Теорії в побудові моделі корабля

У цьому розділі ми не ставимо за мету розкрити всесодержаніе теорії моделі корабля як науки, а лише розглядаємо елементи, без знаніякоторих важко побудувати модель, що відповідає певним вимогам.

В теорії моделі корабля розроблені загальні характерістікіповеденія судна в плаванні, які і назвали морехідні якості. До них відносяться плавучість і запас плавучості, остійність, непотоплюваність, ходкость, маневреність, стійкість на курсі і керованість.

Основним морським якістю корабля, як і моделі, є його плавучість, т. Е. Здатність плавати на воді, несучи на собі всепредназначенние за родом служби вантажі.

Мірою плавучості служить водотоннажність, котороезаранее розраховують при розробці теоретичного креслення судна.

Згідно із законом Архімеда на тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої води. Виштовхуючу силу, діючу на судно, називають силою підтримки. Крапку програми сілиподдержанія називають центром величини. До центру ваги судна прикладена сілатяжесті, т. Е. Вага судна.

Під дією власної ваги судно занурюється введення до тих пір, поки сила підтримки (що виштовхує сила) не стане равнойвесу судна. Врівноважуючи один одного, вага і сила підтримки утримують суднона плаву. Щоб судно плавало в положенні «на рівний кіль», т. Е. Ввертікальном положенні (без крену на борт або дифферента на ніс або корму), центр ваги (ц. Т.) І центр величини (ц. В.), А також напрямки сілитяжесті Р і сили підтримки G повинні розташовуватися на одній вертикальній лінії (рис. 30).

Щоб рівновагу моделі було стійким, точки ц. т. і ц. в. прікрене повинні розташовуватися так, щоб виникав відновлює момент сил Р і g.

В умовах рівноваги вага витісненої води, рівний весусудна, називають ваговим водотоннажністю судна. Обсяг витісненої води називаютоб`емним водотоннажністю.

Лінію, по якому занурюється обшивка корпусу судна з повним вантажем і в положенні «на рівний кіль», називають вантажний, а такжеконструктівной ватерлінією.

Глибину занурення кіля, т. Е. Відстань отплоскості вантажний ватерлінії до найнижчої точки кіля, називають осадкойсудна Т.

Мал. 30. Розподіл сил.

Якби підводна частина судна образовивалапрямоугольний паралелепіпед шириною В, довжиною L і з осадкою Т, то його об`емноеводоізмещеніе було б рівним LxBxT. Але у судна тієї ж довжини L, наібольшейшіріни В і з осадкою Т об`ємне водотоннажність буде завжди менше (рис. 31) .Чісло, що показує, яку частку від обсягу паралелепіпеда (LxBxT) составляетоб`ем судна з тими ж головними розміреннями L, В і Т, називають коеффіціентомполноти водотоннажності б. Значення величини б для різних судів виработанипрактікой суднобудування. Різні типи суден характеризують такі коеффіціентиполноти водотоннажності:

Таблиця 3

Знаючи коефіцієнт повноти водотоннажності , можнорассчітать об`ємне водотоннажність судна або його моделі V за формулою:

V = L · В · Т ·

Мал. 31. Два корпуси судна з разлічнимікоеффіціентамі повноти.

Приклад. Головні параметри моделі крейсера вибраниравнимі L = 17,5 ДМ В = 2,2 ДМ Т = 0,8 дм. Визначити об`ємне і весовоеводоізмещеніе моделі в прісній воді.

Рішення. Для крейсера приймаємо середнє значеніекоеффіціента повноти (по таблиці) рівним = 0,55. Знаходимо V = 17,5 X 2,2 X 0,8 X 0,55 = 16,9 дм3.

Так як щільність прісної води = 1 кг / дм3, Томассо витісненої води або вагове водотоннажність дорівнюватиме: D = p · V = 16,9кг.Ето відповідає вазі Р = 16,9кг.

Запас плавучості - обсяг надводної частини корабля (судна) від конструктивної (вантажний) ватерлінії до верхньої водонепроніцаемойпалуби.

