Общие положения, принятые при конструировании судна.

Теоретический чертеж

Сечения корпуса плоскостями

Внешняя поверхность корпуса судна изогнута. На чертеже такую поверхность изображают в виде проекций на три взаимно перпендикулярные плоскости. Для этого поверхность корпуса рассекают следующими плоскостями:

- параллельными ДП; в результате получаются продольные верти­кальные сечения, а на поверхности судна батоксы;

- параллельными плоскости ватерлинии; образуются горизонталь­ные сечения и ватерлинии;

- перпендикулярными ватерлинии и ДП; образуются поперечные вертикальные сечения и линии шпангоутов.

Дополнительно корпус можно рассечь диагональными плоскостями в продольном направлении, в результате образуются линии, называемые диагоналями, или рыбинами.

При проецировании полученных сечений на три взаимно перпендикулярные плоскости получаются следующие чертежи:

- боковая проекция, или „Бок”. Плоскость проекции располагает­ся параллельно продольному срединному сечению корпуса или ДП. На этой проекции изображают общий профиль судна сбоку; ватерлинии, включая конструктивную ватерлинию (КВЛ) и шпангоуты; ватерлинии и шпангоуты - в виде прямых линий, батоксы - в виде кривых.

- горизонтальная проекция, или „Широта”. Плоскость проекции параллельна ватерлинии. На ней изображают профиль или контур кор­пуса сверху: шпангоуты и батоксы - прямыми линиями, а ватерлинии и рыбины - в виде кривых.

- поперечная проекция, или ,,Корпус”. Плоскость проекции парал­лельна плоскости мидель-шпангоута. На этой проекции ватерлинии, батоксы и рыбины изображают в виде прямых, а шпангоуты - в виде кривых

Эти три проекции, позволяющие получить общее представление о корпусе судна, называют теоретическим чертежом. Теоретическая поверхность корпуса может совпадать с внешней обшивкой или с набо­ром (в этом случае говорят: „чертеж построен по шпангоутам”). Чер­тежи моделей обычно выполняют „по шпангоутам”.

В соответствии с традицией на теоретическом чертеже нос судна всегда находится справа, а корма - слева.

Таким образом, форму корпуса изображают в виде сечений про­дольными плоскостями и плоскостями, параллельными мидель-шпангоуту и КВЛ. Все три проекции выполняют в одинаковом масштабе.

„Бок”. Как указывалось, на этой проекции изображают боковой профиль корпуса судна, а именно: ахтерштевень, киль, форштевень и нижний край планширя или верхний край фальш­борта. Размеры наносят относительно горизонтальной прямой, называемой основной линией (ОЛ). На судах с переменной осад­кой ОЛ проводят через верхнюю поверхность киля в корме, и она совпадает с килевой линией (линией пересечения днищевой части теоретической поверхности корпуса с ДП). У судов с постоянной осад­кой носовой конец килевой линии может находиться на некоторой высоте от ОЛ и эта высота соответствует дифференту (конструктив­ный дифферент).

На основной линии строят боковой профиль судна; зная масштаб, несложно определить длину судна или модели.

Различают:

- длину наибольшую - расстояние, измеренное между двумя ка­сательными, проведенными в крайних точках кормы и носа перпенди­кулярно к ОЛ.

- длину между штевнями - расстояние, измеренное между двумя перпендикулярами к ОЛ, так называемыми кормовым и носовым пер­пендикулярами.

У судов с вертикальным ахтерштевнем кормовой перпендикуляр проходит по его передней кромке, а с наклонным ахтерштевнем через точку пересечения продолженной передней кромки ахтерштевня и палубной линии.

Если форштевень вертикальный, то носовой перпендикуляр проходит по его заднему краю, а если наклонный, то - через точку пересечения палубной линии и задней кромки форштевня. На деревянных судах перпендикуляры проходят через точки пересечения КВЛ со средней линией шпунтов фор- и ахтерштеней.

- длину по КВЛ - расстояние между точками пересечения оконеч­ностей кормы и носа с КВЛ.

Ватерлинии проводят параллельно ОЛ на равных расстояниях друг от друга до шпунтов фор- и ахтерштевней, а на деревянных судах - до их оконечностей; КВЛ обычно выводят за корпус и изображают более отчетливо, чем остальные. Шпангоуты проводят перпендикулярно к ОЛ и тоже на одинаковом расстоянии друг от друга. Обычно на проек­ции „Бок” штрихпунктиром показывают и контуры вертикальных про­дольных сечений - батоксов.

