ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 292
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
10.5.1.1 Районы ледовых усилений. Для целей настоящей главы по длине корпуса судна выделяются следующие районы (см. также рис. 10.5.1.1
): Носовой район от линии форштевня до линии, параллельной носовой ветви линии плоского борта и смещенной от нее на 0,04???? в корму. Не требуется, чтобы указанное смещение в корму для балтийских ледовых классов IA Super и IA превышало 6 м, для балтийских ледовых классов IB им. Средний район от кормовой границы носового района до линии, параллельной кормовой ветви линии плоского борта и смещенной от нее на 0,04???? внос. Не требуется, чтобы указанное смещение внос для ледовых классов IA Super и IA превышало 6 м, для балтийских ледовых классов IB им. Кормовой район от кормовой границы среднего района до линии ахтерштевня. Длина ???? принимается согласно 1.1.3 части II Корпус.
10.5.5.3 Участки настила палубы. Узкие участки настила палубы в районе вырезов грузовых люков, которые могут считаться бортовыми стрингерами, должны удовлетворять требованиям к моменту сопротивления и площади сечения стенки стрингера, указанными в и соответственно. В случае протяженных по длине судна вырезов грузовых люков произведение ????ℎ может приниматься меньше 0,15, ноне менее 0,10. При проектировании крышек люков верхней палубы длиной более ????/2 и их закрытий должны учитываться относительные смещения бортов судна под действием ледовой нагрузки.
10.5.6 Рамные шпангоуты.
10.5.6.1 Ледовая нагрузка. Ледовая нагрузка, передаваемая на рамные шпангоуты от стрингеров или продольных балок основного набора, определяется последующей формуле
???? = ????
12
????ℎ????, МН
(10.5.6.1) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки, определяемая согласно
10.5.2.2
, МПа при определении с а
величина принимается равной 2????;
ℎ
– высота распределения нагрузки, принимаемая согласном. Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– расстояние между рамными шпангоутами, м
????
12
= 1,8
– коэффициент запаса для рамного шпангоута. В случае, если стрингер, опирающийся на рамный шпангоут, расположен вне ледового пояса, сила ???? должна быть умножена на (1– ℎ
????
/????
????
), где и принимаются согласно
10.5.5.2
10.7.3 Расчетные ледовые условия. При расчете ледовых нагрузок на гребной винт учтены особенности эксплуатации, указанные в табл. 10.7.3-1
, при этом наибольшая льдина, взаимодействующая с гребным винтом, имеет прямоугольную форму и размеры ????
????????????
∙ 2????
????????????
∙ Величина указана в табл. Таблица Особенности эксплуатации Ледовый класс Условия эксплуатации
IA Super Эксплуатация в канале за ледоколом ив ровном льду, преодолеваемом при работе набегами
IA, IB, IC Эксплуатация в канале за ледоколом
10.7.5.3.4.2 Расчет частотного интервала ответных крутильных колебаний. Для расчета частотного интервала могут учитываться взаимодействия при лопастной частоте первого и второго порядка. Амплитуды взаимодействия при лопастной частоте первого порядка и синусоидальная характеристика при лопастной частоте второго порядка определяются на основании того, что нагрузка представляется непрерывной последовательностью полусинусоидальных воздействий, а элементы рядов Фурье определяются для лопастной частоты первого и второго порядка. Ледовый момент гребного винта определяется в функции угла поворота φ с использованием следующей зависимости
????
????
(φ) = ????
max
(????
????0
+ ????
????1
sin(????????
0
φ + α
1
) + ????
????2
sin(2????????
0
φ + α
2
)), кНм где число льдин при взаимодействии и значения коэффициентов приведены в табл. Таблица Возмущающий момент Винты стремя лопастями (???? = 3) Случай взаимодействия 1 0,375 0,36
−90 0
0 1 Случай взаимодействия 2 0,7 0,33
−90 0,05
−45 1 Случай взаимодействия 3 0,25 0,25
−90 0
0 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с четырьмя лопастями (???? = 4) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,06
−90 1 Случай взаимодействия 2 0,9375 0
−90 0,0625
−90 1 Случай взаимодействия 3 0,25 0,25
−90 0
0 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с пятью лопастями (???? = 5) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,06
−90 1 Случай взаимодействия 2 1,19 0,17
−90 0,02
−90 1 Случай взаимодействия 3 0,3 0,25
−90 0,048
−90 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с шестью лопастями (???? = 6) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,05
−90 1 Случай взаимодействия 2 1,435 0,1
−90 0
0 1 Случай взаимодействия 3 0,3 0,25
−90 0,048
−90 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Расчетный момент для частотного интервала должен определяться последующей формуле
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
+ (????
max
????
????
????0
) ????
????
????
????
⁄ + ????
????????1
+ ????
????????2
, где ????
max
????
– наибольший ледовый момент на винте при рассматриваемой частоте вращения гребного винта
????
????0
– коэффициент, значения которого приведены в табл. 10.7.5.3.4.2
;
????
????????1
– ответный момент лопастной частоты первого порядка полученный при расчете частотного интервала
????
????????2
– ответный момент лопастной частоты второго порядка полученный при расчете частотного интервала. Если максимальный крутящий момент двигателя ????
????max неизвестен, то его значения должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 10.7.5.3.3
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетной льдины, взаимодействующей с винторулевой колонкой (2/3 от ????
????????????
), м
1,17 1,0 0,8 0,67 Предельная масса льдины ????
????????????
, кг
8670 5460 2800 1600 если значение неизвестно)
1,3 1,2 1,1 1 Таблица Скорость взаимодействия для среднего расположения винторулевой колонки в корме судна Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Продольное взаимодействие в основном направлении движения суднам с
6 5
5 5 Продольное взаимодействие в обратном направлении взаимодействие ступицы гребного винта толкающей установки или обтекателя гребного винта тянущей установки, мс
4 3
3 3 Поперечное взаимодействие при движении судна вперед носом, мс
3 2
2 2 Поперечное взаимодействие при движении судна кормой вперед судно двойного действиям с
4 3
3 3 Таблица Скорости взаимодействия для бортового расположения винторулевой колонки в корме судна, а также для среднего и бортового расположения винторулевой колонки вносу судна Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Продольное взаимодействие в основном направлении движениям с
6 5
5 5 Продольное взаимодействие в обратном направлении движения взаимодействие ступицы
4 3
3 3 гребного винта толкающей установки или обтекателя гребного винта тянущей установки, мс Поперечное взаимодействием с
4 3
3 3
10.7.6.5.3 Наибольшие ледовые нагрузки, действующие на корпус винторулевой колонки при преодолении тороса. В ледовых условиях движение судна обычно осуществляется в ледовых каналах. При прохождении других судов судно может подвергаться нагрузкам, обусловленным взаимодействием его винторулевых колонок со стенками ледового канала, обычно представляющими собой смерзшийся слой на поверхности, под которым находятся отдельные льдины. В дополнение к этому, винторулевая колонка может проходить через ледяные торосы при движении задним ходом. Такая ситуация, в частности, может иметь место для судов с балтийским ледовым классом IA Super, т.к. они могут самостоятельно эксплуатироваться в тяжелых ледовых условиях. У судов с более
): Носовой район от линии форштевня до линии, параллельной носовой ветви линии плоского борта и смещенной от нее на 0,04???? в корму. Не требуется, чтобы указанное смещение в корму для балтийских ледовых классов IA Super и IA превышало 6 м, для балтийских ледовых классов IB им. Средний район от кормовой границы носового района до линии, параллельной кормовой ветви линии плоского борта и смещенной от нее на 0,04???? внос. Не требуется, чтобы указанное смещение внос для ледовых классов IA Super и IA превышало 6 м, для балтийских ледовых классов IB им. Кормовой район от кормовой границы среднего района до линии ахтерштевня. Длина ???? принимается согласно 1.1.3 части II Корпус.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
200 Рис. 10.5.1.1 Районы ледовых усилений корпуса судна
10.5.2 Ледовая нагрузка.
10.5.2.1 Высота распределения ледовой нагрузки. Предполагается, что судно следовыми усилениями эксплуатируется в открытом море с толщиной сплошного льда, не превышающей ℎ
????
. При этом расчетная высота распределения ледовой нагрузки (ℎ) участка, непосредственно взаимодействующего со льдом, в любой момент времени принимается равной части толщины сплошного льда. Значения и ℎ приведены в табл. 10.5.2.1
: Таблица Балтийский ледовый класс
ℎ
????
, мм Интенсивность ледовой нагрузки. Расчетное значение ледового давления определяется последующей формуле
???? = ????
????
????
????
????
????
????
0
, МПа,
(10.5.2.2) где ????
????
– коэффициент, учитывающий влияние главных размерений судна и мощности его энергетической установки на величину ледовой нагрузки. Коэффициент не должен приниматься более 1,0 и должен определяться последующей формуле
????
????
=
????????+????
1000
, где ???? =
√Δ????
1000
; значения для ???? и ???? приведены в следующей таблице Таблица Район корпуса по длине носовой средний и кормовой
???? ≤ 12
???? > 12
???? ≤ 12
???? > 12
????
30 6
8 2
????
230 518 214 286
Δ
– водоизмещение судна при максимальной осадке во льду, т (см. 10.3.1
);
200 Рис. 10.5.1.1 Районы ледовых усилений корпуса судна
10.5.2 Ледовая нагрузка.
10.5.2.1 Высота распределения ледовой нагрузки. Предполагается, что судно следовыми усилениями эксплуатируется в открытом море с толщиной сплошного льда, не превышающей ℎ
????
. При этом расчетная высота распределения ледовой нагрузки (ℎ) участка, непосредственно взаимодействующего со льдом, в любой момент времени принимается равной части толщины сплошного льда. Значения и ℎ приведены в табл. 10.5.2.1
: Таблица Балтийский ледовый класс
ℎ
????
, мм Интенсивность ледовой нагрузки. Расчетное значение ледового давления определяется последующей формуле
???? = ????
????
????
????
????
????
????
0
, МПа,
(10.5.2.2) где ????
????
– коэффициент, учитывающий влияние главных размерений судна и мощности его энергетической установки на величину ледовой нагрузки. Коэффициент не должен приниматься более 1,0 и должен определяться последующей формуле
????
????
=
????????+????
1000
, где ???? =
√Δ????
1000
; значения для ???? и ???? приведены в следующей таблице Таблица Район корпуса по длине носовой средний и кормовой
???? ≤ 12
???? > 12
???? ≤ 12
???? > 12
????
