сечения профиля холостого шпангоута (полособульб №10), м2 | Sх.шп | 8,63×10-4 |
| Длина холостого шпангоута, м | lх.шп | 4,6 |
| Масса холостых шпангоутов в сечении, т | mх.шп = 4 × (Sх.шп × lх.ш × rст) | 0,124 |
| Площадь поперечного сечения рамного шпангоута, м2 | Sр.шп = tр.шп × (0,40 + 0,18) | 37×10-4 |
| Длина рамного шпангоута, м | lр.шп | 4,6 |
| Масса рамного шпангоута наружного борта, т | = Sр.шп × lр.шп ×rст
| 0,133 |
| Масса рамного шпангоута внутреннего борта, т | =
| 0,133 |
| Линейная плотность (погонная масса) поперечного набора корпуса судна, т/м |
| 1,78 |
| Площадь поперечного сечения эквивалентного бруса, м2 | FЭ.Б. | 0,82 |
| Линейная плотность (погонная масса) обшивки, настилов и продольного набора корпуса судна, т/м | mкпрод = FЭ.Б. ∙ l ∙ rст | 6,4 |
| Линейная плотность (погонная масса) корпуса, т/м | 
| 8,18 |
| Металлоeмкость корпуса, т |
(d = 0,867, L = 135 м)
|
Представляет интерес, в том числе для проверки полученных в 2.4 и 2.6 результатов, итоговое сравнение характеристик поперечного сечения корпуса теплохода проекта № 507Б и двух судов-аналогов этого теплохода — корпус одного судна-аналога набран в соответствии с ПСВП, корпус другого судна-аналога сконструирован по правилам GL / BV. Данные для такого сравнения приведены в табл. 2.7.6-3.
Таблица 2.7.6-3
Сравнение поперечного сечения корпуса теплохода проекта № 507Б
и судов-аналогов теплохода проекта № 507Б, набранных в соответствии с ПСВП и по правилам GL / BV
| Наименование характеристики связи | Геометрические характеристики, вычисленные по | Фактические характеристики связей теплохода проекта № 507Б | |
| ПСВП | правилам GL / BV | ||
| Толщина обшивки днища, мм | 9,5 | ||
| Толщина обшивки наружного борта, мм | 7, 101, 162 | ||
| Толщина листов ширстрека, мм | |||
| Толщина обшивки внутреннего борта, мм | 7, 101, 162 | 7, 9 | |
| Толщина палубного стрингера, мм | |||
| Толщина стенки комингса, мм | 22,5 | ||
| Толщина настила второго дна, мм | |||
| Толщина кильсона, мм | |||
| Толщина скулы, мм | |||
| Площадь сечения рамного шпангоута, см2 | |||
| Площадь сечения холостого шпангоута, см2 | 11,15 (полособульб №12) | 8,63 (полособульб №10) | 8,63 (полособульб №10) |
| Площадь сечения рамного бимса, см2 | |||
| Площадь сечения ребер жесткости днища, см2 | 11,15 (полособульб №12) | 21,16 (полособульб №16б) | 11,15 (полособульб №12) |
| Площадь сечения ребер жесткости второго дна, см2 | 11,15 (полособульб №12) | 8,63 (полособульб № 10) | 11,15 (полособульб №12) |
| Суммарная площадь поперечного сечения корпуса судна, см2 | |||
| Металлоемкость корпуса судна, т | 957 (32,9 %) | ||
| 1 Толщина обшивки борта увеличена с целью более плавного перехода от толщины обшивки борта, равной 7 мм, к толщине обшивки борта, равной 16 мм; 2 Толщина верхней части наружного и внутреннего бортов увеличена для обеспечения общей прочности корпуса судна |
Из анализа данных табл. 2.7.6-3 следует, что если бы мы сегодня проектировали аналог теплохода проекта № 507Б, то получили бы по сравнению с требованиями GL / BV выигрыш 30 % (221 т). К этому остается добавить, что теплоход проекта № 507Б у судовладельцев считается имеющим большой резерв прочности корпуса, о чем свидетельствуют многочисленные успешные случаи переклассификации этого теплохода на более высокий класс.
Сопоставим теперь полученную массу корпуса судна-аналога, набранного по правилам GL / BV, с массой корпуса и надстройки этого аналога, рассчитанной с помощью регрессионных уравнений. Для этого воспользуемся проектными данными по массе надстроек и рубок (61,1 т), переборок (133,6 т) и выступающих частей (15,8 т). Тогда масса металла корпуса и надстроек судна-аналога, набранного по правилам GL / BV, составит 957 + 61,1 + 133,6 + 15,8 = 1167,5 т. В табл. 2.6-7 было показано, что при толщинах, указанных в третьем столбце табл. 2.4-3, масса металла, полученная расчетом с помощью регрессионного уравнения, составляет 999 т, что на 16,78 % меньше, чем масса металла и надстройки, полученная общепринятым методом. Поскольку выявленная погрешность того же порядка, что и погрешность использованного регрессионного уравнения (11,64 %), можно считать, что метод расчета металлоемкости, основанный на применении регрессионных уравнений, имеет право на существование.