გემზე მოქმედი გარე ძალები. გემის კორპუსზე მოქმედი ძალები მშვიდ წყალში გემზე მოქმედი ძალები

გარკვეული სიჩქარით V მოძრაობისას გემი განიცდის ძალას
გარემოს წინააღმდეგობა R (წყალი და ჰაერი), მიმართული
მისი მოძრაობის საპირისპირო მხარე.
მოძრავი გემის კორპუსის ზედაპირულ ელემენტებზე გამოყენებული ჰიდროდინამიკური ძალები შეიძლება დაიყოს ორ კომპონენტად: ტანგენციალური და ნორმალური.
ტანგენციალურ კომპონენტს ეწოდება ხახუნის ძალა, ხოლო ნორმალურ კომპონენტს - წნევის ძალა. ნახატზე ხახუნის ძალა τ და წნევის ძალა P მოქმედებს ჭურჭლის დასველებული ზედაპირის არჩეულ ელემენტზე. ყველა ელემენტარული ხახუნის ძალების პროექცია სიჩქარის მიმართულებით
ჭურჭლის მოძრაობები და მათი შეჯამება მთელ დასველებულ ზედაპირზე, ვიღებთ შედეგად ხახუნის ძალებს - ხახუნის წინააღმდეგობის RTR, ბლანტი ძალების მოქმედების გამო.
შედეგად მიღებული წნევის ძალების პროექცია მოძრაობის სიჩქარის მიმართულებით
ჭურჭელი V, გადაღებული მთელ სველ ზედაპირზე, განსაზღვრავს წნევის წინააღმდეგობას RD, რომელიც განისაზღვრება წყლის სიმკვრივითა და სიბლანტით.
ჭურჭლის ზედაპირზე ზეწოლა არათანაბრად ნაწილდება: მშვილდში
ისინი ნაწილებად უფრო დიდია, უკანა ნაწილში უფრო პატარა. ეს წნევის განსხვავება ქმნის
წნევის წინააღმდეგობა, რომელიც თავის მხრივ იყოფა ორ ნაწილად.
პირველი ნაწილი არის ფორმის წინააღმდეგობა RF, რომელიც გამოწვეულია სითხის სიბლანტის გავლენით, მეორე ნაწილი არის ტალღის წინააღმდეგობა RB, რომელიც დამოკიდებულია მოძრავი ჭურჭლის მიერ გამოწვეულ სითხის ტალღის მოძრაობების ინტენსივობაზე.
თითოეულ გემს აქვს გარკვეული ამობურცული ნაწილები (საჭეები, ფრჩხილები და
პროპელერის ლილვის ფილეები, ბალჟის კილები და ა.შ.). წყლის წინააღმდეგობა,
მათ მიერ გამოწვეულს ეწოდება ამობურცული ნაწილების წინააღმდეგობა RВ.Ч გარდა ამისა, გემი განიცდის ჰაერის წინააღმდეგობას RВОЗ, რომელიც ნაწილდება მოძრავი გემის ზედაპირზე.
ამრიგად, გემის მოძრაობის მიმართ მთლიანი წინააღმდეგობა შეჯამებულია შემდეგი კომპონენტებისგან:

R = RTR + RB + RF + RV.ჩ. + RWHO (1)

წინაღობის თითოეული კომპონენტის დასადგენად
გამოიყენება სხვადასხვა მეთოდი. განისაზღვრება ხახუნის წინააღმდეგობა
სასაზღვრო ფენის თეორიაზე დაფუძნებული გაანგარიშებით. წინააღმდეგობა
ფორმები და ტალღის წინააღმდეგობა, გაერთიანებული ზოგადი სახელწოდებით ნარჩენი წინააღმდეგობა Ro, განისაზღვრება ექსპერიმენტული მეთოდებით გემების მოდელების ტესტირებით ექსპერიმენტულ აუზებში.
პრაქტიკულ გამოთვლებში, მთლიანი წინააღმდეგობა გემის მოძრაობის მიმართ
გამოითვლება ფორმულით:

R = C × (ρπV2 / 2) × (S + SHF), (2)

სადაც C არის მთლიანი წინააღმდეგობის კოეფიციენტი;
S - შიშველი სხეულის დასველებული ზედაპირი;
SHF - ამობურცული ნაწილების დასველებული ზედაპირი;
ρ - წყლის სიმკვრივე;
V არის გემის სიჩქარე.
(1) ფორმულის ანალოგიით, წინაღობის კოეფიციენტი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს კოეფიციენტების ჯამის სახით:

C = CTP + CB + SF + S.H. + CWHO ან C = CTP + CO + MW.H. + WHO

სადაც Co არის ნარჩენი წინააღმდეგობის კოეფიციენტი.
ამრიგად, გემის მთლიანი წინააღმდეგობა არის:
R = (CTR + CO + SHF + SVOZ) × (ρπV2 / 2) × (S + SHF) (3).

მამოძრავებელი ძალა Pe იქმნება და ინარჩუნებს გემის ამძრავებს, რომლებიც გარდაქმნის გემის წინ მოძრაობის მექანიკურ ენერგიას.

ექსპლუატაციის დროს მამოძრავებელი დანადგარი გავლენას ახდენს გემის მიმდებარე ნაკადზე, ხოლო გემის კორპუსი ცვლის ნაკადს იმ არეალში, სადაც ძრავა მდებარეობს.

ძრავის მიერ შემუშავებული სასარგებლო ძალა: N=Pvp

სიმძლავრე, რომელსაც მოიხმარს ამძრავი Np=Mw

(M- ბრუნვა გადაცემულია ძრავიდან ამძრავზე, w- პროპელერის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე)

გემის ამძრავები არის ჰიდრავლიკური ან ჰიდროჯეტი, მათი მუშაობის პრინციპიდან გამომდინარე. ბოლო დროს გამოიყენეს საჰაერო ძრავა (ჰოვერკრაფტი აღჭურვილია პროპელერებით).

მოქმედება ეფუძნება გარემომცველი საშუალების: წყლის ან ჰაერის მასების გადაყრას ჭურჭლის მოძრაობის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით. ეს მიიღწევა ამძრავი განყოფილების სამუშაო ელემენტების მიერ დამუშავებულ მასებზე მოძრაობის სიდიდის გადაცემით. დაყრილი მასების რეაქციას აღიქვამს მამოძრავებელი მოწყობილობის ნაწილები. მის კომპონენტს ხომალდის მოძრაობის მიმართულებით ძრავის გაჩერება ეწოდება. ამძრავების ელემენტებზე წარმოქმნილი ძალები შეიძლება შეიქმნას როგორც წინააღმდეგობის ძალების გამო, როდესაც ამძრავი მოძრაობს გარემოში, ასევე ამწევი ძალის გამო, რომელიც ბუნებით მსგავსია მთავარი ფრთის ამწევი ძალის.

პროპელერები გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის და დანიშნულების გემებზე, ისინი გამოირჩევიან დიზაინის სიმარტივით, დამაკმაყოფილებელი ოპერაციული საიმედოობით და შედარებით მაღალი ეფექტურობით. პროპელერების ტიპებს მიეკუთვნება რეგულირებადი დახრის პროპელერები, კოაქსიალური საწინააღმდეგო მბრუნავი პროპელრები და ტანდემი პროპელრები.

ფრთების ამძრავ მოწყობილობას აქვს სპეციფიკური თვისებები.

წყლის ჭავლის ამძრავები

არსებობს სხვა ტიპის ამძრავები, რომელთა შორისაა გაზის გამანადგურებელი და მბრუნავი.