30 6
8 2
????
230 518 214 286
Δ
– водоизмещение судна при максимальной осадке во льду, т (см. 10.3.1
);
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
201
????
– мощность главных механизмов, передаваемая на движители при непрерывной работе во льдах, кВт (см. 10.4.2
). Если кроме главного двигателя (двигателей) имеются дополнительные источники тяговой мощности (например, валогенератор, работающий в режиме электродвигателя, их мощность также должна быть включена в общую мощность, используемую для определения размеров корпусных конструкций. Мощность главных механизмов, используемая для определения размеров корпусных конструкций, должна быть приведена на чертеже растяжки наружной обшивки.
????
????
– коэффициент, учитывающий изменение ожидаемой величины нагрузки в рассматриваемом районе корпуса по сравнению с нагрузкой в носовом районе. Величина коэффициента определяется по табл. Таблица Балтийский ледовый класс Район по длине носовой средний кормовой
IA Super
1,0 1,0 0,75
IA
1,0 0,85 0,65
IB
1,0 0,70 0,45
IC
1,0 0,50 0,25
????
????
– коэффициент, учитывающий вероятного того, что рассматриваемый участок корпуса полностью попадет в зону воздействия ледовой нагрузки. Величина коэффициента определяется последующей формуле
????
????
= √????
0
????
????
⁄
, 0,35 ≤ ????
????
≤ 1,0 где ????
0
= 0,6 м принимается по табл. 10.5.2.2-3
????
0
– 5,6 МПа – номинальное значение интенсивности ледовой нагрузки. Таблица Конструкция Система наборам Наружная обшивка поперечная Расстояние между шпангоутами продольная
1,7
× расстояние между балками набора Балки набора поперечная Расстояние между шпангоутами продольная Длина пролета балки набора
Стрингер Длина пролета стрингера Рамный шпангоут
2
× расстояние между рамными шпангоутами
10.5.3 Наружная обшивка.
10.5.3.1 Протяженность ледовых усилений наружной обшивки по высоте борта ледовый пояс. Протяженность ледового пояса по высоте борта определяется согласно табл. 10.5.3.1
(см. рис. 10.5.1.1
). Таблица Балтийский ледовый класс Район ледовых усилений по длине Выше ВЛВЛ Ниже НЛВЛ
IA Super носовой
0,60 мм средний кормовой
1,0 м
IA носовой
0,50 мм средний
0,75 м кормовой
IB и IC носовой
0,40 мм средний
0,60 м кормовой
201
????
– мощность главных механизмов, передаваемая на движители при непрерывной работе во льдах, кВт (см. 10.4.2
). Если кроме главного двигателя (двигателей) имеются дополнительные источники тяговой мощности (например, валогенератор, работающий в режиме электродвигателя, их мощность также должна быть включена в общую мощность, используемую для определения размеров корпусных конструкций. Мощность главных механизмов, используемая для определения размеров корпусных конструкций, должна быть приведена на чертеже растяжки наружной обшивки.
????
????
– коэффициент, учитывающий изменение ожидаемой величины нагрузки в рассматриваемом районе корпуса по сравнению с нагрузкой в носовом районе. Величина коэффициента определяется по табл. Таблица Балтийский ледовый класс Район по длине носовой средний кормовой
IA Super
1,0 1,0 0,75
IA
1,0 0,85 0,65
IB
1,0 0,70 0,45
IC
1,0 0,50 0,25
????
????
– коэффициент, учитывающий вероятного того, что рассматриваемый участок корпуса полностью попадет в зону воздействия ледовой нагрузки. Величина коэффициента определяется последующей формуле
????
????
= √????
0
????
????
⁄
, 0,35 ≤ ????
????
≤ 1,0 где ????
0
= 0,6 м принимается по табл. 10.5.2.2-3
????
0
– 5,6 МПа – номинальное значение интенсивности ледовой нагрузки. Таблица Конструкция Система наборам Наружная обшивка поперечная Расстояние между шпангоутами продольная
1,7
× расстояние между балками набора Балки набора поперечная Расстояние между шпангоутами продольная Длина пролета балки набора
Стрингер Длина пролета стрингера Рамный шпангоут
2
× расстояние между рамными шпангоутами
10.5.3 Наружная обшивка.
10.5.3.1 Протяженность ледовых усилений наружной обшивки по высоте борта ледовый пояс. Протяженность ледового пояса по высоте борта определяется согласно табл. 10.5.3.1
(см. рис. 10.5.1.1
). Таблица Балтийский ледовый класс Район ледовых усилений по длине Выше ВЛВЛ Ниже НЛВЛ
IA Super носовой
0,60 мм средний кормовой
1,0 м
IA носовой
0,50 мм средний
0,75 м кормовой
IB и IC носовой
0,40 мм средний
0,60 м кормовой
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
202 Дополнительно необходимо предусмотреть усиление следующих районов. Нижняя часть форштевня Для судов балтийского ледового класса IA Super наружная обшивка ниже ледового пояса на участке от форштевня до сечения, отстоящего на пять шпаций от точки пересечения форштевня с основной плоскостью, должна быть усилена таким же образом, что и наружная обшивка в носовом районе. Верхняя часть ледового пояса в носовом районе Для судов балтийских ледовых классов IA Super и IA с эксплуатационной скоростью на чистой воде 18 уз. и более наружная обшивка выше ледового пояса на участке от форштевня до сечения, отстоящего от носового перпендикуляра на расстояние как минимум 0,2????, должна быть усилена таким же образом, что и наружная обшивка в среднем районе. Аналогичное усиление конструкции носового района рекомендуется также для судов с меньшей эксплуатационной скоростью на чистой воде в том случае, если, например, при испытании модели судна в опытовом бассейне видно, что у судна образуется высокая носовая волна. В наружной обшивке в районе ледового пояса не допускается располагать бортовые иллюминаторы. Если верхняя палуба судна расположена ниже верхней границы ледового пояса, конструкция фальшборта должна быть равнопрочной с конструкцией наружной обшивки в районе ледового пояса. Аналогичное требование предъявляется к конструкции штормовых портов.
10.5.3.2 Толщина наружной обшивки ледового пояса. При поперечной системе набора толщина наружной обшивки определяется последующей формуле
???? = 667????√
????
1
????
????????
σ
????
+ ????
????
, мм.
(10.5.3.2-1) При продольной системе набора толщина наружной обшивки определяется последующей формуле
???? = 667????√
????
????
2
σ
????
+ ????
????
, мм,
(10.5.3.2-2) где ????
– расстояние между балками наборам, МПа
???? определяется согласно
10.5.2.2
;
????
1
= 1,3 −
4,2
(ℎ ????
⁄ +1,8)
2
; ноне более 1,0
????
2
= {
0,6 +
0,4
(ℎ ????
⁄ )
при ℎ ???? ≤ 1 ;
⁄
1,4 − 0,4(ℎ ????
⁄ ) при 1 ≤ ℎ ????
⁄ ≤ 1,8 где ℎ принимается согласно
10.5.2.1
;
σ
????
– предел текучести материала, МПа, принимаемый равным
σ
????
= 235 МПа для стали нормальной прочности
σ
????
= 315 МПа и выше для стали повышенной прочности.
????
????
– надбавка на коррозионный и абразивный износ, мм, в общем случае принимается равной
2,0 мм. В случае, если применяются и поддерживаются в годном состоянии специальные защитные покрытия, эксплуатация которых во льдах подтвердила их надежность для защиты от абразивного износа, надбавка может быть уменьшена до 1 мм по согласованию с судовладельцем и при условии представления Регистру документов, перечисленных в разд. 8.6 Руководства по применению Финско-шведских правил для судов ледового класса. При этом на чертеже корпусных конструкций также должны быть указаны размеры, определенные при надбавка на коррозионный и абразивный износ.
202 Дополнительно необходимо предусмотреть усиление следующих районов. Нижняя часть форштевня Для судов балтийского ледового класса IA Super наружная обшивка ниже ледового пояса на участке от форштевня до сечения, отстоящего на пять шпаций от точки пересечения форштевня с основной плоскостью, должна быть усилена таким же образом, что и наружная обшивка в носовом районе. Верхняя часть ледового пояса в носовом районе Для судов балтийских ледовых классов IA Super и IA с эксплуатационной скоростью на чистой воде 18 уз. и более наружная обшивка выше ледового пояса на участке от форштевня до сечения, отстоящего от носового перпендикуляра на расстояние как минимум 0,2????, должна быть усилена таким же образом, что и наружная обшивка в среднем районе. Аналогичное усиление конструкции носового района рекомендуется также для судов с меньшей эксплуатационной скоростью на чистой воде в том случае, если, например, при испытании модели судна в опытовом бассейне видно, что у судна образуется высокая носовая волна. В наружной обшивке в районе ледового пояса не допускается располагать бортовые иллюминаторы. Если верхняя палуба судна расположена ниже верхней границы ледового пояса, конструкция фальшборта должна быть равнопрочной с конструкцией наружной обшивки в районе ледового пояса. Аналогичное требование предъявляется к конструкции штормовых портов.
10.5.3.2 Толщина наружной обшивки ледового пояса. При поперечной системе набора толщина наружной обшивки определяется последующей формуле
???? = 667????√
????
1
????
????????
σ
????
+ ????
????
, мм.
(10.5.3.2-1) При продольной системе набора толщина наружной обшивки определяется последующей формуле
???? = 667????√
????
????
2
σ
????
+ ????
????
, мм,
(10.5.3.2-2) где ????
– расстояние между балками наборам, МПа
???? определяется согласно
10.5.2.2
;
????
1
= 1,3 −
4,2
(ℎ ????
⁄ +1,8)
2
; ноне более 1,0
????
2
= {
0,6 +
0,4
(ℎ ????
⁄ )
при ℎ ???? ≤ 1 ;
⁄
1,4 − 0,4(ℎ ????
⁄ ) при 1 ≤ ℎ ????
⁄ ≤ 1,8 где ℎ принимается согласно
10.5.2.1
;
σ
????
– предел текучести материала, МПа, принимаемый равным
σ
????
= 235 МПа для стали нормальной прочности
σ
????
= 315 МПа и выше для стали повышенной прочности.
????
????
