.

Вы здесь

Что такое теоретический чертеж?

Что такое теоретический чертеж?

20.03.2009 Автор: 0 14224

Журнал КиЯ №13 1968г

Даже начинающий любитель обычно обращает внимание на то, насколько разнообразные формы имеют корпуса мелких судов. Морская парусная яхта, тихоходный катер с каютой, гоночная мотолодка, охотничий челн — не нужно быть специалистом, чтобы заметить огромную разницу между ними не только в размерах (длина этих судов может оказаться и одинаковой), не только в оборудовании или, скажем, окраске, но, что самое главное, в форме корпуса. Для каждого судна выбрана своя форма, наиболее полно отвечающая его назначению и условиям плавания. Ведь сразу, например, ясно, что узкий остроносый челн, прекрасно приспособленный для движения на веслах по тихим озерам, заросшим камышом, никому не удастся превратить в глиссирующую мотолодку, рассчитанную на движение под мощным подвесным мотором (зато грести на ней,- когда испортится этот мотор, одно мучение!).

Нельзя переоценить значение формы судна, или обводов, как говорят судостроители. От обводов зависит, какую осадку получит судно после спуска на воду, какую оно разовьет скорость, как хорошо будет справляться с волной; словом, от формы корпуса зависят Собственно в том и состоит основная задач конструктора, чтобы для каждого из бесчисленного множества сочетаний самых противоречивых требований подобрать чуть ли не единственно возможную, наилучшую со всех точек зрения форму корпуса.

Приступая к проектированию, конструктор исходя из заранее сформулированных требуемых качеств судна выбирает его основные размерения и обводы. В дальнейшем он «вписывает» в обводы конструкцию корпуса, располагает оборудование и механическую установку, выполняет расчеты, необходимые для того, чтобы убедиться в безопасности будущего судна и его соответствии заданию. Если затем строитель точно выдержит размеры и обводы, спроектированные конструктором, т. е. форма построенного корпуса будет соответствовать той, которую предусмотрел конструктор, на судне разместится все предусмотренное оборудование и оно будет обладать всеми запроектированными качествами.

Однако мы еще не ответили на такой вопрос — а как же конструктор изображает форму корпуса в масштабе на своих чертежах? А как строитель воспроизводит затем эту форму в дереве или металле в натуральную величину? Ведь корпус любой лодки имеет очень сложную пространственную форму, состоящую из криволинейных поверхностей, причем в большинстве случаев кривизна поверхности изменяется и по длине, и по ширине, и по высоте. Как ее изобразить на плоском листе бумаги?

Пространственная форма корпуса любого судна, какой бы сложной она ни была, может быть совершенно точно изображена на листе бумаги только в трех проекциях в виде совокупности линий пересечения наружной поверхности корпуса тремя системами взаимно перпендикулярных секущих плоскостей. Именно потому, что здесь мы имеем дело с воображаемыми, теоретическими линиями сечений, этот чертеж формы корпуса получил в судостроении название теоретического.

Теоретический чертеж — это основа проекта любого большого или малого судна. Глядя на теоретический чертеж, искушенный в судостроении человек может составить полное представление об обводах судна и его основных качествах. Вот почему и в нашем сборнике при описании того или иного катера (яхты, лодки и т. п.) мы стараемся обязательно поместить его теоретический чертеж или хотя бы его одну из трех — самую интересную и наглядную проекцию, называемую корпусом. А если вы собираетесь построить это судно, вам тем более не обойтись без теоретического чертежа.

Построение теоретического чертежа. Теперь о том, как вычерчивается теоретический чертеж. Положение и количество вертикальных и горизонтальных плоскостей, рассекающих корпус вдоль и поперек, выбирается не произвольно, а в соответствии с установившимися в судостроении правилами. Три из этих плоскостей — диаметральная, основная и плоскость мидель-шпангоута — являются базовыми плоскостями как для построения теоретического чертежа, так и для последующего выполнения по нему всех расчетов и постройки судна.

