Особенность и последовательность разработки проекта СПК

Основные задачи и сущность проектирования СПК остаются теми же, что и при проектировании судов водоизмещающего типа: проект должен быть разработан так, чтобы будущее судно в наиболее оптимальном варианте отвечало условиям технического задания по скорости и мореходности, удобству и надежности в эксплуатации, строительной стоимости и другим технико-экономическим требованиям. Однако проектирование СПК, как судов с динамическим принципом поддержания, имеет существенные особенности.

В отличие от обычных судов в состав проекта СПК входит принципиально новый раздел, необычный для проектов водоизмещающих судов, — проектирование крыльевой системы и ее элементов. Это, пожалуй, наиболее сложная и важная часть проекта СПК. Для ее разработки требуются исполнители высокой квалификации со специальной подготовкой по профилю гидромеханики и опытом экспериментаторов, так как наряду с теоретическими расчетами, ввиду сложности задачи, необходима экспериментальная проверка и «доводка» запроектированной крыльевой системы на буксируемых и самоходных моделях в опытовом бассейне или открытом водоеме. Особенно сложной эта задача во всех ее аспектах оказывается в случае проектирования крыльевых систем с управляемыми подвижными (убирающимися) крыльями для мореходных СПК с высокими скоростями. Важность раз дела «Крыльевые устройства» проекта СПК трудно переоценить, поскольку крыльевая система в значительной мере определяет технико-эксплуатационные качества судна.

Разработка других разделов проекта СПК также имеет отличительные особенности, общим признаком которых являются более жесткие и «направленные» условия проектирования. Это относится к выбору обводов корпуса (иногда резко отличных от формы корпуса водоизмещающих судов) и его материала (только легкий и прочный материал), к выбору главных двигателей (только легкие и малогабаритные, с большим резервом мощности), к вопросу обеспечения обитаемости (трудность в создании необходимого комфорта по уровню шума и динамических перегрузок) и к решению ряда других вопросов, связанных с проектированием СПК.

Весь процесс проектирования СПК, как и по другим типам судов, проходит в три этапа.

Первый этап — анализ технического задания. Здесь проверяется выполнимость поставленных заказчиком условий на разработку проекта. На этом этапе проводится предварительная проработка общей компоновки судна и крыльевой системы, приближенными методами определяются главные размеры, водоизмещение, потребная мощность или достижимая скорость. Первый этап заканчивается так называемым техническим предложением, которое после согласования с заказчиком утверждается как окончательный вариант технического задания.

Второй этап — эскизное проектирование. Это более расширенный и углубленный этап разработки проекта. В состав эскизного проекта входят чертежи общего расположения, теоретический чертеж корпуса, схема крыльевой системы, мидель-шпангоут, план машинного отделения. В проекте производятся расчеты весовой нагрузки и положения ЦТ; элементов плавучести и остойчивости, сопротивления воды и движителей, проверяется достижимая скорость. Одновременно с проектно-конструкторской проработкой основных разделов проекта и теоретическими расчетами проводится экспериментальная проверка запроектированной крыльевой системы на моделях, уточняются ее элементы. Объем и содержание экспериментальной части проекта зависит от сложности и новизны принятой крыльевой системы. В одном случае испытания могут быть проверочными и в небольшом объеме, а в другом — носить поисковый характер. Нередко отдельные разделы эскизного проекта СПК прорабатываются и представляются на рассмотрение заказчика в нескольких вариантах. Это может быть сделано, например, в части размещения пассажиров с варьированием их числа, что возможно в рамках данного проекта в результате изменения расположения машинного отделения, запасов топлива, скорости судна или каких-то других изменений первоначальных решений.

При разработке эскизного проекта рассматривается принципиальная технология постройки, проводятся технико-экономические расчеты как по основному, так и по дополнительным вариантам.

Эскизный проект защищается организацией, выполнившей его, и утверждается на техническом совете, в работе которого участвуют представители заказчика, Министерства судостроительной промышленности, Регистра, представителей других контролирующих и заинтересованных организаций.