Відео: Застосування методу змушення в побудові моделей теорії множин [3] // Михайло Раскін

Запас плавучості збільшує непотоплюваність суднаілі моделі тільки за умови, якщо водонепроникна частина корпусу судна будетоборудована водонепроникними поперечними, а іноді і поздовжніми переборкамі.Еті перебирання поділяють корпус судна на водонепроникні відсіки. Тоді вслучае затоплення одного або декількох відсіків, наприклад через пробоїну, весьзапас плавучості НЕ буде витрачено, і судно (або модель) все ж останетсяна плаву.

Отже, непотоплюваність моделі можна обеспечіватьзапасом плавучості, цілістю і водонепроникністю надводного борту, деленіемкорпуса водонепроникними перегородками і пристроєм подвійного дна (рис. 32).

Запуск радіокерованої моделі ракетного катера. На передній план чемпіон СРСР, майстер спорту СРСР міжнародного класу В.Дьячіхін.

Відео: Застосування методу змушення в побудові моделей теорії множин [4] // Михайло Раскін

Забезпеченням непотоплюваності моделісти іногдапренебрегают при будівництві самохідних моделей кораблів і суден, тому разі затоплення на соревнованіях- не рідкість. Особливо часто від зіткнення спостороннімі плаваючими предметами модель отримує великий крен, зачерпиваетводу і тоне.

Щоб цього не сталося, на моделях абсолютно необхідно частьсвободних відсіків робити водонепроникними або заповнювати їх пенопластом.Модель з такою системою, якщо і зачерпне воду, все ж залишиться на плаву.

Дуже часто перекидаються на циркуляції швидкісні радіокеровані моделі.Чтоби забезпечити їх непотоплюваність, необхідно всю палубу делатьводонепроніцаемой (хоча б заклеювати борту і люки липкою стрічкою).

Мал. 32. Поділ судна (моделі) водонепроніцаемиміпереборкамі.

Існують норми відносини висоти надводного борту косадке, дотримання яких забезпечує необхідний запас плавучості, чтовместе з пристроєм водонепроникних відсіків дає певну гарантіюнепотопляемості судна чи моделлю.

Остійність - здатність судна (або моделі) повертатися в положення «на рівний кіль» після припинення дії сил, що створюють крен. Особливо важливо при будівництві моделі забезпечити її поперечнуюостойчівость, т. Е. Забезпечити стійку рівновагу по відношенню до положення «на рівний кіль».

У моделей з майже прямокутною формою шпангоутів всередині корпусу - центр величини (ц. В.) Завжди зміщується до накрененномуборту. Тому при малих кутах крену виникає відновлює момент + М (рис. 30, Б). Але якщо центр ваги (ц. Т.) Виявиться розташованим слішкомвисоко від кіля, то при деякому вугіллі крену виникає перекидаючий момент -М (рис. 30, В). Отже, моделіст повинен прагнути так розташувати намоделі вантажі і баласт, щоб центр ваги був якомога нижче. Якщо при самомбольшом крен, при якому рівень води досягає палуби, модель самавозвращается в положення рівноваги, то остійність достатня для того, чтобипрі маневруванні, на хвилі або від невеликого удару при зіткненні модель неопрокінулась.

Повороткість і стійкість на курсі, т. Е.способность під дією керма змінювати • напрямок або при нейтральномположеніі керма йти заданим курсом - якості суперечливі. Есліповоротлівость дуже велика і судно легко змінює курс, то його трудноудержівать на курсі. Таке судно, як кажуть, «нишпорить», т. Е. Все времябеспорядочно ухиляється від курсу, і рульовому доводиться постійно работатьрулем. Нишпорити модель взагалі не зможе пройти заданим курсом. Поліпшити ееустойчівость можна за рахунок повороткості. Мірою повороткості служітотношеніе діаметра кола, описуваного судном (при повністю переложенномруле), до довжини судна (корабля).

Повороткість моделі тим краще, чим менше її длінаі більше ширина (менше відношення L / B). Повороткість моделі поліпшується суменьшеніем її опади і збільшенням площі пера керма (згідно Всесоюзнойклассіфікаціі площа пера керма можна збільшити не більше як в два рази по порівнянню з масштабною). Удіфферентованіе моделі на ніс і розташування рулейнепосредственно за гвинтами також покращує повороткість моделі. Еффектівнеедействуют керма «авіаційної» форми перетину.

Застосування спеціальних підрулюючих пристроїв іліработа гвинтами «вроздрай» (один гвинт працює на передній хід, а другий - на задньому) дозволяє зменшити діаметр циркуляції і навіть розгортати модель наодном місці.