Диаметральная плоскость (ДП) — вертикальная продольная плоскость симметрии, разделяющая судно на правый и левый борт. Пересечение диаметральной плоскости с наружными поверхностями корпуса дает на боковой проекции линии киля (шпунта), фор- и ахтерштевней и палубы в ДП.

Основная плоскость (ОП) — горизонтальная плоскость, касательная к обшивке корпуса в его самой нижней точке; линия (прямая) пересечения основной плоскости с ДП называется основной линией (ОЛ).

Плоскость мидель-шпангоута (миделя)— вертикальная поперечная плоскость, проходящая посредине длины судна, обычно через наиболее полное поперечное сечение. Эту плоскость обозначают значком.

Однако для полной характеристики обводов недостаточно рассечь корпус только двумя плоскостями — по диаметрали (плоскостью ДП) и поперек (плоскостью мидель-шпангоута); так мы получим только общее впечатление о виде корпуса сбоку и форме его поперечного сечений на середине длины. Как мы уже отмечали, надо рассечь корпус каким-то (и возможно большим) количеством плоскостей, параллельных трем базовым.

По длине корпус рассекается поперечными плоскостями, параллельными плоскости миделя. С поверхностью корпуса эти плоскости образуют так называемые линии шпангоутов. Для того чтобы потом можно было точно воспроизвести обводы и выполнить расчеты, число шпангоутов должно быть достаточно большим (от 6 до 20).

Рис. 1. Положение основных плоскостей теоретического чертежа.

По высоте корпус рассекается несколькими горизонтальными плоскостями, параллельными основной плоскости; их пересечения с поверхностью корпуса дают линии, называемые ватерлиниями.

Рис. 2. Теоретический чертеж мореходного катера.
Длина 9,75 м; ширина 2,90 м; осадка 0,92 м. водоизмещение 5,6 т. ЛБ—линия борта; Б1, Б2 —батоксы; Д1, Д2- рыбины.

Наконец, сечения корпуса вертикальными плоскостями, параллельными ДП, образуют линии батоксов.

Теоретический чертеж состоит обычно из трех проекций, на которые проектируются рассмотренные линии: боковой проекции (или просто «б о к а»), «полу-широты» (проекция одной из симметричных половин корпуса на основную плоскость) и «корпуса» (проекция на плоскость миделя).

На рис. 1 наглядно показано положение основных плоскостей теоретического чертежа, а на рис. 2 приведен теоретический чертеж мореходного катера. Как видим, теоретический чертеж состоит из совокупности перечисленных линий (батоксов, ватерлиний, шпангоутов) на трех проекциях. Нетрудно заметить, что любая из этих линий на двух проекциях изображается в виде прямой и только на одной — в истинном виде, чаще всего в виде кривой линии.

Прямые линии на каждой проекции образуют так называемую сетку теоретического чертежа; соответствующие линии сетки должны быть перпендикулярны или параллельны. Для удобства выполнения расчетов и контроля плавности обводов все одноименные секущие плоскости, а следовательно, и соответствующие линии сетки располагают на равных расстояниях одна от другой.

Кроме этих линий на теоретическом чертеже проводятся:
а) линия пересечения палубы с бортом, или линия борта, обычно остающаяся кривой на всех трех проекциях;
б) линия киля и штевней;
в) для деревянного судна — линия шпунта, т. е. линия примыкания обшивки к килю и штевням;
г) для остроскулых судов —- линия скулы или скул, продольных уступов и т. п.;
д) очертания руля, дейдвуда и плавников;
е) линия фальшборта и палубы в ДП;
ж) очертания транца и в случае необходимости его развертка.

Для согласования обводов корпуса в местах наибольшей кривизны наружной обшивки проводятся дополнительные шпангоуты и диагонали (рыбины). Последние получаются сечением корпуса плоскостями, примерно нормальными к обводам шпангоутов в характерных точках. На проекции корпус диагонали изображаются Прямыми линиями, наклонными к ДП. На боку диагонали не проводят, а строят их на полушироте. При этом плоскость диагоналей условно поворачивают до горизонтального положения и точки пересечения диагоналей со шпангоутами откладывают вниз от линии ДП (см. рис. 2, 3).