Наконец, на этой проекции изображают еще один очень важный элемент, а именно: линию палубы, точнее, пересечения нижней кром­ки палубного настила с фальшбортом. Эту линию называют бортовой линией палубы. Она имеет изгиб выпуклостью вниз. Из­вестно, что поверхность палубы в поперечном сечении не плоская, а благодаря погиби бимсов, выгнута вверх. Следовательно, бортовая линия палубы является ее нижней границей, к которой примыкают верх­ние края бимсов у борта.

Изгиб палубы в продольном направлении - седловатость - у раз­ных судов различный и определяется правилами Регистра. Седловатость палубы определяет очертания фальшборта.

„Широта”. Эту проекцию вычерчивают под проекцией „Бок” на прямой линии, параллельной ОЛ, и согласуют с нею. Эта прямая является осью симметрии „Широты” в продольном направлении и соот­ветствует продольной плоскости сечения корпуса, т. е. сечению по ДП. У деревянных судов этой прямой является средняя линия между шпун­тами киля. На этой проекции в виде штрихпунктирных линий вычерчи­вают шпангоуты и батоксы, а в виде сплошных - ватерлинии; послед­ние отражают действительные обводы судна. На проекции вычерчивают также КВЛ, верхнюю кромку фальшборта, бортовую линию палубы и так называемые линии кормового подзора и гакаборта. Так как ДП разделяет корпус на две симметричные половины, то обычно ватер­линии вычерчивают только на одной половине проекции - на „Полу­широте”.

„Корпус”. Эту проекцию обычно изображают справа от проекции „Бок”. Получают ее, разворачивая бок корпуса судна на 90° относительно вертикальной оси. На проекции „Корпус” вычерчивают шпангоуты, которые отражают форму действительных шпангоутов.

Так как корпус судна симметричен относительно ДП, на про­екции „Корпус” изображают только половины шпангоутов для каждой половины борта. При этом, как правило, мидель-шпан­гоут вычерчивают полностью. Справа от ДП на чертеже вычерчи­вают обводы носовых шпангоутов, а слева от ДП — кормовые шпангоуты.

На „Корпусе” вычерчивают также контур киля, половины форштевня, ахтерштевня и кормы, а также ватерлинии и батоксы в виде прямых линий.

Мидель-шпангоут определяет наибольшую ширину судна, т. е. рас­стояние между двумя перпендикулярами к ОЛ, проведенными каса­тельными к боковым сторонам мидель-шпангоута.

Наибольшую ширину, т. е. расстояние между крайними точками по шпангоутам или по наружной обшивке, можно измерить как шири­ну „по набору” или „по обшивке” соответственно.

Можно определять ширину на уровне КВЛ, т. е. расстояние между точками ее пересечения с мидель-шпангоутом.

Третьим основным размерением судна, наряду с длиной и шириной, является высота борта - вертикальное расстояние, измеренное между верхней поверхностью киля и бортовой линией палубы на половине длины судна. Уже упоминалось, что бимсы имеют погибь. Проведем хорду, соединяющую верхние концы бимса. Высота изгиба бимса, т. е. расстояние между хордой и точкой в середине бимса, где его кривизна достигает наибольшей величины, называется стрелкой погиби бимса.

Согласование точек в трех проекциях.

Из приведенного выше можно заключить, что любая точка одной какой-либо проекции находится в связи с соответствующими точками в двух других.

Рассмотрим положения проекций точек на трех плоскостях проекций.

Конечные точки корпуса А и В на проекции „Бок” проецируются в точки А1 и В1 на проекции „Кор­пус” и точки А2 и В2 на проекции „Полуширота”. Точки С и D „Бо­ка”, являющиеся точками пересе­чения бортовой линии палубы и шпангоутов 3 и 7, проецируются на „Корпус” в виде точек С1 и D1, на „Полушироту” - в виде С2 и D2. При этом расстояния H1 и К1 точек С1 и D1 от оси симметрии проекции „Корпус” равны соответ­ственно расстояниям Н2, К2 точек С2, D2 от оси симметрии проекции „Полуширота”.

Точки Е и F проекции „Бок” (пересечения ватерлиний и шпангоутов) проецируются на проекцию „Корпус” в виде точек Е1 и F1, а на проекцию „Полуширота” - точек Е2 и F2. Соответственно расстояния U1 и V1, точек E1 и F1 от оси симметрии „Корпуса” равны расстояниям U2 и V2 точек Е2 и F2 от оси симметрии „Полу­широты” и т. д.

Такие же соотношения можно найти и для любой другой точки поверхности корпуса в трех плоскостях проекции.