Радіокеровані моделі фігурного курсу повинні битьочень повороткими. Тому судомоделісти будують моделі короткими і широкими, т. е. з малим відношенням L / B (зазвичай це моделі морських і річкових буксирів, торпедних катерів, катерів-ракетоносців і т. п.). Оснащують їх подрулівающіміустройствамі різних систем.

Стійкість моделі на курсі буде тим краще, чемдліннее і вже модель корабля і чим глибше її осаду, більше площа пера керма і сильно підрізав ніс корабля.

Стійкість на курсі краще у моделей з бульбом дляуменьшенія хвильового опору. (Бульб - грушоподібне, іноді виступающеевперед потовщення корпусу в місці з`єднання кіля з форштевнем.)

Юному корабелів слід пам`ятати, що, чим ніженадводний борт моделі і чим менше бічна площа надбудов і рубок, темменьше вітер зносить її з курсу. Чим далі в ніс і корму рознесено наіболеетяжелое обладнання моделі, тим більше її поворотна інерція, а тому лучшеустойчівость на курсі. Крім того, сприятливо впливають на стійкість моделідіфферент її на корму, пристрій бортових кілів, сильно розвинені дейдвуда ікіль в кормі, правильне розташування керма в струмені гвинта.

Всі зусилля забезпечити хорошу стійкість моделі накурсе можна звести до нуля, якщо при будівництві корпусу, встановлення механізмів іокончательной обробці підводної частини допустити дефекти, що погіршують еекачества.

Мал. 33. Дефекти, що негативно впливають наустойчівость моделі на курсі: А - несиметричність обводів корпусу-Б, В -несімметрічность розташування гребних вінтов- Г - гребні гвинти встановлені подуглом до ДП-Д - відмінність кроку або діаметра гребних гвинтів, що створюють разлічнуютягу.

Не слід забувати, що стійкість на курсі будетплохой, якщо обводи корпусу несиметричні по відношенню до діаметральнойплоскості і якщо несиметрично розташувати по відношенню до неї гребні гвинти Іліос гребних валів (рис. 33, А-Д).

Стійкість на курсі буде гірше, якщо крок ілідіаметри гребних гвинтів, а отже, сили тяги їх будуть різними. Сільноухудшает стійкість на курсі зміщення осі пера керма по відношенню гребнихвінтов, похиле положення пера керма по відношенню до діаметральної площині-короткий кермо, перо якого не перетинає всього потоку від гребного гвинта-неправильне розміщення баласту, що створює крен моделі (модель йде в бік, протилежний крену) .

Ходкость або здатність корабля развіватьопределенную швидкість при заздалегідь розрахованої потужності головних двигунів -одна з важливих морехідних якостей моделі. З двох однотипних моделей наібольшейходкостью володіє та, яка розвине найбільш високу швидкість пріодінаковой потужності головних двигунів. Швидкість руху корабля і моделібудет залежати від величини опору води руху судна, потужності главнихдвігателей, роботи рушіїв, стану поверхні моря і ряду інших причин.

Опір води завжди направлено в сторону, протилежну руху корабля, яке повинен долати упор, создаваемийдвіжітелем.

Повний зустрічну опір руху модельіспитивает у вигляді опору тертя, опору форми (вихрового) іволнового опору. Всі складові повного опору взаємопов`язані Івлія один на одного.

Опір тертя існує завдяки вязкостіводи. Частинки рідини, що безпосередньо стикаються з поверхнею корпусу, захоплюються ним і передають енергію руху корпуса більш далеким верствам жідкості.С збільшенням шорсткості підводної частини моделі збільшується ісопротівленіе тертя.

Рухома поверхню обшивки відчуває віхревоесопротівленіе, яке в носовій частині судна найбільше, до середини падає, а вкормовой частини підвищується. Величина вихрового опору залежить від формиподводной частини корпусу, зокрема, від ступеня загострення кормовойоконечності судна. При русі судна біля поверхні води виникають хвилі, наобразованіе яких також витрачається частина енергії. Тому, щоб уменьшітьрасход енергії, поверхня моделі обробляють якнайкраще. Завдяки етомуувелічівается швидкість ходу при тій же потужності двигунів.