Так как корпус судна симметричен относительно ДП, на теоретическом чертеже принято изображать лишь одну его половину — один борт. На проекции корпус справа от линии ДП вычерчиваются носовые шпангоуты, слева — кормовые. На проекции полуширота для левого борта изображают обводы ватерлиний и палубы, для правого борта — диагонали.

Проекции теоретического чертежа обычно располагают на листе в следующем порядке: бок —в верхней части чертежа, носом вправо; полушироту — внизу под боком; корпус — слева на одном уровне с боком. Из-за недостатка места часто, особенно при плазовой разбивке чертежа в натуральную величину, проекции совмещают. Например, бок и полуширота могут быть совмещены, а корпус вычерчен отдельно. Нередко корпус размещают на проекции бок, совмещая мидель с ДП.

Теоретический чертеж должен выполняться с высокой точностью, так как от точности чертежа будет зависеть точность расчетов и качество построенного судна. Поэтому масштаб чертежа принимается возможно более крупным (1:5; 1:10; 1 : 20 или 1 : 25), а толщина линий чертежа не должна быть более 0,1—0,2 мм. Отклонения от плавности линий и несогласованность положения отдельных точек также не должны превышать эту величину.

Теоретический чертёж деревянного судна с дощатой или реечной обшивкой вычерчивается по наружной обшивке (по внешней ее поверхности), так как обшивка имеет значительную толщину, которую надо учитывать при расчетах. При разбивке на плазе и изготовлении лекал и шпангоутов толщину наружной обшивки надо учитывать, уменьшая размеры, т. е. делая шпангоут уже.

Обшивка малых судов с металлическими, пластмассовыми и фанерными корпусами имеет небольшую толщину, что позволяет строить теоретический чертеж прямо по обводам шпангоутов, т. е. по набору без наружной обшивки (однако, теоретические чертежи фанерных и пластмассовых судов часто выполняются по внешней поверхности наружной обшивки).

Согласование линий. Все линии и точки на теоретическом чертеже должны быть строго согласованы. Точки пересечения одноименных линий чертежа должны лежать на одинаковых расстояниях от соответствующих основных плоскостей на всех проекциях. Например, расстояние от точки пересечения батокса (рис. 3) с ВЛ1 до шп. 5 на полушироте должно быть равно соответствующему расстоянию на боку, а высота этой точки над ОЛ должна соответствовать этой высоте на корпусе. Подобным образом согласовываются все точки теоретического чертежа. Несогласованность точек (разница в расстояниях) — ординатах, которые должны быть одинаковыми) обычно должна быть менее толщины линии теоретического чертежа (0,1—0,2 мм).

Неточно построенный теоретический чертеж не пригоден для постройки судна; его использование может привести к необходимости переделок. Поэтому в мелком судостроении теоретический чертеж для постройки судна всегда вычерчивают в натуральную величину на плазе — на ровном полу или на фанерных щитах. Допустимые отклонения при выполнении плазовых и шаблонных работ не должны превышать 1—2 мм.

Таблица плазовых ординат. Для того чтобы перейти от теоретического чертежа, выполненного в масштабе при проектировании, к теоретическому чертежу в натуральных размерах, необходимому для постройки судна, составляется таблица плазовых ординат. В этой таблице указывают размеры (ординаты) в натуральную величину, т. е. размеры, снятые с теоретического чертежа, выполненного в масштабе, и умноженные на масштаб. Ординаты задаются для всех кривых линий теоретического чертежа по шпангоутам и группируются по проекциям. В одной группе задаются высоты над основной линией кривых батоксов, борта при палубе, скулы, киля; в другой группе — полушироты от ДП ватерлиний, скулы; шпунта и линии борта при палубе; в третьей — ординаты рыбин. Некоторые размеры, например, для построения очертаний штевней и плавников, не включаются в таблицу плазовых ординат, а обычно указываются на самом теоретическом чертеже.

Разумеется, чтобы пользоваться таблицей плазовых ординат, надо знать, на каких расстояниях одна от другой расположены секущие плоскости, т. е. шпацию — расстояние между шпангоутами, а также расстояния между ватерлиниями и расстояние между батоксами.