– надбавка на коррозионный и абразивный износ, мм, в общем случае принимается равной
2,0 мм. В случае, если применяются и поддерживаются в годном состоянии специальные защитные покрытия, эксплуатация которых во льдах подтвердила их надежность для защиты от абразивного износа, надбавка может быть уменьшена до 1 мм по согласованию с судовладельцем и при условии представления Регистру документов, перечисленных в разд. 8.6 Руководства по применению Финско-шведских правил для судов ледового класса. При этом на чертеже корпусных конструкций также должны быть указаны размеры, определенные при надбавка на коррозионный и абразивный износ.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
203 В Классификационное свидетельство таких судов вносится специальная отметка см. 2.3.1 части I Классификация.
10.5.4 Балки основного набора.
10.5.4.1 Протяженность района ледовых усилений по высоте борта для балок основного набора. Протяженность ледовых усилений по высоте борта для балок основного набора определяется согласно табл. Таблица Балтийский ледовый класс Район корпуса по длине Выше ВЛВЛ Ниже НЛВЛ
IA Super носовой
1,2 м До настила второго дна или ниже верхних поясков флоров средний
2,0 м кормовой
1,6 ми носовой
1,0 мм средний
1,3 м кормовой
1,0 м Для верхней части ледового пояса в носовом районе (см. рис. 10.5.1.1
) требования к ледовым усиления балок набора должны применяться как минимум по всей высоте указанного участка района ледовых усилений. Если палуба, днище подпалубной цистерны или настил второго дна располагаются внутри района ледовых усилений на расстоянии менее 250 мм от границы ледовых усилений, допускается совместить границу ледовых усилений с уровнем палубы, подпалубной цистерны или настила второго дна.
10.5.4.2 Шпангоуты при поперечной системе набора.
10.5.4.2.1 Момент сопротивления и площадь поперечного сечения стенки. Момент сопротивления поперечного сечения основных или промежуточных шпангоутов, см, должен быть не менее определяемого по формуле
???? =
????????ℎ????
????
????
σ
????
× 10 6
(10.5.4.2.1-1) Площадь поперечного сечения стенки основных или промежуточных шпангоутов, см, должна быть не менее определяемой по формуле
???? =
√3????
3
????ℎ????
2σ
????
× 10 4
, см,
(10.5.4.2.1-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
????
– расстояние между шпангоутами, м
ℎ
– высота распределения нагрузки, принимаемая согласном длина пролета шпангоутам коэффициент, который учитывает влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала согласно с
10.5.3.2
, МПа
????
0
– коэффициент, учитывающий тип граничных условий шпангоута, принимаемый согласно табл. 10.5.4.2.1
203 В Классификационное свидетельство таких судов вносится специальная отметка см. 2.3.1 части I Классификация.
10.5.4 Балки основного набора.
10.5.4.1 Протяженность района ледовых усилений по высоте борта для балок основного набора. Протяженность ледовых усилений по высоте борта для балок основного набора определяется согласно табл. Таблица Балтийский ледовый класс Район корпуса по длине Выше ВЛВЛ Ниже НЛВЛ
IA Super носовой
1,2 м До настила второго дна или ниже верхних поясков флоров средний
2,0 м кормовой
1,6 ми носовой
1,0 мм средний
1,3 м кормовой
1,0 м Для верхней части ледового пояса в носовом районе (см. рис. 10.5.1.1
) требования к ледовым усиления балок набора должны применяться как минимум по всей высоте указанного участка района ледовых усилений. Если палуба, днище подпалубной цистерны или настил второго дна располагаются внутри района ледовых усилений на расстоянии менее 250 мм от границы ледовых усилений, допускается совместить границу ледовых усилений с уровнем палубы, подпалубной цистерны или настила второго дна.
10.5.4.2 Шпангоуты при поперечной системе набора.
10.5.4.2.1 Момент сопротивления и площадь поперечного сечения стенки. Момент сопротивления поперечного сечения основных или промежуточных шпангоутов, см, должен быть не менее определяемого по формуле
???? =
????????ℎ????
????
????
σ
????
× 10 6
(10.5.4.2.1-1) Площадь поперечного сечения стенки основных или промежуточных шпангоутов, см, должна быть не менее определяемой по формуле
???? =
√3????
3
????ℎ????
2σ
????
× 10 4
, см,
(10.5.4.2.1-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
????
– расстояние между шпангоутами, м
ℎ
– высота распределения нагрузки, принимаемая согласном длина пролета шпангоутам коэффициент, который учитывает влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала согласно с
10.5.3.2
, МПа
????
0
– коэффициент, учитывающий тип граничных условий шпангоута, принимаемый согласно табл. 10.5.4.2.1
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
204 Таблица Граничные условия Пример
7 Шпангоуты навалочного судна при наличии подпалубных цистерн
6 Шпангоуты между настилом второго дна и палубой однопалубного судна
5,7 Непрерывные на опорных конструкциях шпангоуты с несколькими пролетами между промежуточными палубами или стрингерами
5 Шпангоуты между двумя палубами Указанные граничные условия должны применяться как для основных, таки промежуточных шпангоутов. Нагрузка располагается таким образом, чтобы центр эпюры совпадал с серединой пролета. Если районом ледовых усилений перекрывается менее 15 % длины пролета шпангоута ???? допускается определять требуемые размеры шпангоута без учета требований
10.5.4.2.1
10.5.4.2.2 Крепление верхнего конца шпангоута Верхние концы основного и промежуточного шпангоутов, относящихся к ледовым усилениям, должны быть закреплены на палубе, подпалубной цистерне, платформе или стрингере согласно Применение требований настоящего раздела к части шпангоута, расположенной выше палубы, платформы или стрингера, находящихся на уровне или выше границы ледовых усилений, не является обязательным при этом верхний конец промежуточного шпангоута может закрепляться на соседних шпангоутах продольным ребром жесткости, размеры поперечного сечения которого равны размерам поперечного сечения основного шпангоута.
10.5.4.2.3 Крепление нижнего конца шпангоута Нижние концы основных и промежуточных шпангоутов, относящиеся к ледовым усилениям, должны быть закреплены на настиле второго дна, платформе или стрингере согласно В случае, если промежуточный шпангоут заканчивается ниже настила двойного дна, платформы или стрингера, находящихся на уровне или ниже границы ледовых усилений, то нижний конец промежуточного шпангоута может закрепляться на соседних шпангоутах продольным ребром жесткости, размеры поперечного сечения которого равны размерам поперечного сечения основного шпангоута. При этом основной шпангоут ниже нижней границы ледовых усилений должен быть закреплен также, как и внутри ледовых усилений согласно
10.5.4.1
204 Таблица Граничные условия Пример
7 Шпангоуты навалочного судна при наличии подпалубных цистерн
6 Шпангоуты между настилом второго дна и палубой однопалубного судна
5,7 Непрерывные на опорных конструкциях шпангоуты с несколькими пролетами между промежуточными палубами или стрингерами
5 Шпангоуты между двумя палубами Указанные граничные условия должны применяться как для основных, таки промежуточных шпангоутов. Нагрузка располагается таким образом, чтобы центр эпюры совпадал с серединой пролета. Если районом ледовых усилений перекрывается менее 15 % длины пролета шпангоута ???? допускается определять требуемые размеры шпангоута без учета требований
10.5.4.2.1
10.5.4.2.2 Крепление верхнего конца шпангоута Верхние концы основного и промежуточного шпангоутов, относящихся к ледовым усилениям, должны быть закреплены на палубе, подпалубной цистерне, платформе или стрингере согласно Применение требований настоящего раздела к части шпангоута, расположенной выше палубы, платформы или стрингера, находящихся на уровне или выше границы ледовых усилений, не является обязательным при этом верхний конец промежуточного шпангоута может закрепляться на соседних шпангоутах продольным ребром жесткости, размеры поперечного сечения которого равны размерам поперечного сечения основного шпангоута.
10.5.4.2.3 Крепление нижнего конца шпангоута Нижние концы основных и промежуточных шпангоутов, относящиеся к ледовым усилениям, должны быть закреплены на настиле второго дна, платформе или стрингере согласно В случае, если промежуточный шпангоут заканчивается ниже настила двойного дна, платформы или стрингера, находящихся на уровне или ниже границы ледовых усилений, то нижний конец промежуточного шпангоута может закрепляться на соседних шпангоутах продольным ребром жесткости, размеры поперечного сечения которого равны размерам поперечного сечения основного шпангоута. При этом основной шпангоут ниже нижней границы ледовых усилений должен быть закреплен также, как и внутри ледовых усилений согласно
10.5.4.1
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
205
10.5.4.3 Продольные балки при продольной системе набора. Требования настоящего раздела распространяются на продольные балки набора вне зависимости от способа их закрепления на концах.
10.5.4.3.1 Продольные балки набора, закрепленные на концах кницами или без книц. Момент сопротивления, см, продольной балки набора должен быть не менее определяемого последующей формуле
???? =
????
4
????ℎ????
2
????σ
????
10 6
(10.5.4.3.1-1) и площадь поперечного сечения стенки, см
2
продольной балки должна быть не менее определяемой по формуле
???? =
√3????
4
????
5
????ℎ????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.4.3.1-2) где ????
4
= 1
–0,2 ℎ/???? – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между соседними балками
????
5
= 2,16
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределение касательных напряжений
????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки, м, в соответствии с
10.5.2.1
;
????
– расстояние между балками наборам длина пролета балки набора без учета книц, м
???? – коэффициент, учитывающий граничные условия балки набора, принимаемый равным
???? = 13,3 для балок, не разрезающихся на опорных конструкциях и закрепленных кницами; если условия закрепления балки существенно отличаются от описанных выше, значение коэффициента ???? может быть уменьшено при предоставлении Регистру соответствующих расчетов
σ
????
– предел текучести материала согласно
10.5.3.2
, МПа. Фактическая площадь поперечного сечения продольной балки определяется без учета площади сечения кницы.
10.5.4.4. Общие требования к балкам набора
10.5.4.4.1 Соединения балок набора с опорными конструкциями. Должно быть обеспечено надежное соединение балок набора в районе ледовых усилений с опорными конструкциями. Продольные балки основного набора должны быть соединены срамными шпангоутами и переборками при помощи книц. Если шпангоут при поперечной системе набора оканчивается на стрингере или палубе, в районе крепления должны быть установлены кницы или аналогичные им конструкции. Если балка не разрезается на опорной конструкции, ее стенка должна крепиться к опорной конструкции с двух сторон (сваркой или при помощи заделки. В случае установки книц, толщина стенки кницы должна быть не менее толщины стенки балки, а свободная кромка кницы должна быть подкреплена для обеспечения ее устойчивости.