გემის ამძრავები არის სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც გარდაქმნის მთავარი ძრავების ენერგიას მამოძრავებელ ძალაში (სასარგებლო ბიძგს), რომელიც აუცილებელია გემის მოძრაობის მიმართ გარემოს წინააღმდეგობის დასაძლევად და მისი მოძრაობის მოცემული სიჩქარის უზრუნველსაყოფად.
მოქმედების პრინციპის მიხედვით გემის ამძრავები არის ჰიდროჯეტი, რადგან ისინი ქმნიან მამოძრავებელ ძალას ჭურჭლის მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით ამოგდებული წყლის მასების რეაქციის გამო, რომელიც ამოძრავებს სამუშაო ნაწილების - პირებს. ამჟამად წყლის ტრანსპორტირებაში გამოიყენება გემის ამძრავების შემდეგი ძირითადი ტიპები: პროპელერი, ბორბალი, ფრთიანი და წყლის ჭავლი. პროპელერი ემსახურება როგორც ძრავის ძირითად ტიპს
საზღვაო გემებისთვის. იგი შედგება რამდენიმე დანისგან, რომლებიც მდებარეობს კერაზე, ერთმანეთისგან თანაბარი კუთხით დაშორებით. პროპელერის პირების რაოდენობა მერყეობს 2-დან 6-მდე. იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული ერთი როტორიანი გემების წინა ნაწილის ვიბრაცია, პროპელერის პირების რაოდენობა მიიღება მინიმუმ ოთხად. დიდი თანამედროვე გემების პროპელერების დიამეტრი 6 - 8 მ აღწევს.
არსებობს პროპელერების სამი ძირითადი სტრუქტურული ტიპი: მყარი პროპელერები (მყარი), პროპელრები მოსახსნელი პირებით (ასაწყობი) და პროპელრები მბრუნავი პირებით - კონტროლირებადი დახრის პროპელერები (PVP). პროპელერი ახასიათებს მის მოედანს. ხრახნის სიმაღლე არის მანძილი, რომლითაც ხრახნიანი წერტილი გადაადგილდება ხრახნის ერთი სრული ბრუნვის დროს, როდესაც ბრუნავს მას აბსოლუტურად ხისტ სხეულში. პროპელერები, იმისდა მიხედვით, თუ რა მიმართულებით ბრუნავენ, არის მარცხნივ და მარჯვნივ. VFSh პირებისგან განსხვავებით, რეგულირებადი სიმაღლის პროპელერის პირებს შეუძლიათ ბრუნონ თავიანთი გრძივი ღერძის გარშემო და შეცვალონ სიმაღლე, რაც შესაძლებელს ხდის ძრავის სრული სიმძლავრის გამოყენებას ოპტიმალური ბრუნვის სიჩქარით გემის მოძრაობის ნებისმიერ რეჟიმში. პროპელერის გაანგარიშება შედგება მისი გეომეტრიული მახასიათებლების (დიამეტრი, სიმაღლე, დისკის თანაფარდობა და პირების რაოდენობა) განსაზღვრა, რაც უზრუნველყოფს გემს მისი ძირითადი მუშაობის რეჟიმში. ამრიგად, სატრანსპორტო ხომალდისთვის მითითებულმა მახასიათებლებმა უნდა უზრუნველყოს უმაღლესი სიჩქარე, ხოლო ბუქსირებადი ხომალდისთვის, კაუჭზე ყველაზე მაღალი ბიძგი ძირითადი ძრავების სიმძლავრის სრული გამოყენებით.
V R Sh-ის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები ჩვეულებრივ პროპელერთან შედარებით: V R Sh-ის პირების პოზიციის შეცვლის შესაძლებლობა საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ პროპელერის ბიძგების ძალა ლილვის ბრუნვის სიხშირისა და მიმართულების შეცვლის გარეშე სრული წინიდან ნულამდე. , და შემდეგ სრულად უკან. ეს საშუალებას იძლევა გამოიყენოს შეუქცევადი ძრავა გემზე, რომლის შენარჩუნებაც უფრო ადვილია და რომლის მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად აღემატება შექცევად ძრავას. გამომდინარე იქიდან, რომ პროპელერის ბიძგების ძალის შესაცვლელად არ არის საჭირო უკუსვლა, არამედ მხოლოდ პროპელერის პირების შებრუნება, რაც ხიდიდან დისტანციურად ხდება, დრო სჭირდება ხომალდს მოძრაობის ერთი რეჟიმიდან გადასასვლელად. რომ
მეორე მნიშვნელოვნად შემცირდა. ეს აუმჯობესებს გემის მანევრირებას და ამარტივებს ძრავის მუშაობას. მაგრამ V R Sh დიზაინით ბევრად უფრო რთულია, რაც ამცირებს მის საიმედოობას და ზრდის მის ღირებულებას. ამავე ეფექტურობით, V R Sh-ს აქვს უფრო დიდი წონა და ზომა, ვიდრე ჩვეულებრივი ხრახნები, რაც ართულებს მათ დამაგრებას.

ძირითადი გეომეტრიული ელემენტები და მახასიათებლები, რომლებიც განსაზღვრავენ ნავის პროპელერის მოქმედებას, მოიცავს:
1. დიამერტი პროპელერი D=2R, რომელიც არის პროპელერის ღერძიდან ყველაზე შორს მდებარე დანის წერტილით აღწერილი წრის დიამეტრი. ნავის პროპელერის დიამეტრი განისაზღვრება ფართობით ჰიდრავლიკური, ან მუშაკი, მამოძრავებელი განყოფილებები.
2. რადიუსი ნავის პროპელერი R=0.5D - მანძილი პროპელერის ღერძიდან ყველაზე შორეულ წერტილამდე, ე.წ. ზღვარიპირები.
3. გეომეტრიული , ან კონსტრუქციული , ხრახნიანი მოედანი - H, რომელიც ახასიათებს ხრახნის შესაძლო მოძრაობას თითო რევოლუციაზე სრიალის გარეშე მოძრაობისას. პროპელერის კონსტრუქციული სიმაღლე განისაზღვრება სპირალური ხაზების სიმაღლით, რომლებიც ქმნიან ნავის პროპელერის პირის გამონადენის (უკანა) ზედაპირს და გვხვდება ფორმულით: H=2πrtgѵ,

სადაც r არის განხილული დანის მონაკვეთის რადიუსი; tgѵ - საფეხურის კუთხის ტანგენსი r რადიუსზე.
არსებობს სხვადასხვა ტიპის ნავის პროპელერები მუდმივი ნაბიჯი H = const და ცვლადი H = ϝ(r), რისთვისაც დანის რადიუსის სიმაღლე იცვლება ზოგიერთი კანონის მიხედვით.
4. კონსტრუქციული დამოკიდებულება H/D არის პროპელერის დიზაინის სიმაღლის თანაფარდობა მის დიამეტრთან.
5. დისკის თანაფარდობა Θ, რომელიც წარმოადგენს ყველა z დანის მთლიანი ფართობის თანაფარდობას პროპელერის მიერ გატარებული დისკის ფართობთან, Θ=A/Ad=(2zbcp(D-dc))/(πDD),

6. მოცემული , ან ნათესავი , დანის რადიუსი, რომელიც არის R0 დანის წნევის რადიუსის თანაფარდობა პროპელერის უდიდეს რადიუსთან R. ჩვეულებრივ ვარაუდობენ, რომ წნევის ცენტრი, რომელიც ახასიათებს შედეგის გამოყენების წერტილს. დანას ყველა ძალა ემთხვევა დანის გასწორებული ზედაპირის სიმძიმის ცენტრს.
7. დანის მონაკვეთის პროფილი , რომელშიც ვგულისხმობთ ნავის პროპელერის დანის განივი კვალი, რომელიც გასწორებულია სიბრტყეზე წრიული ცილინდრით, რომელიც კოაქსიალურია მასთან მოცემულ რადიუსზე.

მთლიანობაში პროპელერის მუშაობის რეჟიმის დასახასიათებლად გამოიყენება ნაბიჯის კონცეფცია. ხრახნის ხაზოვანი წინსვლის hp არის გზა, რომელსაც ხრახნი გადის ღერძულ მიმართულებით ერთი ბრუნვის დროს = vp/hp

წრფივი წინსვლის თანაფარდობას ხრახნის დიამეტრთან ეწოდება ფარდობითი წინსვლა ან უბრალოდ ხრახნიანი წინსვლა. λp=hp /D=Vp/nD

ხრახნიანი სიმაღლე არის მანძილი, რომელსაც ხრახნი გადის თქვენს ხისტ სხეულში ერთი რევოლუციით.

პროპელერის უგანზომილებიან ჰიდროდინამიკურ მახასიათებლებს, რომლებიც წარმოდგენილია მოსახვევების სახით შედარებით წინსვლის ფუნქციით, ეწოდება მოქმედების მრუდები. მათი დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ხრახნის ბიძგი, ბრუნვის სიჩქარე და ეფექტურობა სხვადასხვა ოპერაციულ რეჟიმში.

გრაფიკზე ასევე ნაჩვენებია λ1=H1/D - ნულოვანი გაჩერების სიჩქარის თანაფარდობა ან ჰიდროდინამიკური საფეხურის თანაფარდობა.

λ2=H2/D - ნულოვანი ბრუნვის საფეხურების თანაფარდობა.

