|
Содержание
|
Вычисление весового водоизмещения и положения ЦТ судна (Часть 1)
Весовым водоизмещением называется полный вес судна со всеми находящимися на нем грузами. Для того чтобы вычислить весовое водоизмещение и положение центра тяжести судна, надо предварительно вычислить веса и расположение центра тяжести всех грузов, составляющих водоизмещение.
Так как на всяком судне очень много различных по назначению грузов, то для того, чтобы упорядочить вычисление их веса и положения центра тяжести, все грузы удобно разбить на пять групп, а именно:
1) корпус (с его оборудованием и устройствами),
2) механизмы,
3) снабжение,
4) топливо,
5) перевозимый груз (пассажиры и багаж).
Наиболее трудоемкой частью работы является вычисление веса и положения ЦТ самого корпуса, так как для этого требуется вычислить вес и положение ЦТ всех его элементов: каждого шпангоута, каждого стрингера и т. д.
Вес детали конструкции можно вычислить, умножив объемный вес материала, из которого деталь изготовлена, на ее объем; объемные веса материалов, часто применяемых в любительском судостроении, приведены в таблице. Объем детали вычисляется по рабочему чертежу, пользуясь которым можно изготовить деталь. При этом вполне допустимы значительные приближения.
Покажем на примерах, как можно вычислить объем, вес и положение ЦТ некоторых элементов конструкции корпуса.
Объемный вес материалов, применяемых в любительском судостроении.
Материал
(пиломатериалы
с учетом 15 - 20% влажности)
|
Объемный вес.
г\см3 (в среднем) |
| Сосна |
0,54-0,55 |
| Ель |
0,46-0,48 |
| Дуб |
0,72-0,74 |
| Ольха |
0,52-0,53 |
| Листвиница |
0,73-0,74 |
| Граб |
0,81-0,83 |
| Липа |
0,51-0,52 |
| Ясень |
0,71-0,73 |
| Береза |
0,65-0,66 |
| Легкие сплавы |
2,6-2,9 |
| Сталь |
7,5-7,9 |
| Фанера березовая, клееная бакелитовой пленкой и смоляными клеями |
0,80 |
| Фанера ольховая, клееная бакелитовой пленкой и смоляными клеями |
0,64 |
| Масло |
0,90 |
| Бензин |
0,74 |
| Стекло |
2,74 |
| Линолиум |
1,3 |
В качестве примера определим вес и положение ЦТ шпангоута.
На рисунке показан рабочий чертеж шпангоута, вес и положение ЦТ которого требуется определить. Шпангоут изготовлен из деталей а, б, в, г, д, е, ж; детали а, б, в, г изготовлены из сосновой доски толщиной 1,6 см, детали д, е, ж — из березовой фанеры толщиной 5 мм.
Схематический конструктивный чертеж шпангоута (к примеру определения положения ЦТ)
Объем деталей в кубических сантиметрах вычисляем приближенно, пользуясь чертежом.
Объем деталей:
Объем деталей:
Объемный вес сосны принимаем равным 0,55 г/см3. Объемный вес фанеры принимаем равным 0,80 г/см3. Тогда вей деталей а, б, в, г составит:
2340X0,55=1 300 г=1,3 кг.
а вес деталей д, е, ж:
233X0,80=185 г=0,185 кг.
Полный вес шпангоута (без веса клея и крепежа): (1,3+0,185) х2 ~ 1,5x2=3 кг.
Положение ЦТ данного шпангоута по высоте можно легко определить как положение ЦТ его площади; в нашем примере ЦТ шпангоута будет лежать на высоте пересечения диагоналей в расстоянии 0,4 мм от основной линии.
В качестве другого примера определим вес и положение (отстояние от транца и основной линии) ЦТ киля с форштевнем.
На рисунке показан схематический чертеж киля с форштевнем, вес и ЦТ которых требуется определить. Киль с форштевнем изготовлен из сосны с объемным весом 0.55 г/см3; размеры поперечного сечения бруса 50X25 мм; размеры бруса по длине показаны на чертеже.
Схематический конструктивный чертеж киля с форштевнем (к примеру определения положения ЦТ)
Объем горизонтальной части киля:
5,0x2,5x430=5400 см3.
Объем форштевня с приближенным учетом закругления:
5,0х2,5х1600 = 2000 см3.
Вес киля:
q1=5400х0,55=3,0 кг.
Вес форштевня:
q2=2000x0,55= 1,1 кг.
Вес киля с форштевнем 4,1 кг.
Центр тяжести киля расположен посередине длины горизонтальной части в точке б; ЦТ форштевня можно считать расположенным в точке в, которую находим на глаз, принимая очертания форштевня за дугу окружности.
Центр тяжести киля с форштевнем лежит на прямых б, а в точке а расстояние между точками а и б легко найти по формуле:
ab= (q1/q2)L
где L —расстояние между точками б и в.
Если измеренное на чертеже расстояние L=350 мм, то для нашего примера
аб= (1,1/3,0) X 350 = 128 мм
и если чертеж выполнен в масштабе 1:10, то для судна
аб= 128 Х10= 1,28 м.
Искомые отстояния х ЦТ от транца и у от основной линии измеряем на чертеже.
Вес корпуса без оборудования и двигателя в зависимости от произведения длины, ширины и высоты корпуса (легкие, открытые, прогулочные суда)
Подобно тому, как это показано в этих примерах, вычисляются вес и положение ЦТ всех элементов конструкции судна, предметов оборудования и устройств, расположенных на судне.
Вес корпуса с оборудованием, без двигателя в зависимости от длины судна (более тяжелая конструкция)
Читать далее: Вычисление весового водоизмещения и положения ЦТ судна. Часть 2.
|
|