Известно, что положение любой точки в пространстве однозначно определяется тремя координатами от трех взаимно перпендикулярных базовых плоскостей.

Таблица ординат и представляет собой набор координат, с помощью которых задается положение большого количества точек, фиксирующих в пространстве положение поверхности судового корпуса. Таким образом цифрами в очень удобном табличном виде может быть «запрограммировано» сколь угодно сложная форма корпуса катера или яхты.

Рис. 4. Положение теоретических линий конструктивных элементов: а— продольное сечение корпуса (план); б — поперечное сечение

1 — линия носовой поперечной переборки; 2 — линия шпангоута; 3 — линия палубы; 4 — линия бортового стрингера; 5-линия балок продольного днищевого набора; 6 — килевой шпунт; 7 —линия теоретического чертежа при толстой деревянной обшивке; 8 — линия теоретического чертежа при топкой (металл, фанера, стеклопластик) обшивке»

Для постройки лодки практически нужна только одна проекция теоретического чертежа — корпус. Полуширота и бок нужны только для согласования.

При плазовой разбивке обнаруживаются и устраняются погрешности, допущенные при построении теоретического чертежа в масштабе, согласуются все линии и окончательно корректируется таблица плазовых ординат.

Положение теоретических линий элементов корпуса (расположение толщин). Для того чтобы при постройке судна выдержать обводы точно по теоретическому чертежу, а только тогда качества и вид судна будут, соответствовать запроектированным, необходимо знать правило о теоретических линиях конструктивных элементов корпуса. Теоретической линией называется линия (или плоскость) конструктивного элемента, совпадающая с линией теоретического чертеже. Такими линиями для деревянного судна с дощатой или реечной обшивкой являются (рис. 4):
— наружная поверхность обшивки; при изготовлении шпангоутов, штевней и киля толщина обшивки должна откладываться внутрь корпуса от теоретической линии шпангоута.
— внутренняя поверхность настила палубы, т. е. верхняя кромка бимса.
— кормовая кромка носовых .шпангоутов и носовая кромка кормовых шпангоутов. При соблюдении правила теоретических линий шпангоуты и переборки изготовляются точно по плазовой разбивке (за вычетом толщины обшивки); снятие малки при установке обшивки не приведет к изменению обводов.
— кромка карленгсов и стрингеров, обращенная к ДП.

При разбивке металлических, пластмассовых и фанерных судов, как правило, толщину обшивки учитывать не надо, т. е. обводы шпангоутов и являются теоретическими линиями; при отступлении от этого общего правила в таблице ординат должно быть соответствующее указание.

При разбивке на плазе пробиваются все теоретические линии элементов конструкций и уже по ним снимают необходимые размеры и шаблоны.


Рассмотрим, например, порядок построения обвода по 4-му шпангоуту мореходного катера, теоретический чертеж которого приведен в статье. На плазовом щите, собранном из листов фанеры, размечают две взаимно перпендикулярные линии — ОЛ и ДП. Затем параллельно основной проводят на заданных расстояниях шесть ватерлиний, а параллельно ДП (и следовательно, перпендикулярно ОЛ) — два батокс». Теперь нужно мысленно выделить в таблице плазовых ординат Столбец, относящийся к шп. 4. Вверх от ОЛ откладывают высоты по шпунту, - батоксам и до линии борта. Вправо (и влево при построении полного обвода) от ДП откладывают прлушироты по ватерлиниям и до линии борта. Все размеры из таблицы проставлены не рис. 5. Пользуясь гибкой деревянной рейкой, ло полученным точкам можно прочертить линию обвода шпангоута.

Места наибольшего изгиба по скуле, и у киля дополнительно проверяют по ординатам рыбин Д1 и Д2. В случае построения проекций полушироты (рис. 6) и бока поступают аналогичным образом, выделяя в таблице уже другие строки необходимых линий.

Таблица плазовых ординат может иметь и другую форму, отличающуюся от показанной, но принцип построения ее будет аналогичным.

Раздел: 

Boatportal.ru

logo