როდესაც λp ›λ2, k2‹ 0, პროპელერი მუშაობს ტურბინის რეჟიმში, ქმნის ბრუნს ნაკადის ენერგიის გამო.

ფარდობითი სიჩქარის ცვლილებების დიაპაზონში λ1 ‹ λp‹ λ2, პროპელერი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას არც მამოძრავებელ მოწყობილობად და არც ტურბინად. პროპელერის სამუშაო არე, როგორც გემის მამოძრავებელი ერთეული, არის ფარდობითი მოძრაობის დიაპაზონი 0 ‹ λp ‹ λ1, სადაც P› 0

თითოეულ კონკრეტულ შემთხვევაში, საპროექტო პირობებში, პროპელერი უნდა მუშაობდეს ფარდობითი მიღწევების დიაპაზონში, რომელიც შეესაბამება მაღალი ეფექტურობის მნიშვნელობებს, რაც უზრუნველყოფილია პროპელერების გეომეტრიული მახასიათებლების შესაბამისი არჩევანით.

პროპელერების მოდელის ჰიდროდინამიკური ტესტების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზანია პროპელერების დიზაინისთვის საჭირო სისტემატური ექსპერიმენტული მასალების მიღება. ეს მასალები მიიღება ხრახნების კონკრეტული სერიის ტესტირებით. მოდელების სერიის შემუშავებისას, ისინი ცდილობენ მიიღონ სისტემატური ცვლილება მათ ყველაზე მნიშვნელოვან სტრუქტურულ ელემენტებში, რაც მნიშვნელოვნად აისახება პროპელერის ჰიდროდინამიკურ მახასიათებლებზე.

ასეთი ელემენტებია: სიმაღლის თანაფარდობა H/D, დისკის თანაფარდობა A/Ad, პირების რაოდენობა Z, დანის ფარდობითი სისქე Ω, დანის მონაკვეთების ფორმა, მისი კონტური.

სატესტო მასალები წარმოდგენილია დიაგრამებით, რომლებიც შეიცავს სერიის ხრახნების მოქმედების მრუდიებს, რომლებიც განსხვავდება მხოლოდ სიმაღლის თანაფარდობით. დიაგრამაზე ნაჩვენებია ბიძგის კოეფიციენტის K1 მრუდები და ეფექტურობა, როგორც საფეხურის ფუნქცია.

ხრახნების თითოეული სერია, რომელიც განსხვავდება სიმაღლის თანაფარდობით, წარმოდგენილია ორი სქემით: დიაგრამა გამოსახული k1-λp ღერძებში და დიაგრამა გამოსახული k2-λp ღერძებში.

პირველ დიაგრამას ჰქვია კორპუსის დიაგრამა, რომელიც გამოიყენება, როდესაც პროპელერის გამოთვლის საწყისი წერტილი არის გემის კორპუსის ბუქსირება და ელექტროსადგურის სიმძლავრე, რომელიც საჭიროა გემის ტექნიკურ მახასიათებლებში მითითებული სიჩქარის უზრუნველსაყოფად; დიზაინი. k2-λp ღერძებში აგებულ დიაგრამას მანქანის დიაგრამა ეწოდება. ეს დიაგრამა გამოიყენება, როდესაც მოცემულია დაპროექტებული გემის ელექტროსადგურის სიმძლავრე და მისაღწევი სიჩქარე არის სასურველი მნიშვნელობა.

ხრახნის დიზაინის ამოცანის უმარტივესი ფორმა, რომელიც საშუალებას იძლევა ცალსახად განისაზღვროს ხრახნის გეომეტრიული ელემენტები მოცემულ სერიაში, არის შემთხვევა, როდესაც ბრუნვის სიჩქარე n, ხრახნის დიამეტრი D, ხრახნის გადამყვანი სიჩქარე Vp, ასევე. როგორც მითითებულია საჭირო ბიძგი ან ხელმისაწვდომი სიმძლავრე ხრახნიან Np-ზე. ამ მნიშვნელობების გამოყენებით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ ფარდობითი წინსვლა λp და ბიძგების კოეფიციენტი k2, რომელიც განსაზღვრავს დიაგრამის ველზე ერთ წერტილს, რომელიც ცალსახად განსაზღვრავს ხრახნის სიმაღლის თანაფარდობას და ეფექტურობას.

მართკუთხა ერთგვაროვანი მოძრაობისას ხომალდზე მოქმედებს თანაბარი სიდიდისა და საპირისპირო მიმართულების ორი ძალა: პროპელერების ბიძგების ძალა (მამოძრავებელი ძალა) ფ დდა წინააღმდეგობის ძალა რ.

F D = R; a = 0

არასტაბილური წრფივი მოძრაობისას ამ ორ ძალას ემატება ინერციული ძალა, რომელიც ანაზღაურებს ამ ძალებს შორის ალგებრულ განსხვავებას.

როცა გემი აჩქარებული სიჩქარით მოძრაობს, როცა მამოძრავებელი ძალა ფ დმეტი ძალა რ, ინერციული ძალა მოქმედებს როგორც წინააღმდეგობა და ნელი მოძრაობით, როდესაც მამოძრავებელი ძალა ფ დნაკლები წინააღმდეგობის ძალა რ, - როგორც მამოძრავებელი ძალა.

F D > R; ფ დ< R; a 0 .

6.1.2. მრუდი მოძრაობის დროს გემზე მოქმედი ძალების მახასიათებლები.

ჭურჭლის მრუდი მოძრაობა ხორციელდება საჭის შესაბამისი გადაადგილების ან მბრუნავი ბალიშის გამოყენებით. ამ შემთხვევაში საჭეზე ჩნდება ჰიდროდინამიკური საჭის ძალა რ რ(სურ. 6.1), რომელიც შეიძლება დაიშალოს გრძივი R x, მიმართულია ცენტრალური სიბრტყის პარალელურად და გვერდითი (საჭე) RU- მასზე პერპენდიკულარული. პირველი ზრდის წინააღმდეგობის ძალას და ამით ამცირებს გემის სიჩქარეს, მეორე იწვევს გემის გვერდითი მოძრაობას მისი მოქმედების მიმართულებით და, გარდა ამისა, ქმნის მომენტს სიმძიმის ცენტრთან (CG) მიმართ, რომელიც ატარებს ამოიღეთ ჭურჭლის საწყისი შემობრუნება კუთხური სიჩქარით ω 1.

Ბატონი = R y L k (6.1)

P x = P p Cosα

Р y = Р р · Sina

სად RU– Y ღერძის გასწვრივ საჭის ჰიდროდინამიკური ძალის კომპონენტი;

ლ-მდე- მანძილი (მკლავი) CG-დან ძალის გამოყენების წერტილამდე R p;

α – საჭის კუთხე.

გემის გვერდითი მოძრაობის არსებობა იწვევს მისი სიჩქარის ვექტორის გადახრას ვ DP-დან დრიფტის კუთხამდე β (ნახ. 6.1).

მრუდი მოძრაობის დროს დრიფტის კუთხე (β) არის კუთხე ჭურჭლის DP-სა და მის ხაზოვანი სიჩქარის ვექტორს შორის მრუდი მოძრაობის მოცემულ წერტილში.

გემის გვერდითი მოძრაობა და ბრუნვა არღვევს ნაკადის სიმეტრიას გემის კორპუსის წყალქვეშა ნაწილის გარშემო და მასზე წარმოიქმნება ჰიდროდინამიკური ძალა. რ გ, მიმართულია გარკვეული კუთხით გემის ცენტრალური სიბრტყის მიმართ. ეს ძალა შეიძლება დაიყოს ორ კომპონენტად: გვერდითი R UG(სურ. 6.1) და

გრძივი R HG. ძალის R UGმიმართულია ძალის საწინააღმდეგო მიმართულებით RUდა, გარდა ამისა, ქმნის ბრუნს გემის სიმძიმის ცენტრთან შედარებით მ გ.

სურ.6.1 გემზე მოქმედი ძალები მრუდი მოძრაობის დროს.

მ გ= R UG L R (6.2)

R ХГ = R Г Cosδ

R ГГ = R Г Sinδ

სად R UG -ჰიდროდინამიკური ძალის კომპონენტი Y ღერძის გასწვრივ;

L R -მანძილი (მკლავი) ჰიდროდინამიკური ძალების გამოყენების ცენტრიდან (CG) CG-მდე.

δ - კუთხე DP და ჰიდროდინამიკური ძალის მოქმედების მიმართულებას შორის R G.

