"Плавающие колесные и гусеничные машины" - читать интересную книгу автора (Редькин М. Г.)

складывается из сил давления воды (на рис. 1 силы пока заны стрелками), действующих на каждую точку подводной части машины перпендикулярно к ее поверхности. Каждая из этих сил гем больше, чем глубже погружена точка, к которой она приложена. Суммарная поддерживающая сила согласно закону Архимеда равна весу вытесняемого машиной объема воды, т. е.
D = fW,
где у — объемный вес воды, т/м3; W — подводный объем, м3.
Поддерживающая сила всегда направлена вертикально вверх и приложена в центре тяжести вытесненного машиной объема воды. Точку приложения этой силы принято называть центром давления (Ц. Д.) или центром водоизмещения (Ц. В.]. Центр давления меняет свое место в зависимости от формы подводной части машины и всегда перемещается в сторону наклона машины.
Для плавания машины в положении равновесия необходимы два следующих условия:
1) вес воды, вытесненной машиной, должен равняться весу самой машины; если обозначить через Р вес машины,
а через D — вес объема воды, вытесняемой ею, то Р — D, или yW = Р;
2) центр тяжести и центр давления должны находиться на одной вертикальной прямой.
Водоходные (навигационные) качества машины определяются формой корпуса и характеристикой его обводов. Наружная поверхность корпуса машины представляет собой сложную поверхность, изменяющуюся по длине, ширине и высоте. Для ясного и -точного представления об обводах машины создается теоретический чертеж1. За основ-
Рис. 2. Основные плоскости проекций теоретического чертежа
ные плоскости проекций теоретического чертежа принимаются следующие три взаимно-перпендикулярные плоскости (рис. 2):
1) вертикально-продольная плоскость, идущая вдоль машины посредине ее ширины и разделяющая машину на две симметричные части (правый борт и левый борт);эта плоскость называется диаметральной плоскостью и представляет собой плоскость симметрии машины;
2) вертикально-поперечная плоскость, проходящая посредине длины машины; эта плоскость называется плоскостью мидель-шпангоута2; о«а делит машину на переднюю (носовую) и заднюю (кормовую) части;
3) горизонтальная плоскость, перпендикулярная к первым двум (диаметральной и вертикально-поперечной) пло-
1 Теоретический чертеж машины является основным чертежом, по которому определяется форма корпуса машины. На теоретическом чертеже корпус машины изображается в трех проекциях.
2 Мидель — средний, шпангоут — ребро.
10
скостям и совпадающая с поверхностью воды в спокойном состоянии для нормально загруженной машины; она называется плоскостью грузовой ватерлинии (Г. В. Л.); эта плоскость делит машину на подводную и надводную части.
Основные размеры (размерения) машины: длина L, ширина В, высота Я борта, углубление Т и осадка Т0 (рис.3).
Различают длину L, измеряемую по грузовой ватерлинии, и габаритную длину Lr6, измеряемую между крайними по длине точками корпуса машины.
Рис. 3. Основные размеры (размерения) плавающей машины
Ширина В машины измеряется по корпусу на уровне грузовой ватерлинии. Габаритная ширина ВГб измеряется между крайними точками машины по ширине.
Углубление Т есть величина погружения в воду от Г.В.Л. крайних точек корпуса без учета выступающих частей (гусениц, колес, винта, руля и др.).
Осадка Г0 представляет собой величину наибольшего погружения машины с учетом выступающих частей (гусениц, опорных катков, колес, винта, руля и др.). Осадка измеряется посредине длины машины по вертикали у борта от самой нижней плоскости до плоскости грузовой ватерлинии.
При дифференте1 машины углубление, определяемое в носовой части, обозначается буквами Тп, а углубление на корме — буквами Тк. В этом случае за среднее углубление Гор машины принимается среднее арифметическое носового и кормового углублений, т. е.
гр __ Ts -|~ Тк
Р —' 2'
Высота Н борта измеряется посредине длины машины по вертикали в плоскости миделя от наружной поверхности днища до плоскости верхней кромки борта.
Дифферентом называются продольные наклонения машины.
И
Высота надводного борта F определяется разностью между высотой (Я) борта и углублением (Т):
F==H~T.
Вертикальная ось, нормальная (перпендикулярная) к плоскости плавания и проходящая через центр тяжести тела, называется осью плавания.
Отношения основных размеров корпуса машины | — В \ \ в
~j. I дают представление о ее форме, а следовательно, и
о зависящих от формы качественных показателях. Так, на-
/L'
пример, отношение длины машины к ширине - — влияет
\В ]
на величину сопротивления машины движению: с увеличением этого отношения сопротивление уменьшается. Отно-
шение,ширины машины к углублению ( —) характеризует
V •* /
остойчивость машины и, кроме того, влияет на величину сопротивления воды движению машины; с увеличением
В отношения ~Y остойчивость увеличивается.
Грузоподъемностью машины называется способность ее поднять определенное количество груза и погрузиться при этом в воду до грузовой ватерлинии. Грузоподъемность машины равняется разности между полным водоизмещением машины с грузом и водоизмещением порожней машины.
Если машину нагрузить сверх нормы (больше расчетного), она глубже погрузится в воду, но не потеряет плавучести. Плавучесть машины сохраняется до тех пор, пока вода не пойдет через борт внутрь корпуса. Не проницаемый для воды объем корпуса, который расположен выше грузовой ватерлинии, называется запасом плавучести. Под запасом плавучести понимают способность машины принять дополнительную нагрузку, оставаясь при этом на поверхности воды — на плаву. .. этот объем, кроме основного корпуса, включаются и дополнительные водонепроницаемые надстройки, которые могут при внезапном увеличении осадки, обусловленном приемом груза или повреждением подводной части корпуса, компенсировать потерянную поддерживающую силу. Поэтому всякая плавающая машина должна обладать некоторым надлежащим запасом плавучести, имеющим важное значение. Этот запас зависит от условий плавания и выражается в процентах от нормального водоизмещения.
12
Допустим, что плавающая машина имеет нормальное водоизмещение 10 т; оставаясь на плаву, она может дополнительно принять 2 г груза. Следовательно, запас плавучести машины в данном случае будет —— = 20°/о.
Мерой запаса плавучести является высота надводного борта: чем больше эта высота, тем больше и запас плавучести. Однако увеличение высоты надводного борта вызывает повышение центра тяжести машины, а следовательно, ухудшает остойчивость ее.
Величина запаса плавучести машины и необходимая высота ее надводного борта зависят от назначения и размеров машины, от прочности корпуса и некоторых других условий.