Таким образом, если хотят выполнить теоретический чертеж, увеличить или уменьшить существующий, то выполняют следующее:

- нa проекции „Бок” чертят горизонтальную линию и прини­мают ее за ОЛ. На ней в масштабе откладывают длину корпуса, на концах которой восставляют перпендикуляры и отмечают расстоя­ния, соответствующие высоте корпуса в носу и корме. Затем наносят КВЛ. Ее длину делят на равные части и через полученные точки про­водят вертикальные линии, соответствующие сечениям шпангоутов до пересечения с ОЛ.

- на проекции „Полуширота” на некотором расстоянии от ОЛ чертят параллельную ей линию и принимают ее за ось симметрии „Полушироты”. Проводят вертикальные линии шпангоутов, продолжив их для этого с проекции „Бок” до оси симметрии проекции „Полуширота”. На ОЛ нумеруют линии сечения шпангоутов, на­чиная с кормы (0, 1, 2 ...). Аналогично на ось проецируют крайние точки наибольшей длины корпуса судна и длины по КВЛ.

- на проекции „Корпус” откладывают вправо ОЛ, КВЛ и вы­соту корпуса. На соответствующем расстоянии от ОЛ, равном от­стоянию оси симметрии „Широты” от ОЛ, проводят вертикальную ось „Корпуса”.

Параллельно КВЛ между ней и ОЛ на одинаковом расстоянии друг от друг а вычерчивают несколько ватерлиний. Их тоже нумеруют снизу вверх. На проекции „Корпус” симметрично вертикальной оси проводят несколько вертикальных линий на одинаковом расстоянии друг от друга - батоксы. На „Полушироте” батоксы будут располагаться парал­лельно следу ДП.

Прямые линии на плоскостях проекций образуют сетку теоретиче­ского чертежа, используя которую можно вычертить форму корпуса судна, а при изменении масштаба сетки увеличить или уменьшить чертеж.

Затем вычерчивают корпус на трех плоскостях проекций, соединяя соответствующие точки плавными линиями. Эти линии (батоксы, ватерлинии, шпангоуты и др.) не должны иметь изломов, резких выпу­клостей или вогнутостей, их плавный ход должен определяться точками во всех трех проекциях.

Для характеристики формы корпуса используют и наклонные - диагональные - плоскости сечения, которые на проекции „Корпус” представляются прямыми, проведенными перпендикулярно плоско­сти мидель-шпангоута. Линии пересечения диагональных плоскостей с поверхностью корпуса судна, как вы уже знаете, называют рыбинами, или диагоналями.

Рыбины обычно изображают на „Полушироте” с противополож­ной стороны от ее оси симметрии. Они являются не проекциями, а ис­тинными изображениями косых сечений корпуса на горизонтальной плоскости. Для вычерчивания рыбин на проекции „Полуширота” на соответствующие шпангоуты наносят расстояния, измеренные на проек­ции „Корпус” от вертикальной оси по диагональной плоскости сечения до данного шпангоута. Плавный ход рыбин подтверждает согласован­ность обводов (на „Корпусе” и „Полушироте”) и, следовательно, плав­ную форму корпуса судна.

Теоретические чертежи моделей.

Теоретические чертежи судовых моделей вычерчивают согласно положениям и правилам, изложенным выше. Чертежи старинных и современных настольных и обычных само­ходных моделей выполняют в определенных масштабах в зависимости от размеров судна: 1:10; 1:20; 1:50; 1:75; 1:100; 1:150, т. е. модели уменьшены по сравнению с оригиналом соответственно в 10, 20 раз и т. д. Чертежи самоходных спортивных моделей с парусами или мотором выполняют в натуральную величину, т. е. в масштабе 1:1.

Работа с чертежами

Для изготовления частей корпуса и различных деталей их размеры снимают непосредственно с чертежа с помощью ли­нейки, циркуля или копировальной бумаги. Последний прием особенно удобен при снятии полушпангоутов для получения целых шпан­гоутов.

На листе прозрачной миллиметровой бумаги или кальки, до­статочном для изображения шпангоута, проводят вертикальную прямую, соответствующую вертикальной оси чертежа корпуса. Совмещают проведенную прямую с вертикальной осью корпуса и копируют контур полушпангоута. Затем лист осторожно сги­бают вдоль вертикальной линии и вычерчивают вторую половину шпангоута. Разогнув лист, корректируют профиль по миллиметровой сетке.

Получив профиль шпангоута, вычерчивают дополнительные элементы, связанные с его конструкцией (подкрепления и пр.), переносят полученный контур на выбранный материал и вырезают его. Если чертеж построен по шпангоутам, то чтобы „снять” об­шивку, достаточно чертежной иглой (шилом) провести вдоль кон­тура на доске второй контур, удаленный от первого на толщину обшивки.

На рисунках ниже приведены чертежи старинных судов и неко­торые корпуса.