მომენტი MG ასევე აბრუნებს ჭურჭელს კუთხური სიჩქარით ω 2. M R და M G მომენტები ამ შემთხვევაში ემთხვევა ერთმანეთს და ქმნის მთლიანი შემობრუნების მომენტს M P, რომელიც აბრუნებს ხომალდს კუთხური სიჩქარით. ω.

M P არის M P და M G მომენტების ალგებრული ჯამი

M P = M R + M G (6.3)

Კომპონენტი R Xწარმოადგენს ძალას, რომელიც აფერხებს გემის მოძრაობას.

საჭის გადაადგილებიდან გარკვეული დროის გასვლის შემდეგ, გემი აღწერს მრუდე ტრაექტორიას. ამ შემთხვევაში, როგორც ნებისმიერი მყარი სხეული, ის განიცდის ორ აჩქარებას: ნორმალური პ(ცენტრული), მიმართულია ტრაექტორიის გამრუდების ცენტრისა და ტანგენტისკენ და თ, ემთხვევა სიჩქარის ვექტორის ხაზს ვ. ამ შემთხვევაში გემზე იმოქმედებს შესაბამისი ინერციული ძალები. ინერციის ძალა მე C(ნახ. 6.1), გამოწვეული ნორმალური აჩქარების გამოჩენით, იქნება ამ აჩქარების პროპორციული და მიმართული საპირისპირო მიმართულებით. მას უწოდებენ ინერციის ცენტრიდანულ ძალას. ინერციის ძალა მე თტანგენციალური აჩქარებით გამოწვეული, მიმართულია ამ აჩქარების საწინააღმდეგო მიმართულებით.

ინერციის ცენტრიდანული ძალა მე Cიმოქმედებს ყოველთვის, სანამ გემი მოძრაობს მრუდის გასწვრივ და ძალა მე τ –მხოლოდ მაშინ, როდესაც მოძრაობის სიჩქარე იცვლება (სტაბილური მიმოქცევაში, როდესაც მოძრაობის სიჩქარე მუდმივია, ეს ძალა არ იქნება).

გემი, როგორც საინჟინრო ნაგებობა არის რთული სისტემა, რომელშიც განთავსებულია ენერგეტიკული მექანიზმები, ტვირთის სათავსოები, საცხოვრებელი და მომსახურების ადგილები, სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემები, ტანკები და საწყობები გემების წყლის, საწვავის, საკვების და ა.შ. გემზე დამოკიდებულია ისეთ მნიშვნელოვან მახასიათებლებზე, როგორიცაა სიმტკიცე, წყალგამძლეობა, დატვირთვის მოცულობა და ჩაძირვის უნარი.

ეს მაჩვენებლები ურთიერთდაკავშირებულია, ზოგჯერ წინააღმდეგობრივი. ამრიგად, გემის კორპუსის არასაკმარისმა სიმტკიცემ ექსპლუატაციის პირობებში შეიძლება გამოიწვიოს წყლის გაჟონვა. ამავდროულად, უსაფრთხოების ფაქტორის გაზრდა მზიდი სტრუქტურებისა და კანის სისქის გაზრდით იწვევს ტვირთამწეობის შემცირებას.

კონფლიქტური მოთხოვნების დაკმაყოფილება იწვევს გემის მახასიათებლების ოპტიმალური კომბინაციის პოვნის აუცილებლობას. ამ პრობლემის გადაწყვეტა ხორციელდება გემის კორპუსზე მოქმედი ძალების და მომენტების გათვალისწინებით ტვირთის წონის, გემის საწყობების, თავად კორპუსის სტრუქტურებისა და წყლის წნევისგან.

გემის კორპუსზე მოქმედი ძალები. კორპუსზე წყლის წნევის ძალების განაწილების ბუნება ნაჩვენებია 1 მასშტაბით. ეს ძალები გემის კორპუსის დეფორმაციისკენ მიდრეკილნი არიან. მათი წნევის სიდიდე ერთ ფართობზე პირდაპირპროპორციულია ამ ტერიტორიის სიღრმეზე. ამრიგად, გემი 10 მ სიგრძის ნაკადით განიცდის წყლის წნევას დაახლოებით 100 კპა. ამგვარ წნევას მარტო კორპუსი ვერ უძლებს, ამიტომ კორპუსის გასამაგრებლად გამოიყენება სპეციალური სიძლიერის კონსტრუქციები

ჭურჭლის განივი სიმტკიცე უზრუნველყოფილია იატაკების, სხივების და ჩარჩოების ჩარჩოს სტრუქტურით. ფლორები არის ელემენტები, რომლებიც აძლიერებენ ფსკერს. გვერდები მხარს უჭერს ჩარჩოებს, რომლებიც დაკავშირებულია ფლორებთან ზიგომატური ფრჩხილების გამოყენებით. გემბანი, რომელზედაც ზედნაშენები და ზოგჯერ ტვირთია განთავსებული, გამაგრებულია სხივებით. ასეთი სტრუქტურები (ზოგჯერ ელემენტების არასრული ნაკრებით) მოთავსებულია გემის გასწვრივ ერთმანეთისგან 500^-800 მმ მანძილზე. ამ მანძილებს ინტერვალი ეწოდება. განივი სიმტკიცე უზრუნველყოფილია გარკვეული ზღვარით, რათა შემცირდეს კორპუსის დაზიანება ბურჯზე, სხვა გემზე მიმაგრებისას, აგრეთვე ტალღების, ყინულის ნაკადების და ა.შ.

გემის გრძივი სიძლიერე (მოხრით) დამოკიდებულია გემის კონსტრუქციებისა და ტვირთის ერთგვაროვან განაწილებაზე გემის სიგრძეზე, ასევე ტალღების მახასიათებლებზე. იდეალურ შემთხვევაში, მშვიდ წყალში გრძივი მოღუნვის დეფორმაციების არარსებობა უზრუნველყოფილია, როდესაც დამხმარე ძალა F და წონა P ჭურჭლის ნებისმიერ მონაკვეთში DI სიგრძის გასწვრივ ტოლია (3). ამ შემთხვევაში, წონის ძალები და დამხმარე ძალები ანაზღაურებენ ერთმანეთს ჭურჭლის მთელ სიგრძეზე და ის არ განიცდის მოღუნვის მომენტებს. ამ თვალსაზრისით ყველაზე ცუდი შემთხვევაა გემის ჩატვირთვის ვარიანტი, როდესაც ორი გარე საყრდენი დატვირთულია, ხოლო შუაები ცარიელია ან პირიქით (4). ამ შემთხვევაში, გემი განიცდის დიდ მოხრის მომენტებს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს კორპუსის დაზიანება მშვიდ წყალშიც კი.

ექსპლუატაციის პირობებში, არათანაბარი დატვირთვის გამო, მუდმივი დაძაბულობა შეიძლება წარმოიშვას საცხოვრებელში, რაც იწვევს გრძივი სიმტკიცის გარკვეული ზღვარის არსებობის აუცილებლობას.

უხეში პირობებში, ხომალდი, რომელიც აღმოჩნდება ტალღის ზედა ნაწილში (5, ა), განიცდის ღუნვის ძალებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დაჭიმონ გემბანი და შეკუმშონ ფსკერი. ტალღის ბოლოში საპირისპირო ბუნების დეფორმაცია ხდება (5, ბ). ყველაზე საშიში ის არის, რომ გემი იყოს ტალღაზე, რომლის სიგრძე გემის სიგრძის ტოლია.

ტალღაზე ჭურჭლის გატეხვის თავიდან ასაცილებლად, ჩარჩო სისტემა აღჭურვილია გრძივი გამაგრებითი ნეკნებით, რომლებიც გემბანთან და ქვედა მოპირკეთებასთან ერთად, ისევე როგორც გვერდითი მოპირკეთება, უზრუნველყოფს გემის გრძივი სიმტკიცეს.

გემის ზოგადი მოღუნვის დროს ცალკეული მოპირკეთებული ღვედები არათანაბრად იტვირთება. ყველაზე დატვირთულია ქვედა და გემბანის მოპირკეთება, ასევე გვერდითი მოპირკეთების ზედა და ქვედა აკორდები.

Hull ნაკრები სისტემები. გემის დანიშნულებიდან გამომდინარე, გამოიყენება სამი განსხვავებული სამონტაჟო სისტემა: განივი, გრძივი, შერეული (6).