10.5.4.4.2 Подкрепление балок набора для предотвращения потери устойчивости, в том числе заваливания. Балки набора должны привариваться к наружной обшивке двусторонним непрерывным сварным швом. Вырезы в стенке балки со стороны обшивки (например, голубницы) не допускаются, за исключение вырезов для прохода сварных швов. Толщина стенки балки набора должна быть не менее большей из следующих величин
ℎ
????
√σ
????
????
,
205
10.5.4.3 Продольные балки при продольной системе набора. Требования настоящего раздела распространяются на продольные балки набора вне зависимости от способа их закрепления на концах.
10.5.4.3.1 Продольные балки набора, закрепленные на концах кницами или без книц. Момент сопротивления, см, продольной балки набора должен быть не менее определяемого последующей формуле
???? =
????
4
????ℎ????
2
????σ
????
10 6
(10.5.4.3.1-1) и площадь поперечного сечения стенки, см
2
продольной балки должна быть не менее определяемой по формуле
???? =
√3????
4
????
5
????ℎ????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.4.3.1-2) где ????
4
= 1
–0,2 ℎ/???? – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между соседними балками
????
5
= 2,16
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределение касательных напряжений
????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки, м, в соответствии с
10.5.2.1
;
????
– расстояние между балками наборам длина пролета балки набора без учета книц, м
???? – коэффициент, учитывающий граничные условия балки набора, принимаемый равным
???? = 13,3 для балок, не разрезающихся на опорных конструкциях и закрепленных кницами; если условия закрепления балки существенно отличаются от описанных выше, значение коэффициента ???? может быть уменьшено при предоставлении Регистру соответствующих расчетов
σ
????
– предел текучести материала согласно
10.5.3.2
, МПа. Фактическая площадь поперечного сечения продольной балки определяется без учета площади сечения кницы.
10.5.4.4. Общие требования к балкам набора
10.5.4.4.1 Соединения балок набора с опорными конструкциями. Должно быть обеспечено надежное соединение балок набора в районе ледовых усилений с опорными конструкциями. Продольные балки основного набора должны быть соединены срамными шпангоутами и переборками при помощи книц. Если шпангоут при поперечной системе набора оканчивается на стрингере или палубе, в районе крепления должны быть установлены кницы или аналогичные им конструкции. Если балка не разрезается на опорной конструкции, ее стенка должна крепиться к опорной конструкции с двух сторон (сваркой или при помощи заделки. В случае установки книц, толщина стенки кницы должна быть не менее толщины стенки балки, а свободная кромка кницы должна быть подкреплена для обеспечения ее устойчивости.
10.5.4.4.2 Подкрепление балок набора для предотвращения потери устойчивости, в том числе заваливания. Балки набора должны привариваться к наружной обшивке двусторонним непрерывным сварным швом. Вырезы в стенке балки со стороны обшивки (например, голубницы) не допускаются, за исключение вырезов для прохода сварных швов. Толщина стенки балки набора должна быть не менее большей из следующих величин
ℎ
????
√σ
????
????
,
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
206 где ℎ
????
– высота стенки балки
???? = 282 – для полосового профиля
???? = 805 – в остальных случаях
????−????
????
2
, где ????
– требуемая толщина наружной обшивки мм в соответствии с при определении которой принимается равным пределу текучести балки набора
9 мм. Если вместо одной из балок к наружной обшивке примыкает листовой элемент например, настил палубы, платформы или второго дна, обшивка поперечной переборки, то его толщина должна удовлетворять вышеуказанным требованиям на ширине, равной высоте расположенных рядом балок набора борта. При этом принимаются следующие значения переменных свойства материала листового элемента, ℎ
????
– высота стенки соседних шпангоутов, ????= 805. Для предотвращения заваливания стенки балок набора из несимметричного профиля и балок набора, расположенных не под прямым углом к обшивке, должны быть подкреплены бракетами, интеркостельными ребрами жесткости, стрингерами или другими конструктивными элементами, расположенными на расстоянии не болеем. Если пролет балок болеем, то стенки балок набора должны быть подкреплены во всех районах ледовых усилений всех балтийских ледовых классов. Если пролет балок менее или равен 4 м, то стенки балок набора должны быть подкреплены во всех районах ледовых усилений балтийского ледового класса IA Super, в носовом и промежуточном районах ледовых усилений балтийского ледового класса IA, в носовом районе ледовых усилений балтийских ледовых классов IB и IC. Альтернативные схемы подкреплений могут быть обоснованы прямыми расчетными методами.
10.5.5 Бортовые стрингеры.
10.5.5.1
Стрингеры в районе ледового пояса. Момент сопротивления стрингера, расположенного в районе ледового пояса см. 10.5.3.1
), должен приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
????
6
????
7
????ℎ????
2
????σ
????
10 6
, см) Площадь стенки стрингера должна приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
√3????
6
????
7
????
8
????ℎ????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.5.1-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки согласном. Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– пролет стрингера, м
???? – коэффициент, учитывающий тип граничных условий стрингера, принимаемый согласно
10.5.4.3
;
????
6
= 0,9
– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на шпангоуты
????
7
= 1,8
– коэффициент запаса для стрингера;
????
8
= 1,2
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала определяемый согласно
10.5.3.2
, МПа.
206 где ℎ
????
– высота стенки балки
???? = 282 – для полосового профиля
???? = 805 – в остальных случаях
????−????
????
2
, где ????
– требуемая толщина наружной обшивки мм в соответствии с при определении которой принимается равным пределу текучести балки набора
9 мм. Если вместо одной из балок к наружной обшивке примыкает листовой элемент например, настил палубы, платформы или второго дна, обшивка поперечной переборки, то его толщина должна удовлетворять вышеуказанным требованиям на ширине, равной высоте расположенных рядом балок набора борта. При этом принимаются следующие значения переменных свойства материала листового элемента, ℎ
????
– высота стенки соседних шпангоутов, ????= 805. Для предотвращения заваливания стенки балок набора из несимметричного профиля и балок набора, расположенных не под прямым углом к обшивке, должны быть подкреплены бракетами, интеркостельными ребрами жесткости, стрингерами или другими конструктивными элементами, расположенными на расстоянии не болеем. Если пролет балок болеем, то стенки балок набора должны быть подкреплены во всех районах ледовых усилений всех балтийских ледовых классов. Если пролет балок менее или равен 4 м, то стенки балок набора должны быть подкреплены во всех районах ледовых усилений балтийского ледового класса IA Super, в носовом и промежуточном районах ледовых усилений балтийского ледового класса IA, в носовом районе ледовых усилений балтийских ледовых классов IB и IC. Альтернативные схемы подкреплений могут быть обоснованы прямыми расчетными методами.
10.5.5 Бортовые стрингеры.
10.5.5.1
Стрингеры в районе ледового пояса. Момент сопротивления стрингера, расположенного в районе ледового пояса см. 10.5.3.1
), должен приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
????
6
????
7
????ℎ????
2
????σ
????
10 6
, см) Площадь стенки стрингера должна приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
√3????
6
????
7
????
8
????ℎ????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.5.1-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки согласном. Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– пролет стрингера, м
???? – коэффициент, учитывающий тип граничных условий стрингера, принимаемый согласно
10.5.4.3
;
????
6
= 0,9
– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на шпангоуты
????
7
= 1,8
– коэффициент запаса для стрингера;
????
8
= 1,2
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала определяемый согласно
10.5.3.2
, МПа.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
207
10.5.5.2
Стрингеры вне района ледового пояса. Момент сопротивления стрингера, расположенного вне ледового пояса, но являющегося опорной конструкцией для шпангоутов ледового пояса, должен приниматься не менее определяемого по формуле
???? =
????
9
????
10
????ℎ????
2
????σ
????
(1 − ℎ
????
????
????
⁄ ) 10 6
, см) Площадь сечения стенки стрингера должна приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
√3????
9
????
10
????
11
????ℎ????
2σ
????
(1 − ℎ
????
????
????
⁄ )10 4
, см,
(10.5.5.2-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки, определяемая согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки, принимаемая согласном Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– пролет стрингера, м
???? – коэффициент, учитывающий тип граничных условий стрингера, принимаемый согласно
10.5.4.3
;
????
????
– расстояние до соседнего стрингера, м
ℎ
????
– расстояние до ледового поясам коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на шпангоуты
????
10
= 1,8
– коэффициент запаса для стрингера;
????
11
= 1,2
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала определяемый согласно
10.5.3.2
, МПа.
207
10.5.5.2
Стрингеры вне района ледового пояса. Момент сопротивления стрингера, расположенного вне ледового пояса, но являющегося опорной конструкцией для шпангоутов ледового пояса, должен приниматься не менее определяемого по формуле
???? =
????
9
????
10
????ℎ????
2
????σ
????
(1 − ℎ
????
????
????
⁄ ) 10 6
, см) Площадь сечения стенки стрингера должна приниматься не менее значения, определяемого по формуле
???? =
√3????
9
????
10
????
11
????ℎ????
2σ
????
(1 − ℎ
????
????
????
⁄ )10 4
, см,
(10.5.5.2-2) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки, определяемая согласно
10.5.2.2
, МПа
ℎ
– высота распределения ледовой нагрузки, принимаемая согласном Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– пролет стрингера, м
???? – коэффициент, учитывающий тип граничных условий стрингера, принимаемый согласно
10.5.4.3
;
????
????
– расстояние до соседнего стрингера, м
ℎ
????
– расстояние до ледового поясам коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на шпангоуты
????
10
= 1,8
– коэффициент запаса для стрингера;
????
11
= 1,2
– коэффициент, учитывающий влияние на максимальную перерезывающую силу положения эпюры нагрузки и распределения касательных напряжений
σ
????
– предел текучести материала определяемый согласно
10.5.3.2
, МПа.
1 ... 22 23 24 25 26 27 28 29 ... 43
10.5.5.3 Участки настила палубы. Узкие участки настила палубы в районе вырезов грузовых люков, которые могут считаться бортовыми стрингерами, должны удовлетворять требованиям к моменту сопротивления и площади сечения стенки стрингера, указанными в и соответственно. В случае протяженных по длине судна вырезов грузовых люков произведение ????ℎ может приниматься меньше 0,15, ноне менее 0,10. При проектировании крышек люков верхней палубы длиной более ????/2 и их закрытий должны учитываться относительные смещения бортов судна под действием ледовой нагрузки.
10.5.6 Рамные шпангоуты.
10.5.6.1 Ледовая нагрузка. Ледовая нагрузка, передаваемая на рамные шпангоуты от стрингеров или продольных балок основного набора, определяется последующей формуле
???? = ????