Третий этап—технический проект. Он разрабатывается на базе эскизного проекта с учетом всех замечаний и дополнительных требований, записанных в протоколе технического совещания в результате защиты и обсуждения. В этом проекте подробно разрабатывается вся техническая документация (чертежи, расчеты, пояснительная записка, спецификация и др.), необходимая для разработки рабочих чертежей и постройки судна.

Объем работ по анализу технического задания зависит от того, насколько тщательно, подробно и конкретно оно разработано заказчиком. При полном развернутом техническом задании, когда оговорены требования по всем основным разделам проекта, «Техническое предложение» исполнителя, т. е. проектной организации, появляется как результат проверки выполнимости условий технического задания. В том случае, когда в техническом задании содержатся лишь минимально необходимые для проектирования условия, такие только, например, как назначение, район плавания, мореходность, пассажировместимость и скорость судна, то объем анализа технического задания увеличивается, и «Техническое предложение» является уже результатом более широкой проектной проработки, оформляемой в виде предэскизного проекта.

Предэскизный проект выполняется обычно в ограниченные сроки, и при его разработке целесообразно пользоваться приближенными методами определения проектных характеристик судна. Это необходимо еще и потому, что точные расчетные методы в начальной стадии проектирования использовать вообще нельзя. Невозможно, например, рассчитать сопротивление воды, когда нет главных размерений корпуса, водоизмещения и параметров крыльевой системы. Расчет крыльевой системы нельзя восполнить, когда не определены масса судна и положение ЦТ. Водоизмещение порожнего судна не может быть точно рассчитано при отсутствии подробных конструктивных чертежей по корпусу, данных по массам энергетической установки, оборудования и других составляющих.

Для успешной разработки проекта СПК в самой начальной стадии проектирования важно располагать приближенными формулами и зависимостями, которые «перевязывают» основные проектные элементы судна (водоизмещение, положение ЦТ, главные размерения, мощность и т. п.) с параметрами крыльевой системы, т.е. дают возможность определение одних проектных характеристик комплексно согласовывать с другими, учитывают их взаимовлияние. Систематизация и обобщение статистических данных по проектам построенных. судов и опыт эксплуатации их, а также результаты экспериментально-опытных работ позволяют получить такие зависимости, и по наиболее распространенным типам СПК они имеются. Использование их при проектировании будет рассмотрено ниже.

Предэскизный и эскизный проекты составляют начальную стадию проектирования, на уровне которой разработка проекта судна осуществляется последовательными приближениями.

В первом приближении по грубым общим зависимостям определяются водоизмещение и главные размеры, составляется архитектурно-компоновочная схема, выбирается крыльевая система, определяется необходимая мощность или достижимая скорость (в зависимости от характера задания).

Во втором приближении разрабатывается эскиз общего расположения и на основе этого корректируются главные размерения. Более тщательно определяется масса судна с разбивкой на составляющие по основным статьям нагрузки. Определяется положение центра тяжести, предварительно, определяются элементы крыльевой системы, производится приближенный расчет сопротивления и буксировочной мощности, решается вопрос о движителе, оценивается остойчивость и устойчивость в режиме движения, намечается принципиальная конструкция корпуса, предварительно принимаются решения по ряду других вопросов проекта. В результате второго приближения определяются главные характеристики судна, принимаемые в основу дальнейшей разработки проекта.

Третье приближение по своему характеру является исследовательским процессом, позволяющим на основе рассмотрения вариантов главных элементов судна, полученных во втором приближении, выбирать оптимальный вариант проектируемого судна, в котором минимальная масса корпуса, механизмов и оборудования сочетается с высокой скоростью и мореходностью, комфортом обитания на судне и высокой провозоспособностью. Вариантный способ определения главных элементов производится обычно при разработке эскизного проекта

Дата добавления: 2015-07-26