განივი ჩარჩოების სისტემაში მთავარი სხივები (დაუჭრელი) გადის ჭურჭელზე (ყვავილები, ჩარჩოები, სხივები). ამ სისტემას ყველაზე ხშირად იყენებენ ბუქსირების, ყინულისმტვრევების და ა.შ. მათ. გრძივი რეკრუტირების სისტემა გამოიყენება ტანკერებზე, რომლებსაც არ აქვთ მეორე ფსკერი.

გარე მოპირკეთება და გემბანი. გარე მოპირკეთების სქემატური დიაგრამა. გარე მოპირკეთება და გემბანის საფარი: უზრუნველყოფს კორპუსის წყალგაუმტარობას და კომპლექტთან ერთად, გრძივი (უფრო დიდი ზომით) და განივი (მცირე ზომით) სიმტკიცე. გარე საფარი დამზადებულია ფოლადის ფურცლისგან 3-20 მმ სისქით. ფურცლების სიგრძეა 6-8 მ, სიგანე 1,5-2 მ. ისინი ქმნიან ქამრებს (იხ. 7), რომლებსაც განსაკუთრებული სახელები აქვთ. გვერდითი მოოქროვილის ზედა ქამარს გარსი ჰქვია. მისგან ქვემოთ არის გვერდითი, ზიგომატური, ქვედა და ენა-ღარიანი სარტყლები. მარცხენა და მარჯვენა მხარის ფურცლის წყობის ქამრებს შორის არის ქამარი, რომელსაც ეწოდება ჰორიზონტალური კილი. საჭრელი და ჰორიზონტალური კილი უფრო სქელია, რადგან ისინი ატარებენ უდიდეს დატვირთვას. ჭურჭლის შუა ნაწილში ლოყებზე შედუღებულია გვერდითი კილები, რომლებიც ემსახურება რულონის ამპლიტუდის შემცირებას. ყინულის მცურავ გემებს წყლის ხაზთან ყინულის სარტყელი აქვთ.

გემბანის ფურცლები იდება გემის გასწვრივ ცენტრალური სიბრტყის პარალელურად. ყველაზე გარე ქამარი - გემბანის სტრინგერი - მზადდება გვერდის ფორმის მიხედვით ისე, რომ იგი მჭიდროდ მიუახლოვდეს მას. გემბანის სტრინგერი, როგორც წესი, უფრო სქელია.

სამგზავრო, სათევზაო და ზოგიერთ სხვა გემზე ფოლადის გემბანი დაფარულია ფიჭვის დაფებით დამზადებული ხის გემბანით 50-60 მმ სისქით და 100 მმ სიგანით. ის იცავს გემბანს ნაადრევი ცვეთასგან, ემსახურება როგორც იზოლაცია გემბანის ქვეშ არსებული სივრცეებისთვის და ქმნის უფრო კომფორტულ სამუშაო პირობებს ადამიანებისთვის. წყალგამძლეობის უზრუნველსაყოფად, ხის გემბანის ღარები იკვრება ფისოვანი ბუქსირით და ივსება ფისით.

ხის გემბანის ყველაზე გარე ხე-ტყე (გვერდით), რომელსაც წყლის წელის უწოდებენ, არის გემბანზე შედუღებული ვერტიკალური ფოლადის ზოლის გვერდით. წყლის გადინების არხს ამ ზოლსა და გემბანის ზემოთ გაშლილი მხარის კიდეს შორის წყალსადენი ეწოდება. წყლის გზებიდან წყალი მიედინება გემზე სპეციალური ღიობების - სკუპერების მეშვეობით.

გემბანის გვერდის გასწვრივ გემბანის ღია ნაწილებზე დამონტაჟებულია 900-1000 მმ სიმაღლის ღობე სამაგრის ან მოაჯირის სახით. საყრდენი დამზადებულია ფურცელი ფოლადისგან და გამაგრებულია სპეციალური თაროებით. მის ზევით შედუღებულია თოფი. მოაჯირი შედგება ლითონის ბოძებისგან, მათ შორის გადაჭიმული ფოლადის კაბელით.

გემბანიდან წყლის სწრაფი დრენაჟი და დატბორვის შემცირება უზრუნველყოფილია განივი დაღვრა და გრძივი გამჭვირვალე.

გემის ნაყარი. ჩაძირვის უზრუნველსაყოფად გემი, როგორც წესი, იყოფა კუპეებად სპეციალური ნაყარებით, რაც იცავს მას სრული დატბორვისგან კორპუსის ლოკალური დაზიანების შემთხვევაში. ნაყარი აძლიერებს გემის კორპუსს და ემსახურება გემების სივრცეების შემოფარებას სხვადასხვა მიზნებისთვის.

ნაყარებს, რომლებსაც არ აქვთ კარები, ამონაჭრები ან კისრები, ეწოდება წყალგაუმტარი. სწორედ ისინი, როგორც წესი, კომპლექტის შესაბამისი ელემენტებით მხარდაჭერილი, უპირველეს ყოვლისა უზრუნველყოფენ ჩაძირვას. თუ საჭიროა მიმდებარე კუპეებს შორის კომუნიკაცია, მაშინ კარები ნაყარში ხდება წყალგაუმტარი, დახურული სპეციალური საკეტებით.

გემის კორპუსზე მოქმედი ყველა ძალა (დატვირთვა) შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად:

-Მუდმივიმოქმედების მთელი პერიოდის განმავლობაში.

-შემთხვევითი, მოქმედებს ნებისმიერი პერიოდის განმავლობაში ან პერიოდულად.

სხეულზე ზემოქმედების ბუნებიდან გამომდინარე, შეიძლება იყოს მუდმივი ან შემთხვევითი ძალები სტატიკურიან დინამიური.

გემი ასევე ექვემდებარება დატვირთვას (ოპერაციის დროს):

გრავიტაცია - გემზე მუდმივად მოქმედი ძალები (მუდმივი). ეს მოიცავს სხეულის სიმძიმის ძალებს, მექანიზმებს, ტვირთს და მარაგებს.

ჰიდროსტატიკური წნევის ძალები (მხარდამჭერი ძალები) არის მუდმივი ძალები, რომლებიც აბალანსებს სიმძიმის ძალებს.

წყლის წინააღმდეგობის ძალები (ჭურჭლის მოძრაობის დროს) არის მუდმივი ძალები, რომელთა სიდიდე დამოკიდებულია ხომალდის სიჩქარესა და მოძრაობაზე.

ინერციული ძალები არის შემთხვევითი ძალები, რომელთა წარმოქმნა დამოკიდებულია ოპერაციულ პირობებზე, მაგალითად, გორვაზე.

კილის ბლოკების რეაქცია (ჭურჭლის დამაგრებისას) არის შემთხვევითი ძალა, რომლის სიდიდე დამოკიდებულია გემის სიგრძის გასწვრივ დატვირთვის განაწილებაზე დაჯდომის დროს და კელის ბლოკების რაოდენობაზე გემის ფსკერზე.

სხვა ოპერაციული ძალები შემთხვევითია, ძირითადად დინამიური ხასიათისაა: ზემოქმედება ბურჯზე დამაგრების დროს, დამიწების დროს, ტალღების ზემოქმედება კორპუსზე, გემბანის წყლით დატბორვა ქარიშხლის დროს.

ზემოაღნიშნული დატვირთვების დასაპირისპირებლად და ნარჩენი დეფორმაციების თავიდან ასაცილებლად, გემის კორპუსი უნდა ჰქონდეს ზოგადი გრძივი, განივი და ადგილობრივი სიმტკიცე.

ა) საერთო გრძივი სიმტკიცე:

როდესაც გემი მშვიდ წყალში ცურავს, მის კორპუსზე მოქმედებს გრავიტაცია და დამხმარე ძალები. ეს დატვირთვები პირობითად მცირდება ძალების ბრტყელ სისტემამდე, რომელიც გამოიყენება ვერტიკალურ სიბრტყეზე, რომელიც გადის გემის გასწვრივ მისი სიგანის შუაში. გემის სიგრძეზე გრავიტაციული ძალები ნაწილდება არათანაბრად, გემის ტიპზე, გემის მდებარეობიდან გემის სიგრძეზე, ტვირთის რაოდენობაზე, გემის მარაგის რაოდენობასა და განაწილებაზე და ბალასტზე. . გემის სიგრძეზე დამხმარე ძალების განაწილება პროპორციულია კორპუსის წყალქვეშა მოცულობის, ანუ წყლის უდიდესი ჰიდროსტატიკური წნევა იმოქმედებს კორპუსის სიგრძის შუა ნაწილის გასწვრივ, თანდათანობით შემცირდება ბოლოებისკენ.