12
????ℎ????, МН
(10.5.6.1) где ????
– интенсивность ледовой нагрузки, определяемая согласно
10.5.2.2
, МПа при определении с а
величина принимается равной 2????;
ℎ
– высота распределения нагрузки, принимаемая согласном. Произведение ????ℎ следует принимать не менее 0,15;
????
– расстояние между рамными шпангоутами, м
????
12
= 1,8
– коэффициент запаса для рамного шпангоута. В случае, если стрингер, опирающийся на рамный шпангоут, расположен вне ледового пояса, сила ???? должна быть умножена на (1– ℎ
????
/????
????
), где и принимаются согласно
10.5.5.2
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
208
10.5.6.2 Момент сопротивления и площадь поперечного сечения стенки. Момент сопротивления и площадь сечения стенки рамного шпангоута должны приниматься не менее значений, определяемых последующим формулам площадь поперечного сечения стенки
???? =
√3α????
13
????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.6.2-1) где ???? – максимальное значение расчетной перерезывающей силы, возникающей в рамном шпангоуте под ледовой нагрузкой, равной ????, определяемой согласно
10.5.6.1
;
????
13
= 1,1
– коэффициент, учитывающий распределение перерезывающей силы по длине
α
– см. табл. 10.5.6.2
;
σ
????
– предел текучести материала согласно
10.5.3.2
; момент сопротивления
???? =
????
σ
????
√
1 1−(γ???? ????
????
⁄
)
2 10 6
, см,
(10.5.6.2-2) где ???? – максимальный расчетный изгибающий момент, возникающий в рамном шпангоуте под действием ледовой нагрузки ????; принимается равным ???? = 0,193????????;
γ
– см. табл. 10.5.6.2
;
????
– требуемая площадь поперечного сечения стенки
????
????
– фактическая площадь поперечного сечения рамного шпангоута, ????
????
= ????
????
+ Таблица Значения коэффициентов ???? и ????
????
????
/????
????
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
α
1,5 1,23 1,16 1,11 1,09 1,07 1,06 1,05 1,05 1,04 1,04
γ
0 0,44 0,62 0,71 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 0,88 0,89 где ????
????
– фактическая площадь поперечного сечения свободного пояска
????
????
– фактическая площадь поперечного сечения стенки.
10.5.7 Форштевень. Форштевень может быть выполнен из катаной, кованой или литой стали, также допускается сварная листовая конструкция согласно рис. Рис. 10.5.7.1 Примеры допустимой конструкции форштевня Толщина листов сварного форштевня, а также толщина наружной обшивки, примыкающей к форштевню, на участке в пределах которого выполняется условие
208
10.5.6.2 Момент сопротивления и площадь поперечного сечения стенки. Момент сопротивления и площадь сечения стенки рамного шпангоута должны приниматься не менее значений, определяемых последующим формулам площадь поперечного сечения стенки
???? =
√3α????
13
????
2σ
????
10 4
, см,
(10.5.6.2-1) где ???? – максимальное значение расчетной перерезывающей силы, возникающей в рамном шпангоуте под ледовой нагрузкой, равной ????, определяемой согласно
10.5.6.1
;
????
13
= 1,1
– коэффициент, учитывающий распределение перерезывающей силы по длине
α
– см. табл. 10.5.6.2
;
σ
????
– предел текучести материала согласно
10.5.3.2
; момент сопротивления
???? =
????
σ
????
√
1 1−(γ???? ????
????
⁄
)
2 10 6
, см,
(10.5.6.2-2) где ???? – максимальный расчетный изгибающий момент, возникающий в рамном шпангоуте под действием ледовой нагрузки ????; принимается равным ???? = 0,193????????;
γ
– см. табл. 10.5.6.2
;
????
– требуемая площадь поперечного сечения стенки
????
????
– фактическая площадь поперечного сечения рамного шпангоута, ????
????
= ????
????
+ Таблица Значения коэффициентов ???? и ????
????
????
/????
????
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
α
1,5 1,23 1,16 1,11 1,09 1,07 1,06 1,05 1,05 1,04 1,04
γ
0 0,44 0,62 0,71 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 0,88 0,89 где ????
????
– фактическая площадь поперечного сечения свободного пояска
????
????
– фактическая площадь поперечного сечения стенки.
10.5.7 Форштевень. Форштевень может быть выполнен из катаной, кованой или литой стали, также допускается сварная листовая конструкция согласно рис. Рис. 10.5.7.1 Примеры допустимой конструкции форштевня Толщина листов сварного форштевня, а также толщина наружной обшивки, примыкающей к форштевню, на участке в пределах которого выполняется условие
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
209
α ≥30°C и ψ ≥ 75 °C (определение углов см. в
10.4.1
), должна приниматься не менее значения, определяемого согласно
10.5.3.2
, при этом
???? – расстояние между конструктивными элементами, подкрепляющими лист, м
????
????????
= ????, МПа (см. 10.5.3.2
);
????
????
– расстояние между вертикально расположенными конструктивными элементами, подкрепляющими лист, м. Форштевень, а также участок наружной обшивки в районе носовой оконечности, как указано выше, должны подкрепляться при помощи установки флоров и бракет, расположенных на расстоянии не болеем и имеющих толщину не менее половины толщины обшивки. Подкрепление форштевня должно быть обеспечено на участке от киля до уровням выше верхней ледовой ватерлинии или до верхней границы ледового пояса в носовом районе (см. 10.5.3.1
), что применимо.
10.5.8 Ахтерштевень. Применение поворотных винторулевых колонок, а также гребных винтов, привод которых установлен в специальных обтекателях (гондолах, улучшающих маневренные характеристики судна, приводит к увеличению ледовых нагрузок в кормовом районе, что должно быть учтено при проектировании конструкций корпуса в корме. Для снижения величины ледовой нагрузки на кромки лопастей винта минимальное расстояние между винтом(ами) и корпусом судна (ахтерштевнем) должен приниматься не менее ℎ
0
(см. 10.5.2.1
). На судах с двумя или тремя винтами ледовые усиления наружной обшивки и балок набора должны быть продлены до второго дна на расстоянии 1,5 м вноси корму от винтов, расположенных по бортам судна. Как правило открытые участки валопровода и дейдвудной трубы бортовых устройств должны быть защищены кожухом. Конструкция кронштейнов гребных валов при их наличии, расчет прочности кронштейнов, а также их крепления к корпусу судна должна соответствовать требованиям 2.10 части II Корпус.
209
α ≥30°C и ψ ≥ 75 °C (определение углов см. в
10.4.1
), должна приниматься не менее значения, определяемого согласно
10.5.3.2
, при этом
???? – расстояние между конструктивными элементами, подкрепляющими лист, м
????
????????
= ????, МПа (см. 10.5.3.2
);
????
????
– расстояние между вертикально расположенными конструктивными элементами, подкрепляющими лист, м. Форштевень, а также участок наружной обшивки в районе носовой оконечности, как указано выше, должны подкрепляться при помощи установки флоров и бракет, расположенных на расстоянии не болеем и имеющих толщину не менее половины толщины обшивки. Подкрепление форштевня должно быть обеспечено на участке от киля до уровням выше верхней ледовой ватерлинии или до верхней границы ледового пояса в носовом районе (см. 10.5.3.1
), что применимо.
10.5.8 Ахтерштевень. Применение поворотных винторулевых колонок, а также гребных винтов, привод которых установлен в специальных обтекателях (гондолах, улучшающих маневренные характеристики судна, приводит к увеличению ледовых нагрузок в кормовом районе, что должно быть учтено при проектировании конструкций корпуса в корме. Для снижения величины ледовой нагрузки на кромки лопастей винта минимальное расстояние между винтом(ами) и корпусом судна (ахтерштевнем) должен приниматься не менее ℎ
0
(см. 10.5.2.1
). На судах с двумя или тремя винтами ледовые усиления наружной обшивки и балок набора должны быть продлены до второго дна на расстоянии 1,5 м вноси корму от винтов, расположенных по бортам судна. Как правило открытые участки валопровода и дейдвудной трубы бортовых устройств должны быть защищены кожухом. Конструкция кронштейнов гребных валов при их наличии, расчет прочности кронштейнов, а также их крепления к корпусу судна должна соответствовать требованиям 2.10 части II Корпус.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
210
10.6 РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО СУДНА Размеры конструкций рудерпоста, баллера руля, штырей руля, а также характеристики рулевого привода должны определяться в соответствии с требованиями разд. 2 части III Устройства, оборудование и снабжение. При этом на рулевое устройство судов балтийских ледовых классов IA и IA Super распространяются требования к судам ледовых классов Arc4 и Arc5 соответственно. При этом величина наибольшей скорости переднего хода при осадке по летнюю грузовую ватерлинию не должна приниматься нижеследующих значений
IA Super
– 20 уз
IA
– 18 уз
IB
– 16 уз
IC
– 14 уз. Если фактическая наибольшая скорость переднего хода при осадке по летнюю грузовую ватерлинию больше указанных значений, она должна приниматься в качестве расчетной. Размеры конструктивных элементов пера руля должны определяться исходя из того, что рулевое устройство полностью расположено в районе ледового пояса судна. Размеры листовых элементов и ребер жесткости пера руля должны определяться при интенсивности ледовой нагрузки ????, соответствующей интенсивности ледовой нагрузки на листовые и балочные элементы в средней части судна. На судах ледовых классов IA и IA Super рулевое устройство (баллер руля и верхняя часть пера руля) должно быть защищено от прямого контакта со льдом с помощью выступа (ледового зуба, который по своим габаритам должен выходить заграницу
НЛВЛ (в той мере, в какой это возможно для рассматриваемой конструкции) или с помощью иных эквивалентных по степени защиты мер. При использовании руля с закрылком конструкция ледового зуба должна обеспечивать необходимую прочность пера руля. Для судов следовым классом IA и IA Super должны учитываться значительные по величине нагрузки, возникающие при перекладке руля при движении кормой вперед в ледовых условиях. Должны быть предусмотрены специальные устройства для восприятия таких нагрузок, в частности, ограничители перекладки руля. Должен быть установлен предохранительный клапан гидравлической системы поворотного механизма(ов) рулевой машины. Все компоненты поворотной части рулевого устройства (баллер руля, соединение баллера с пером руля, кронштейн и т.д.) должны иметь размеры, достаточные для выдерживания нагрузки, при которой для расчетного диаметра баллера руля возникает напряжение, равное минимальному значению условного предела текучести материала.