გემის კორპუსის საერთო გრძივი სიძლიერის გამოსათვლელად იგი იყოფა 20 თეორიულ განყოფილებად. გამოითვლება სხეულის, მექანიზმების, დატვირთვების და აღჭურვილობის სიმძიმის ძალების სიდიდე თითოეულ თეორიულ განყოფილებაზე, შემდეგ კი მიღებულ შკალაზე აგებულია სიმძიმის ძალის მრუდი. შედეგად მიღებული საფეხურიანი მრუდი ნათლად აჩვენებს სიმძიმის სიდიდეს თითოეულ თეორიულ განყოფილებაში და ამ ძალების განაწილების ბუნებას გემის სიგრძეზე. ასევე გამოითვლება დამხმარე ძალების სიდიდე თითოეულ თეორიულ განყოფილებაზე და გამოსახულია მისი მრუდი. ეს მრუდი შეიძლება იყოს საფეხური, რაც უფრო მოსახერხებელია მისი სიმძიმის მრუდთან შესადარებლად, ან გლუვი, რადგან წყალქვეშა მოცულობის ცვლილება სიგრძის გასწვრივ შეუფერხებლად ხდება. მრუდები გამოსახულია იმავე მასშტაბით, რაც შესაძლებელს ხდის მათ დამატებას. შედეგი არის დატვირთვის მრუდი. ზოგჯერ შეიძლება იყოს დამხმარე ძალების გადაჭარბება, მაშინ დატვირთვის განაწილება გამოიწვევს გემის მოსახვევი,რომლის დროსაც გემბანზე წარმოიქმნება დაჭიმვის ან კომპრესიული ძაბვები. თუ გემზე დატვირთვა სხვაგვარად არის გადანაწილებული, ანუ გემის შუა ნაწილში იქნება სიმძიმის ძალების ჭარბი რაოდენობა, ხოლო კიდურებში იქნება დამხმარე ძალების გადაჭარბება, მაშინ გემი განიცდის. გადახრა,და გემბანზე სტრესი შეიცვლება ნიშანი.

ბ) ადგილობრივი სიძლიერე:

ლოკალური სიძლიერე არის სხეულის ცალკეული უბნების ან ადგილების უნარი გაუძლოს მათზე მოქმედ დატვირთვას. ადგილობრივი სიმტკიცის განხილვისას გემის კორპუსი იყოფა რამდენიმე სტრუქტურულ ელემენტად: იატაკები, ჩარჩოები, ტანკები, ფირფიტები.

- სართულები- ნაკრების გრძივი და განივი სხივების გადაკვეთის სისტემა, რომელიც დაკავშირებულია გარსით და ეყრდნობა მყარ საყრდენ კონტურს (გვერდები, ნაყარები, გემბანები).

არსებობს სხვადასხვა ტიპის იატაკი: ქვედა, გვერდითი, გემბანი, ნაყარი. სხივები, რომლებიც ქმნიან იატაკს, იყოფა ძირითადი მიმართულების სხივები- ხშირად დაშორებული ერთი მიმართულების სხივები და ჯვარედინი სამაგრები - მძლავრი სხივები, რომლებიც კვეთენ ძირითადი მიმართულების სხივებს და მხარს უჭერენ მათ.

- ჩარჩო ჩარჩო– ჩამოყალიბებულია ფსკერის, გვერდებისა და გემბანის განივი სხივებით, რომლებიც დევს იმავე ვერტიკალურ განივი სიბრტყეში. გემის კონსტრუქციული მექანიკის მეთოდების გამოყენებით განისაზღვრება დაძაბულობის დეფორმაციები სხივებსა და ჩარჩო კვანძებში.

- თეფში- ეს არის გარსის ის ნაწილი, რომელიც მდებარეობს სხივებს შორის და ეყრდნობა მათ. კორპუსის ფირფიტები უშუალოდ აღიქვამენ დატვირთვას და გადასცემენ მას გემის ჩარჩოს სხივებს. ორი მიმდებარე ფირფიტის გარკვეული ნაწილი შედის კომპლექტურ სხივში, როგორც დამაგრებული ფლანგი. ამრიგად, კომპლექტის სხივი შედგება ვერტიკალური კედლისგან, თავისუფალი სარტყლისგან და მიმაგრებული სარტყლისგან, ანუ მას აქვს I-სხივის სახე.

20. გემის კორპუსის ძირითადი ელემენტები: მშვილდი (წინა ან მშვილდი), უკანა (უკანა ან უკანა), ქვედა, ქვედა (დიდი გემებზე), ორმაგი ქვედა (ქვედა და ქვედა გემბანს შორის), გვერდები (მარცხნივ და პორტი), გემბანი (ფარავს კორპუსს თავზე) , გემბანები: ზედა - მთავარი, ასევე მეორე, მესამე და ა.შ. (გემბანები ითვლიან ზემოდან ქვემოდან), Twindeck - გემბანებს შორის სივრცე, გემის კორპუსის შიგნით განივი გრძივი ნაყარი იყოფა რამდენიმე ნაწილად. კუპეები, Forepeak - პირველი მშვილდის კუპე, Afterpeak - ბოლო უკანა განყოფილება, სუპერკონსტრუქციები და გემბანები განლაგებულია გემბანზე (შეიძლება იყოს ერთსართულიანი ან მრავალსართულიანი), ტანკი - მშვილდის ზედა სტრუქტურა (ბოლოები, ავზები საწვავით და სუფთა წყლით, ბალასტი. ინახება), ჯუთი - უკანა ზედნაშენი, შუა ზედნაშენი - განლაგებულია წინასამაგრსა და ღვარცოფს შორის. გემის აღჭურვილობის ელემენტები არის სტრუქტურების, პროდუქტებისა და მექანიზმების კომპლექსი, რომელიც უზრუნველყოფს გემის ნორმალურ, უსაფრთხო მუშაობას. საზღვაო გემებს, როგორც წესი, აქვთ საჭის, წამყვანების, დასამაგრებელი, ბუქსირების, სამაშველო, ანძის, ტვირთის, ჩარდახების და მოაჯირის მოწყობილობები.

21/ 22/ 23- გემის კორპუსის ძირითადი ჩარჩო სისტემები:

1. კორპუსის განივი ჩარჩოების სისტემა: ამ სისტემით, ყველა სართულზე ძირითადი მიმართულების სხივები (სხივები - გემბანში, ჩარჩოები - გვერდით, იატაკები - ბოლოში განლაგებულია გემის გასწვრივ. მათ შორის მანძილი განისაზღვრება შესაბამისად. რეესტრის წესები და გემის სიგრძიდან გამომდინარე, მერყეობს 500-800 მმ-ის ფარგლებში. ჭურჭელი ყინულით: დიზაინის სიმარტივე, მონაკვეთების შეერთების სიმარტივე, გრძივი შეერთების დიდი რაოდენობა, უფრო ადვილია განივი ნაყარის უზრუნველყოფა: დიდი რაოდენობით სამუშაოები.
2. გემის კორპუსის გრძივი ჩარჩოს სისტემა: ამ ჩარჩოების სისტემით, კორპუსის სიგრძის შუა ნაწილში ყველა სართულზე, გემის გასწვრივ განლაგებულია ძირითადი მიმართულების სხივები. ამ შემთხვევაში, ჭურჭლის ბოლოები იკრიბება განივი სისტემის გამოყენებით, რადგან კიდურებზე გრძივი სისტემა არაეფექტურია. გრძივი სისტემის გამოყენება გემის სიგრძის შუა ნაწილში იძლევა მაღალი გრძივი სიძლიერის საშუალებას. ამიტომ, ეს სისტემა გამოიყენება გრძელ გემებზე, რომლებიც განიცდიან დიდი მოღუნვის მომენტებს. უფრო მცირე სისქის შენადნობი ფოლადი. შედეგად, გემის ტარების მოცულობა იზრდება. მცირე რაოდენობის მოსახვევი სამუშაოები. ნაკლოვანებები: მაღალი ჩარჩოს ნაკრების დაყენება, რომელიც აფუჭებს საყრდენებს, განივი ნაკრებში ხვრელების დიდი რაოდენობა გრძივი გამაგრების გასავლელად, სრიალზე მონაკვეთების შეერთების სირთულე.
3. კორპუსის ჩარჩოების კომბინირებული სისტემა: ერთი ჩარჩო სისტემით, გემბანის და ქვედა სართულები კორპუსის სიგრძის შუა ნაწილში აგებულია გრძივი ჩარჩოების სისტემის გამოყენებით, ხოლო გვერდითი ჭერები შუა ნაწილში და ყველა სართული გემის ბოლოებზე აგებულია გამოყენებით. განივი ჩარჩოების სისტემა. იატაკის კომპლექტის სისტემების ეს კომბინაცია შესაძლებელს ხდის უფრო რაციონალურად გადაჭრას კორპუსის მთლიანი გრძივი და ადგილობრივი სიმტკიცის საკითხები, ასევე უზრუნველყოს გემბანის და ქვედა ფურცლების კარგი სტაბილურობა მათი შეკუმშვისას. კომბინირებული სისტემა გამოიყენება დიდი სიმძლავრის მშრალი ტვირთის გემებზე და დაბალი ცალმხრივი ტანკერებზე. ამ სისტემის გამოყენება იწვევს გემის ტევადობის გაზრდას, რადგან კარკასის სხივების რაციონალური განლაგების გამო კორპუსის ჯვარედინი მონაკვეთში შესაძლებელია ნაგლინი ფურცლებისა და პროფილების სისქის შემცირება.
4. გვ 45, 46, 47 – ნახატები.