210
10.6 РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО СУДНА Размеры конструкций рудерпоста, баллера руля, штырей руля, а также характеристики рулевого привода должны определяться в соответствии с требованиями разд. 2 части III Устройства, оборудование и снабжение. При этом на рулевое устройство судов балтийских ледовых классов IA и IA Super распространяются требования к судам ледовых классов Arc4 и Arc5 соответственно. При этом величина наибольшей скорости переднего хода при осадке по летнюю грузовую ватерлинию не должна приниматься нижеследующих значений
IA Super
– 20 уз
IA
– 18 уз
IB
– 16 уз
IC
– 14 уз. Если фактическая наибольшая скорость переднего хода при осадке по летнюю грузовую ватерлинию больше указанных значений, она должна приниматься в качестве расчетной. Размеры конструктивных элементов пера руля должны определяться исходя из того, что рулевое устройство полностью расположено в районе ледового пояса судна. Размеры листовых элементов и ребер жесткости пера руля должны определяться при интенсивности ледовой нагрузки ????, соответствующей интенсивности ледовой нагрузки на листовые и балочные элементы в средней части судна. На судах ледовых классов IA и IA Super рулевое устройство (баллер руля и верхняя часть пера руля) должно быть защищено от прямого контакта со льдом с помощью выступа (ледового зуба, который по своим габаритам должен выходить заграницу
НЛВЛ (в той мере, в какой это возможно для рассматриваемой конструкции) или с помощью иных эквивалентных по степени защиты мер. При использовании руля с закрылком конструкция ледового зуба должна обеспечивать необходимую прочность пера руля. Для судов следовым классом IA и IA Super должны учитываться значительные по величине нагрузки, возникающие при перекладке руля при движении кормой вперед в ледовых условиях. Должны быть предусмотрены специальные устройства для восприятия таких нагрузок, в частности, ограничители перекладки руля. Должен быть установлен предохранительный клапан гидравлической системы поворотного механизма(ов) рулевой машины. Все компоненты поворотной части рулевого устройства (баллер руля, соединение баллера с пером руля, кронштейн и т.д.) должны иметь размеры, достаточные для выдерживания нагрузки, при которой для расчетного диаметра баллера руля возникает напряжение, равное минимальному значению условного предела текучести материала.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
211
10.7 ГЛАВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
10.7.1 Область применения. Настоящие требования применимы к гребным винтам регулируемого и фиксированного шага, а также квинтам с направляющей насадкой пропульсивных установок судов ледовых классов IA Super, IA, IB и IC. Нагрузки определяются исходя из полного срока службы судна при нормальных условиях эксплуатации, включая напряжения, возникающие при изменении направления вращения гребных винтов фиксированного шага. Однако определяемые нагрузки не учитывают эксплуатационные условия внештатном режиме, например, условия буксирования судна с заблокированным гребным винтом в ледовых условиях. Требования также применимы к поворотными неповоротным главным САУС, однако, расчетные модели не включают нагрузки от взаимодействия гребного винта со льдом в тех случаях, когда лед взаимодействует с повернутым относительно диаметральной плоскости судна главным САУС, а также когда льдины взаимодействуют со ступицей тянущего гребного винта. Отдельно должны быть определены нагрузки, возникающие при взаимодействии льда с корпусом САУС.
10.7.2 Определения и обозначения.
????– диаметр гребного винтам радиус гребного винтам. с – ширина спрямленного цилиндрического сечения лопасти, м.
????
0,7
– ширина спрямленного цилиндрического сечения лопасти на радиусе = 0,7????, м.
???? – внешний диаметр ступицы гребного вала (в плоскости вращения гребного винтам предельное значение диаметра гребного винтам максимальная сила, действующая на лопасть в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающая в течение срока службы судна, кН.
????
????????
– сила поломки (возникновения пластической деформации) лопасти, кН.
????
????
– максимальная сила, действующая на лопасть в направлении движения судна, возникающая в течение срока службы судна, кН.
????
????????????
– ледовая сила, возникающая при взаимодействии гребного винта со льдом, кН.
(????
????????????
)
max
– наибольшее значение ледовой силы, наблюдаемое в течение срока службы судна, кН.
ℎ
0
– расстояние между НЛВЛ и осевой линией валопровода в районе гребного винтам толщина наибольшей льдины, взаимодействующей с гребным винтом, принятая в расчете, м.
????
????
– эквивалентный момент инерции масс всех компонентов пропульсивной установки в сторону приводного двигателя от рассматриваемого компонента, кгм
2
????
????
– эквивалентный момент инерции масс всех компонентов пропульсивной установки, кгм
2
???? – коэффициент формы для распределения Вейбулла.
???? – наклон кривой усталости по двойной логарифмической шкале.
????
????????
– момент изгиба лопасти, кНм.
???? – частота вращения гребного винта, об/с.
????
????
– номинальная частота вращения гребного винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, об/с.
????
????????????????????
– эталонное количество взаимодействий лопасти гребного винта со льдом в соответствии с частотой вращения гребного винта с учетом ледового класса.
????
????????????
– общее количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна.
211
10.7 ГЛАВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
10.7.1 Область применения. Настоящие требования применимы к гребным винтам регулируемого и фиксированного шага, а также квинтам с направляющей насадкой пропульсивных установок судов ледовых классов IA Super, IA, IB и IC. Нагрузки определяются исходя из полного срока службы судна при нормальных условиях эксплуатации, включая напряжения, возникающие при изменении направления вращения гребных винтов фиксированного шага. Однако определяемые нагрузки не учитывают эксплуатационные условия внештатном режиме, например, условия буксирования судна с заблокированным гребным винтом в ледовых условиях. Требования также применимы к поворотными неповоротным главным САУС, однако, расчетные модели не включают нагрузки от взаимодействия гребного винта со льдом в тех случаях, когда лед взаимодействует с повернутым относительно диаметральной плоскости судна главным САУС, а также когда льдины взаимодействуют со ступицей тянущего гребного винта. Отдельно должны быть определены нагрузки, возникающие при взаимодействии льда с корпусом САУС.
10.7.2 Определения и обозначения.
????– диаметр гребного винтам радиус гребного винтам. с – ширина спрямленного цилиндрического сечения лопасти, м.
????
0,7
– ширина спрямленного цилиндрического сечения лопасти на радиусе = 0,7????, м.
???? – внешний диаметр ступицы гребного вала (в плоскости вращения гребного винтам предельное значение диаметра гребного винтам максимальная сила, действующая на лопасть в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающая в течение срока службы судна, кН.
????
????????
– сила поломки (возникновения пластической деформации) лопасти, кН.
????
????
– максимальная сила, действующая на лопасть в направлении движения судна, возникающая в течение срока службы судна, кН.
????
????????????
– ледовая сила, возникающая при взаимодействии гребного винта со льдом, кН.
(????
????????????
)
max
– наибольшее значение ледовой силы, наблюдаемое в течение срока службы судна, кН.
ℎ
0
– расстояние между НЛВЛ и осевой линией валопровода в районе гребного винтам толщина наибольшей льдины, взаимодействующей с гребным винтом, принятая в расчете, м.
????
????
– эквивалентный момент инерции масс всех компонентов пропульсивной установки в сторону приводного двигателя от рассматриваемого компонента, кгм
2
????
????
– эквивалентный момент инерции масс всех компонентов пропульсивной установки, кгм
2
???? – коэффициент формы для распределения Вейбулла.
???? – наклон кривой усталости по двойной логарифмической шкале.
????
????????
– момент изгиба лопасти, кНм.
???? – частота вращения гребного винта, об/с.
????
????
– номинальная частота вращения гребного винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, об/с.
????
????????????????????
– эталонное количество взаимодействий лопасти гребного винта со льдом в соответствии с частотой вращения гребного винта с учетом ледового класса.
????
????????????
– общее количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
212
????
????
– число циклов нагружения при определении эквивалентного напряжения
(10 циклов.
????
????
– количество оборотов гребного винта в режиме фрезерования льда.
????
0,7
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7????, м.
????
0,7????
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7 ???? при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, м.
????
0,7????
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7 ???? при максимально допустимой непрерывной нагрузке на швартовном режиме, м.
???? – крутящий момент, кНм.
????
????max
– максимальный крутящий момент двигателя, кНм.
????
max
– максимальный крутящий момент на гребном винте при взаимодействии гребного винта со льдом, кНм.
????
????????????????????
– максимальный крутящий момент электродвигателя, кНм.
????
????
– номинальный крутящий момент при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, кНм.
????
????
– максимальный момент сопротивления валопровода, кНм.
????
????max
– максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота, возникающий в течение срока службы судна, кНм.
????
????????????
– максимальный момент, скручивающий лопасть относительно оси ее поворота, вызванный поломкой лопасти при ее изгибе в результате пластической деформации, кНм.
????
????????????
– вибрационный момент рассматриваемого компонента, взятый из частотного диапазона расчета крутильных колебаний на чистой воде, кНм.
???? – относительный радиус гребного винтам упор гребного винта, кН.
????
????
– максимальный упор гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающий в течение срока службы судна, кН.
????
????
– максимальный упор гребного винта в направлении движения судна, возникающий в течение срока службы судна, кН.
????
????
– упор гребного винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, кН.
????
????
– максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода, кН.
???? – максимальная толщина сечения лопасти, м.
???? – количество лопастей гребного винта.
????
????
– продолжительность взаимодействия лопасти гребного винта со льдом, выраженная через угол поворота гребного винта, град.
α
1
– фазовый угол ледового крутящего момента гребного винта для возмущающего момента лопастной частоты, град.
α
2
– фазовый угол ледового крутящего момента для возмущающего момента лопастной частоты второго порядка, град.
γ
????
– коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет неравномерности амплитуды нагрузки.
γ
????
– коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет несоответствия величины среднего напряжения.
ρ – коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет отличий между значениями наибольшей амплитуды нагрузки при эксплуатации и при определении условного предела усталостной прочности для 10 циклов напряжений.
σ
0,2
– условный предел текучести материала лопасти (при удлинении 0,2 %), МПа.
σ
????????????
– средний предел усталостной прочности материала лопасти при 10 циклах напряжения до разрушения в морской воде, МПа.
212
????
????
– число циклов нагружения при определении эквивалентного напряжения
(10 циклов.
????
????
– количество оборотов гребного винта в режиме фрезерования льда.
????
0,7
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7????, м.
????
0,7????
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7 ???? при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, м.
????
0,7????