ქვედა დიზაინი:

1. გემის ფსკერი შედგება ქვედა სართულებისგან, რომლებიც ფსკერის ნაწილებია, რომლებიც ჩაკეტილია გვერდებსა და ნაყარებს შორის. გემის ექსპლუატაციის დროს ქვედა სართულები განიცდიან შემდეგ დატვირთვას: წყლის ჰიდროსტატიკური წნევა, ტვირთის ერთნაირად განაწილებული ან კონცენტრირებული წნევა სათავსოში, კონცენტრირებული და ვიბრაციული დატვირთვები გემის განყოფილებაში, ტალღების ჰიდროდინამიკური ეფექტი ტალღის ბოლოებზე. ჭურჭელი, ძალები ზოგადი გრძივი მოღუნვისგან, კილის ბლოკების რეაქციები გემის დამაგრებისას, ტესტის კომპლექტის ჰიდროსტატიკური წნევა.
2. ქვედა იატაკი მეორე ფსკერის გარეშე, აწყობილი განივი ჩამოსხმის სისტემის გამოყენებით. ქვედა ნაკრები შედგება T- მონაკვეთის სხივებისგან. სხივებს აქვს ვერტიკალური კედელი და ჰორიზონტალური სარტყელი. ვერტიკალური კილი დამონტაჟებულია ცენტრალურ სიბრტყეში მთელი გემის გასწვრივ. მის პარალელურად 1100-2200 მმ მანძილზე. ქვედა სტრინგები მდებარეობს. თითოეულ ჩარჩოში ჭურჭლის გასწვრივ დამონტაჟებულია მყარი ფლორები. მრგვალი ან ოვალური ამონაჭრები კეთდება იატაკზე და სტრინგები იატაკის წონის შესამცირებლად შედუღებამდეა ჭრილებს შორის იატაკის კედლებზე. ბოლოში განივი და გრძივი ჩარჩოს კედლებში ამოჭრილია ღრუ ხვრელები - ხვრელები წყლის ნაკადისთვის და ფოლადის ნაკერების ამობურცული ლილვაკების გასასვლელად. ამ ტიპის ფსკერი გამოიყენება მცირე მშრალ სატვირთო გემებზე.
3. ქვედა სართული მეორე ფსკერის გარეშე, აწყობილი გრძივი ჩამოსხმის სისტემის გამოყენებით. ეს დიზაინი ჩვეულებრივ გამოიყენება ნავთობის ტანკერების ავზებში. დამახასიათებელი თვისებაა დიდი რაოდენობით გრძივი ქვედა გამაგრების არსებობა. გრძივი გამაგრების ქვედა ნაწილში, ჭრილები მზადდება სავარცხლის სახით, რაც აუმჯობესებს სხივების ძირამდე შედუღების პირობებს და უზრუნველყოფს ნავთობპროდუქტების დრენაჟს ნებისმიერი მხრიდან. ნაღვლის ნაწილის მიდამოში, გრძელ გემებზე ქვედა გრძივი გამაგრებლები გადის განივი ნაყარებით ჭრის გარეშე. ცენტრალურ სიბრტყეში დამონტაჟებულია მაღალი ვერტიკალური კილი.
4. ქვედა სართული მეორე ფსკერით, აწყობილი განივი სისტემის გამოყენებით. მეორე ქვედა იატაკი უზრუნველყოფს კორპუსის მთლიან გრძივი სიმტკიცეს, ტვირთის განთავსებასა და საყრდენის შენარჩუნებას და ხელს უშლის ტვირთის შეღწევას გემში, თუ ფსკერზე არის ხვრელი. მიღებული ორმაგი ქვედა სივრცე გამოიყენება გემების თხევადი მარაგის შესანახად და ბალასტის მისაღებად. ვერტიკალური კილი დამონტაჟებულია ცენტრალურ სიბრტყეში. ქვედა სტრინგები გადის კელის პარალელურად თითოეულ მხარეს. ჭურჭლის გასწვრივ დამონტაჟებულია მყარი, შეუღწევადი, ფრჩხილიანი ან მსუბუქი ფლორები. შეუღწევადი ფლორები ორმაგი ქვედა კუპეებს აკრავს. ზოგიერთ გემზე, მეორე ქვედა იატაკი გვერდით შეიძლება დაიკეცოს ან ჰორიზონტალურად მიუახლოვდეს მხარეს.
5. ქვედა სართული მეორე ფსკერით, აწყობილი გრძივი ჩამოსხმის სისტემის გამოყენებით. იგი გამოიყენება დიდ მშრალ სატვირთო გემებზე, ბოლო დროს კი ტანკერებზე. ვერტიკალური კილი დამონტაჟებულია ჭურჭლის სიგანის შუაში, ამ შემთხვევაში, შეიძლება განთავსდეს ოდნავ ნაკლებად ხშირად, ვიდრე განივი ინსტალაციის სისტემა, მაგრამ მათი რაოდენობა თითოეულ მხარეს ასევე დამოკიდებულია ჭურჭლის სიგანეზე; და მერყეობს ერთიდან სამამდე. მეორე ფსკერის ქვედა გრძივი გამაგრების ნეკნები განლაგებულია ძირის გასწვრივ და მეორე ფსკერის იატაკის ქვეშ. მეორე ქვედა იატაკზე მოთავსებულია მყარი და წყალგაუმტარი ფლორები.

ბრინჯი. გვერდი 49-52

დაფის დიზაინი: გემის მხარე შედგება გვერდითი სართულებისგან, რომლებიც წარმოადგენს გვერდის მონაკვეთებს განივი ნაყარებს, გემბანსა და ფსკერს შორის.

1. განივი კონსტრუქციის სისტემის გამოყენებით აწყობილი გვერდითი გადახურვა. (მშრალი სატვირთო გემები, ყინულმჭრელი და მცირე ზომის ტანკერები. გვერდითი მოპირკეთება ეყრდნობა ჩვეულებრივი ჩარჩოებით.

2. ქვედა სართული მეორე ფსკერით, აწყობილი გრძივი ჩამოსხმის სისტემის გამოყენებით. ეს დიზაინი გამოიყენება დიდი სიმძლავრის ტანკერებზე და ნავთობის მადნის გადამზიდავებზე.

ამ თემაზე ტარდება ლაბორატორიული სამუშაო 2.1 (2 საათი).

როდესაც გემი მოძრაობს სწორ კურსზე და საჭე განლაგებულია ცენტრალურ სიბრტყეში, ქარის და დენის არარსებობის შემთხვევაში, ამძრავების ბიძგების ძალა დაბალანსებულია წყლის წინააღმდეგობის ძალებით გემის კორპუსის მოძრაობაზე. საჭე და კორპუსი სიმეტრიულად მიედინება წყლის საპირისპირო ნაკადების ირგვლივ და არანაირი ძალა არ აქცევს გემს. საჭის გარკვეულ კუთხით გადაწევისას α , იმ მხარეს, რომელიც მიმართულია ნაკადის გარშემო, გაზრდილი წნევა ჩნდება საჭეზე და შემცირებული წნევა საჭის მოპირდაპირე მხარეს. წნევის სხვაობა საჭის პირის გვერდებზე ქმნის ძალას R,დაჭერით საჭის პირზე და დამოკიდებულია საჭის პირზე წყლის ნაკადის სიჩქარეზე, გადაადგილების კუთხზე, საჭის პირის ფორმასა და ფართობზე. საჭის გადაადგილების შემდეგ გემი, ინერციით, გარკვეული დროის განმავლობაში აგრძელებს მოძრაობას სწორი ხაზით, შემდეგ კი უხვევს საჭის გადაადგილების მიმართულებით. განვიხილოთ ძალის მოქმედება რგემზე საჭის შემობრუნების შემდეგ პირველ მომენტში.