– шаг гребного винта на радиусе ???? = 0,7 ???? при максимально допустимой непрерывной нагрузке на швартовном режиме, м.
???? – крутящий момент, кНм.
????
????max
– максимальный крутящий момент двигателя, кНм.
????
max
– максимальный крутящий момент на гребном винте при взаимодействии гребного винта со льдом, кНм.
????
????????????????????
– максимальный крутящий момент электродвигателя, кНм.
????
????
– номинальный крутящий момент при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, кНм.
????
????
– максимальный момент сопротивления валопровода, кНм.
????
????max
– максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота, возникающий в течение срока службы судна, кНм.
????
????????????
– максимальный момент, скручивающий лопасть относительно оси ее поворота, вызванный поломкой лопасти при ее изгибе в результате пластической деформации, кНм.
????
????????????
– вибрационный момент рассматриваемого компонента, взятый из частотного диапазона расчета крутильных колебаний на чистой воде, кНм.
???? – относительный радиус гребного винтам упор гребного винта, кН.
????
????
– максимальный упор гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающий в течение срока службы судна, кН.
????
????
– максимальный упор гребного винта в направлении движения судна, возникающий в течение срока службы судна, кН.
????
????
– упор гребного винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке в условиях чистой воды, кН.
????
????
– максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода, кН.
???? – максимальная толщина сечения лопасти, м.
???? – количество лопастей гребного винта.
????
????
– продолжительность взаимодействия лопасти гребного винта со льдом, выраженная через угол поворота гребного винта, град.
α
1
– фазовый угол ледового крутящего момента гребного винта для возмущающего момента лопастной частоты, град.
α
2
– фазовый угол ледового крутящего момента для возмущающего момента лопастной частоты второго порядка, град.
γ
????
– коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет неравномерности амплитуды нагрузки.
γ
????
– коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет несоответствия величины среднего напряжения.
ρ – коэффициент, учитывающий снижение предела усталостной прочности за счет отличий между значениями наибольшей амплитуды нагрузки при эксплуатации и при определении условного предела усталостной прочности для 10 циклов напряжений.
σ
0,2
– условный предел текучести материала лопасти (при удлинении 0,2 %), МПа.
σ
????????????
– средний предел усталостной прочности материала лопасти при 10 циклах напряжения до разрушения в морской воде, МПа.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
213
σ
????????????
– эквивалентное напряжение (предел усталостной прочности при взаимодействии со льдом для 10 циклов, МПа.
σ
????????
– предел усталостной прочности материала лопасти, МПа.
σ
????
– временное сопротивление разрыву материала лопасти, МПа.
σ
????????????
= 0,6σ
0,2
+ 0,4σ
????
, МПа.
σ
????????????2
= или
σ
????????????2
= 0,6σ
0,2
+ 0,4σ
????
, в зависимости оттого, что меньше, МПа.
σ
????????
– максимальное напряжение в результате воздействия силы или ????
????
, МПа.
(σ
????????????
)
????max
– напряжение, возникающее от максимальной нагрузки при взаимодействии винта со льдом в направлении, противоположном направлению движения судна, МПа.
(σ
????????????
)
????max
– напряжение, возникающее от максимальной нагрузки при взаимодействии винта со льдом в направлении движения судна, МПа.
(σ
????????????
)
max
– средняя амплитуда напряжений при взаимодействии винта со льдом, МПа. Таблица Определение Использование нагрузки в процессе проектирования Максимальная сила, действующая на лопасть гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающая в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающая гидродинамические нагрузки. Направление силы перпендикулярно линии хорды на радиусе ???? = 0,7???? (см. рис. 10.7.2
). Расчетная сила используется при расчете прочности лопасти гребного винта. Максимальная сила, действующая на лопасть в направлении движения судна, возникающая в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающая гидродинамические нагрузки. Направление силы перпендикулярно линии хорды на радиусе ???? = 0,7???? Расчетная сила используется при расчете прочности лопасти гребного винта.
????
????max
Максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота (относительно крепления, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающий гидродинамические нагрузки. Момент учитывается при расчетах прочности лопасти гребного винта посредством нагрузки, действующей на лопасть в качестве давления, распределенного по переднему краю или площади конца лопасти. Максимальный упор гребного винта (суммарный упор, действующий через все лопасти гребного винта, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом. Упор действует вдоль оси гребного вала в сторону, противоположную гидродинамическому упору. Используется для оценки упора Может также использоваться, если необходимо, в расчетах осевых колебаний. Максимальный упор гребного винта (суммарный упор, действующий через все лопасти гребного винта, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом. Упор действует вдоль оси гребного вала в сторону действия гидродинамического упора. Используется для оценки упора Может также использоваться, если необходимо, в расчетах осевых колебаний.
????
max
Максимальный крутящий момент на гребном винте при взаимодействии гребного винта со льдом, включающий гидродинамические нагрузки Используется для оценки момента ????
????
, а также при расчете крутильных колебаний.
213
σ
????????????
– эквивалентное напряжение (предел усталостной прочности при взаимодействии со льдом для 10 циклов, МПа.
σ
????????
– предел усталостной прочности материала лопасти, МПа.
σ
????
– временное сопротивление разрыву материала лопасти, МПа.
σ
????????????
= 0,6σ
0,2
+ 0,4σ
????
, МПа.
σ
????????????2
= или
σ
????????????2
= 0,6σ
0,2
+ 0,4σ
????
, в зависимости оттого, что меньше, МПа.
σ
????????
– максимальное напряжение в результате воздействия силы или ????
????
, МПа.
(σ
????????????
)
????max
– напряжение, возникающее от максимальной нагрузки при взаимодействии винта со льдом в направлении, противоположном направлению движения судна, МПа.
(σ
????????????
)
????max
– напряжение, возникающее от максимальной нагрузки при взаимодействии винта со льдом в направлении движения судна, МПа.
(σ
????????????
)
max
– средняя амплитуда напряжений при взаимодействии винта со льдом, МПа. Таблица Определение Использование нагрузки в процессе проектирования Максимальная сила, действующая на лопасть гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна, возникающая в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающая гидродинамические нагрузки. Направление силы перпендикулярно линии хорды на радиусе ???? = 0,7???? (см. рис. 10.7.2
). Расчетная сила используется при расчете прочности лопасти гребного винта. Максимальная сила, действующая на лопасть в направлении движения судна, возникающая в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающая гидродинамические нагрузки. Направление силы перпендикулярно линии хорды на радиусе ???? = 0,7???? Расчетная сила используется при расчете прочности лопасти гребного винта.
????
????max
Максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота (относительно крепления, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом и включающий гидродинамические нагрузки. Момент учитывается при расчетах прочности лопасти гребного винта посредством нагрузки, действующей на лопасть в качестве давления, распределенного по переднему краю или площади конца лопасти. Максимальный упор гребного винта (суммарный упор, действующий через все лопасти гребного винта, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом. Упор действует вдоль оси гребного вала в сторону, противоположную гидродинамическому упору. Используется для оценки упора Может также использоваться, если необходимо, в расчетах осевых колебаний. Максимальный упор гребного винта (суммарный упор, действующий через все лопасти гребного винта, возникающий в течение срока службы судна в результате взаимодействия гребного винта со льдом. Упор действует вдоль оси гребного вала в сторону действия гидродинамического упора. Используется для оценки упора Может также использоваться, если необходимо, в расчетах осевых колебаний.
????
max
Максимальный крутящий момент на гребном винте при взаимодействии гребного винта со льдом, включающий гидродинамические нагрузки Используется для оценки момента ????
????
, а также при расчете крутильных колебаний.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
214 Определение Использование нагрузки в процессе проектирования Сила поломки (возникновении пластической деформации) лопасти гребного винта. Сила должна быть приложена на радиусе ???? = 0,8???? и на
2/3 расстояния от оси вращения лопасти гребного винта до входящей или выходящей кромки лопасти в зависимости оттого, что больше. Применяется при нормировании размеров деталей крепления лопасти гребного винта, компонентов механизма изменения шага, подшипников валопровода с целью подтверждения того, что указанные компоненты выдержат без повреждения нагрузку при поломке лопасти Максимальный момент сопротивления валопровода, возникающий при воздействии ледовых нагрузок крутильных колебаний) и усредненных гидродинамических нагрузок. Применяется при нормировании размеров элементов валопровода. Максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода и учитывающий воздействие ледовых нагрузок (осевых колебаний) и величину среднего гидродинамического упора. Применяется при нормировании размеров элементов валопровода. Максимальное ответное усилие, вызванное взаимодействием корпуса САУС или ступицы гребного винта со льдом. Расчетная нагрузка на корпус САУС и поворотные подшипники. Максимальное ответное усилие на корпус САУС, вызванное взаимодействием ледяного тороса с корпусом САУС. Расчетная нагрузка на корпус САУС и поворотные подшипники. Рис. 10.7.2 Направление силы ????
????
. Контактное давление льда по входящей кромке показано малыми стрелками
214 Определение Использование нагрузки в процессе проектирования Сила поломки (возникновении пластической деформации) лопасти гребного винта. Сила должна быть приложена на радиусе ???? = 0,8???? и на
2/3 расстояния от оси вращения лопасти гребного винта до входящей или выходящей кромки лопасти в зависимости оттого, что больше. Применяется при нормировании размеров деталей крепления лопасти гребного винта, компонентов механизма изменения шага, подшипников валопровода с целью подтверждения того, что указанные компоненты выдержат без повреждения нагрузку при поломке лопасти Максимальный момент сопротивления валопровода, возникающий при воздействии ледовых нагрузок крутильных колебаний) и усредненных гидродинамических нагрузок. Применяется при нормировании размеров элементов валопровода. Максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода и учитывающий воздействие ледовых нагрузок (осевых колебаний) и величину среднего гидродинамического упора. Применяется при нормировании размеров элементов валопровода. Максимальное ответное усилие, вызванное взаимодействием корпуса САУС или ступицы гребного винта со льдом. Расчетная нагрузка на корпус САУС и поворотные подшипники. Максимальное ответное усилие на корпус САУС, вызванное взаимодействием ледяного тороса с корпусом САУС. Расчетная нагрузка на корпус САУС и поворотные подшипники. Рис. 10.7.2 Направление силы ????
????
. Контактное давление льда по входящей кромке показано малыми стрелками
1 ... 23 24 25 26 27 28 29 30 ... 43
10.7.3 Расчетные ледовые условия. При расчете ледовых нагрузок на гребной винт учтены особенности эксплуатации, указанные в табл. 10.7.3-1
, при этом наибольшая льдина, взаимодействующая с гребным винтом, имеет прямоугольную форму и размеры ????