მოდი დავშალოთ ძალა რპარალელოგრამის წესის მიხედვით ძალის ორ კომპონენტად: RU- გემის DP-ზე პერპენდიკულარული საჭის ძალა, და Rx -რეჟისორი DP დამუხრუჭების ძალა.მოდით გამოვიყენოთ ორი თანაბარი და საპირისპიროდ მიმართული ძალა გემის CG-ზე P 1და R 2, პარალელური და ძალის ტოლი RU.უფლებამოსილებები RUდა R 2ქმნიან ძალთა წყვილს და მათ გარდამტეხ მომენტს ბატონიდაურეკა საჭის ბრუნვაბატონი = რუ 0,5ლ სადაც 0.5L არის Ru და P 2 ძალების წყვილის მხარი.ძალის RUსწორ კურსზე მოძრაობისას განისაზღვრება ფორმულით:

Ru = k 1 k 2 s p 0.5рSp(k υ υ) 2 (α+β s) სად:

k 1 – კოეფიციენტი საჭის საყელურების დამონტაჟებიდან საჭის ძალის გაზრდის გათვალისწინებით (1,15-1,2);

k 2 – კოეფიციენტი, რომელიც ითვალისწინებს საჭის პირის სიახლოვის გავლენას გემის კორპუსთან (1,05-1,3 უფრო მცირე უფსკრულით, უფრო დიდი კოეფიციენტი);

с р – კუთხოვანი კოეფიციენტი. 5.15/1+(2S r/h r 2)სადაც h r არის საჭის დანის სიმაღლე, m;

ρ არის წყლის მასის სიმკვრივე (მტკნარი წყლისთვის 102 kgf s 2 /m 4);

Sр – საჭის პირის ფართობი, მ 2;

k υ – კოეფიციენტი. საჭის პირზე წყლის დინების სიჩქარის ცვლილების გათვალისწინებით პროპელერის და გემის კორპუსის მოქმედების გამო (1,1-1,55, მეტი ბიძგისას, ნაკლები ცალკეული გემებისთვის);

υ – წყლის დინების სიჩქარე საჭის პირზე, მ/წმ;

α – საჭის კუთხე, გრადუსი;

β с არის ჭურჭლის კონტურებით გამოწვეული წყლის ნაკადის დახრის კუთხე ღეროს უკან. (ერთი და სამი ხრახნიანი ხომალდისთვის β c = 2-4 0, ტყუპი ხრახნიანი გემებისთვის 2 საჭეებით β c = 0 0).

ნახატიდან ჩანს, რომ როდესაც საჭე გადადის გემზე, მოქმედებას იწყებს: შემობრუნების მომენტი. ბატონი , მიმართულია საჭის დანის გადახრისკენ; ძალა RU , გემის გადატანა მობრუნებისა და ძალის საწინააღმდეგო მიმართულებით Rx , ზრდის წინააღმდეგობის მოძრაობას. წინააღმდეგობის გაზრდა საჭის გადაადგილებისას ამცირებს გემის სიჩქარეს (სწორ ხაზზე მოძრაობისას და საჭის 5-გრადუსიანი ცვლის დროს გემის კურსზე შენარჩუნებისას სიჩქარის 2%-მდე იკარგება). საჭე არ უნდა აღემატებოდეს 10-ს.

გემის გადაადგილება და დრიფტი საჭის მობრუნების საპირისპირო მიმართულებით აღწევს თავის უდიდეს მნიშვნელობას გემის უკანა ნაწილში, რაც მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული საფრთხის მახლობლად შემობრუნებისა და ბრუნვისას.

ინერციის ძალების დაძლევის შემდეგ გემი იწყებს მოძრაობას მოხრილი ტრაექტორიით - ცირკულაცია. ამ დროს გემი, ისევე როგორც ნებისმიერი ფიზიკური სხეული, რომელიც მრუდის გასწვრივ მოძრაობს, ექვემდებარება ცენტრიდანულ ძალას თან , მიმართულია შემობრუნების საპირისპირო მიმართულებით.იგი გამოიყენება გემის სიმძიმის ცენტრზე და მისი მასის პროპორციულია მ , სიჩქარის კვადრატი υ s მთარგმნელობითი მოძრაობა და უკუპროპორციულია მოძრაობის ტრაექტორიის გამრუდების რადიუსთან რ . C=mυ s 2 /r .

ეს ძალა მხარზეა თ (სიმძიმის ცენტრსა და გემის ცენტრს შორის მანძილი) ქმნის ქუსლის მომენტს Mkr = Ch, რაც იწვევს ჭურჭლის შემობრუნებას ჭურჭლის მობრუნების საპირისპირო მიმართულებით, რაც ასევე მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მკვეთრი შემობრუნებისა და შემობრუნებისას. (შეამცირეთ სიჩქარე და საჭის კუთხე). ცირკულაცია, მისი პერიოდები და ელემენტები, იხილეთ ზემოთ.

ამძრავების გაჩერების შემდეგ, წყლის წნევა საჭის პირზე მკვეთრად მცირდება. სიჩქარის კლებასთან ერთად გემი ნაკლებად რეაგირებს საჭესთან და შეიძლება დაკარგოს კონტროლი.. როდესაც პროპელერი მოძრაობს საჭის მხარეს პროპელერისკენ მიმართული „უკუღმა“, იქმნება შემცირებული წნევა, შესაბამისად, როდესაც საჭე „მარჯვნივ“ არის გადახრილი, გემის მშვილდი იხრება მარცხნივ და პირიქით, ე.ი. ჭურჭლის საყრდენი იხრება საჭისკენ.

საჭეზე ზეწოლის ძალა პირველ მომენტში უკუსვლისას განისაზღვრება ფორმულით: Ru = c y 0.5S ρ υ 2 , განიხილეთ ძალის მოქმედება რ როცა ნავი უკუსვლით მოძრაობს. საჭის გადახრა იწვევს შემობრუნების მომენტს რამდენიმე ძალისგან R და R 1, წყლის წინააღმდეგობის გაზრდა გემის კორპუსის მოძრაობის მიმართ და სიჩქარის შემცირება ძალის მოქმედების გამო R xდა გემი მიემართება საჭის ცვლისკენ. საპირისპირო ცირკულაციისას, საჭის ძალის გავლენის ქვეშ, წყლის წნევა გვერდის უკანა ნაწილზე იზრდება (ძალა R 1 y), რომლისკენაც საჭეა გადაწეული. ეს ძალა ქმნის ბრუნვის მომენტს საჭის ბრუნვის მომენტის საპირისპიროდ, ხოლო მთლიანი ბრუნვის მომენტი ცირკულაციის საწყის მომენტში უკანა მხარეს უდრის სხვაობას საჭის მომენტებსა და გემის კორპუსის წყალგამძლეობას შორის. ამიტომ, საჭეზე თანაბარი წნევითაც კი, სისწრაფე წინ გადაცემაში უკეთესია, ვიდრე უკანა. თუმცა, შემობრუნების დაწყებიდან გარკვეული დროის შემდეგ, კუთხური სიჩქარე იწყებს ზრდას და გარე მხრიდან ჰიდროდინამიკური ძალები დინამიურ ძალაზე მეტი ხდება. R 1 წგამოწვეულია საჭის გადანაცვლებით. ამ დროს ხომალდის შემობრუნების მომენტი არის საჭის მომენტისა და პოზიციური მომენტის ჯამი, რაც იწვევს ბრუნვის სიჩქარის ზრდას. პოზიციური მომენტის სიდიდე ახლოს არის საჭის მომენტის სიდიდესთან, ამიტომ საჭის საპირისპირო მიმართულებით გადაადგილებამ შეიძლება არ მისცეს სასურველი ეფექტი და არ გამოიყვანოს ჭურჭელი მიმოქცევიდან. ამ ფენომენის გათვალისწინებით, უკუსვლისას არ უნდა იყოს დაშვებული მაღალი ბრუნვისა და მოძრაობის სიჩქარე. ჭურჭლის მიმოქცევიდან გამოსაყვანად, თქვენ უნდა გადახვიდეთ „წინ“ და ჭურჭელი წინ წაიწიოთ.