????????????
∙ 2????
????????????
∙ Величина указана в табл. Таблица Особенности эксплуатации Ледовый класс Условия эксплуатации
IA Super Эксплуатация в канале за ледоколом ив ровном льду, преодолеваемом при работе набегами
IA, IB, IC Эксплуатация в канале за ледоколом
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
215 Таблица Толщина наибольшей льдины, взаимодействующей с гребным винтом Ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC
????
????????????
1,75 мм мм Материалы.
10.7.4.1 Материалы, подверженные воздействию морской воды. Материалы деталей, подверженных воздействию морской воды, такие как лопасти и ступицы гребного винта, корпус САУС, должны иметь относительное удлинение не менее 15 % при испытаниях образца, длина которого в пять раз больше его диаметра. Испытанию на ударный изгиб должны подвергаться образцы Шарпи с образным надрезом, изготовленные из всех материалов, за исключением бронзы и аустенитной стали. Работа удара должна определяться на трех образцах при температуре −10 °C и ее среднее значение должно составлять не менее 20 Дж. Для отливок из чугуна с шаровидным графитом среднее значение работы удара должно составлять не менее 10 Дж при температуре испытания −10 С.
10.7.4.2 Материалы, подверженные воздействию температуры морской воды. Детали, подверженные воздействию температуры морской воды, должны быть изготовлены из стали либо иных пластичных материалов. Работа удара должна определяться на трех образцах при температуре −10 Си ее среднее значение должно составлять не менее 20 Дж. Чугун с шаровидным графитом ферритного класса может применяться для изготовления соответствующих изделий за исключением болтов. Среднее значение работы удара для такого чугуна должно составлять не менее 10 Дж при температуре испытания −10 С. Указанное требование относится среди прочих деталей к болтам крепления лопасти, соединительным болтам валов и САУС, деталям механизма поворота лопастей, за исключением деталей, имеющим поверхностное упрочнение, таких как подшипники и зубья шестерен и колес зубчатых передач.
10.7.5 Расчетные нагрузки. Указанные в разделе нагрузки предназначены только для расчета прочности компонентов и учитывают ледовые и гидродинамические нагрузки, возникающие при взаимодействии гребного винта со льдом. Единицы измерения параметров в формулах должны соответствовать указанным в Если лопасти гребного винта судов ледовых классов IB и IC не полностью погружены вводу при нахождении судна в балласте, то конструкция пропульсивной установки этих судов должна соответствовать требованиям, применимым к судам ледового класса IA.
10.7.5.1 Расчетные нагрузки на лопасти гребного винта.
????
????
– максимальная сила, возникающая в течение срока службы судна при фрезеровании льдины гребным винтом, вращающимся в направлении переднего хода, и изгибающая лопасть гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна.
????
????
– максимальная сила, возникающая в течение срока службы судна при фрезеровании льдины гребным винтом, вращающимся в направлении переднего хода, и изгибающая лопасть гребного винта в направлении движения судна. Силы и возникают в результате различного взаимодействия гребного винта со льдом и не действуют одновременно. По этой причине они воздействуют на лопасть гребного винта по отдельности.
215 Таблица Толщина наибольшей льдины, взаимодействующей с гребным винтом Ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC
????
????????????
1,75 мм мм Материалы.
10.7.4.1 Материалы, подверженные воздействию морской воды. Материалы деталей, подверженных воздействию морской воды, такие как лопасти и ступицы гребного винта, корпус САУС, должны иметь относительное удлинение не менее 15 % при испытаниях образца, длина которого в пять раз больше его диаметра. Испытанию на ударный изгиб должны подвергаться образцы Шарпи с образным надрезом, изготовленные из всех материалов, за исключением бронзы и аустенитной стали. Работа удара должна определяться на трех образцах при температуре −10 °C и ее среднее значение должно составлять не менее 20 Дж. Для отливок из чугуна с шаровидным графитом среднее значение работы удара должно составлять не менее 10 Дж при температуре испытания −10 С.
10.7.4.2 Материалы, подверженные воздействию температуры морской воды. Детали, подверженные воздействию температуры морской воды, должны быть изготовлены из стали либо иных пластичных материалов. Работа удара должна определяться на трех образцах при температуре −10 Си ее среднее значение должно составлять не менее 20 Дж. Чугун с шаровидным графитом ферритного класса может применяться для изготовления соответствующих изделий за исключением болтов. Среднее значение работы удара для такого чугуна должно составлять не менее 10 Дж при температуре испытания −10 С. Указанное требование относится среди прочих деталей к болтам крепления лопасти, соединительным болтам валов и САУС, деталям механизма поворота лопастей, за исключением деталей, имеющим поверхностное упрочнение, таких как подшипники и зубья шестерен и колес зубчатых передач.
10.7.5 Расчетные нагрузки. Указанные в разделе нагрузки предназначены только для расчета прочности компонентов и учитывают ледовые и гидродинамические нагрузки, возникающие при взаимодействии гребного винта со льдом. Единицы измерения параметров в формулах должны соответствовать указанным в Если лопасти гребного винта судов ледовых классов IB и IC не полностью погружены вводу при нахождении судна в балласте, то конструкция пропульсивной установки этих судов должна соответствовать требованиям, применимым к судам ледового класса IA.
10.7.5.1 Расчетные нагрузки на лопасти гребного винта.
????
????
– максимальная сила, возникающая в течение срока службы судна при фрезеровании льдины гребным винтом, вращающимся в направлении переднего хода, и изгибающая лопасть гребного винта в направлении, противоположном направлению движения судна.
????
????
– максимальная сила, возникающая в течение срока службы судна при фрезеровании льдины гребным винтом, вращающимся в направлении переднего хода, и изгибающая лопасть гребного винта в направлении движения судна. Силы и возникают в результате различного взаимодействия гребного винта со льдом и не действуют одновременно. По этой причине они воздействуют на лопасть гребного винта по отдельности.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
216
10.7.5.1.1 Сила для гребных винтов без направляющей насадки.
????
????
= 27[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.1-1)
????
????
= 23[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????????
????????????
1,4
, кН, при ???? > ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.1-2) где ????
????????????????????
= 0,85????
????????????
1,4
, м
???? = для ВРШ;
???? = для гребного винта с фиксированным шагом.
10.7.5.1.2 Сила для гребных винтов без направляющей насадки.
????
????
= 250 [
????????????
????
] ????
2
, кН,при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.2-1)
????
????
= 500 [
????????????
????
] ????
1
(1−
????
????
)
????
????????????
, кН, при ???? > ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.2-2) где ????
????????????????????
=
2
(1−
????
????
)
????
????????????
, м.
10.7.5.1.3 Нагрузка на лопасть гребных винтов без направляющей насадки. Для гребных винтов регулируемого и фиксированного шага необходимо рассмотреть случаи нагрузки 1 – 4, указанные в табл. Для реверсируемых ВРШ также необходимо рассмотреть случай нагрузки 5.
10.7.5.1.4 Сила для гребных винтов с направляющей насадкой.
????
????
= 9,5[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.4-1)
????
????
= 66[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
0,6
????
????????????
1,4
, кН, при ???? > ????
????????????????????
,
(10.7.5.1.4-2) где ????
????????????????????
= 4????
????????????
, м
???? = ????
????
???? для ВРШ;
???? = 0,85 для гребного винта с фиксированным шагом. Таблица Случаи нагрузок на лопасть гребного винта Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 1 Равномерное давление на засасывающую часть лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от входящей кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
216
10.7.5.1.1 Сила для гребных винтов без направляющей насадки.
????
????
= 27[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.1-1)
????
????
= 23[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????????
????????????
1,4
, кН, при ???? > ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.1-2) где ????
????????????????????
= 0,85????
????????????
1,4
, м
???? = для ВРШ;
???? = для гребного винта с фиксированным шагом.
10.7.5.1.2 Сила для гребных винтов без направляющей насадки.
????
????
= 250 [
????????????
????
] ????
2
, кН,при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.2-1)
????
????
= 500 [
????????????
????
] ????
1
(1−
????
????
)
????
????????????
, кН, при ???? > ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.2-2) где ????
????????????????????
=
2
(1−
????
????
)
????
????????????
, м.
10.7.5.1.3 Нагрузка на лопасть гребных винтов без направляющей насадки. Для гребных винтов регулируемого и фиксированного шага необходимо рассмотреть случаи нагрузки 1 – 4, указанные в табл. Для реверсируемых ВРШ также необходимо рассмотреть случай нагрузки 5.
10.7.5.1.4 Сила для гребных винтов с направляющей насадкой.
????
????
= 9,5[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.4-1)
????
????
= 66[????????]
0,7
[
????????????
????
]
0,3
????
0,6
????
????????????
1,4
, кН, при ???? > ????
????????????????????
,
(10.7.5.1.4-2) где ????
????????????????????
= 4????
????????????
, м
???? = ????
????
???? для ВРШ;
???? = 0,85 для гребного винта с фиксированным шагом. Таблица Случаи нагрузок на лопасть гребного винта Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 1 Равномерное давление на засасывающую часть лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от входящей кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
217 Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 2 50 % от Равномерное давление на периферийную часть лопасти гребного винта выше 0,9???? со стороны засасывающей поверхности Случай нагрузки 3 Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от передней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 4 50 % от Равномерное давление на периферийную часть лопасти гребного винта выше 0,9???? со стороны нагнетающей поверхности Случай нагрузки 5 60 % от или ????
????
, в зависимости оттого, что больше Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от задней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
10.7.5.1.5 Сила для гребных винтов с направляющей насадкой.
????
????
= 250 [
????????????
????
] ????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.5-1)
????
????
= 500 [
????????????
????
] ????
1
(1−
????
????
)
????
????????????
, кН, при ???? > ????
????????????????????
,
(10.7.5.1.5-2) где ????
????????????????????
=
2
(1−
????
????
)
????
????????????
, м.
10.7.5.1.6 Нагрузка на лопасть для гребных винтов с направляющей насадкой. Для гребных винтов регулируемого и фиксированного шага необходимо рассмотреть случаи нагрузки 1 и 3, указанные в табл. Для реверсируемых винтов фиксированного шага также необходимо рассмотреть случай нагрузки 5.
217 Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 2 50 % от Равномерное давление на периферийную часть лопасти гребного винта выше 0,9???? со стороны засасывающей поверхности Случай нагрузки 3 Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от передней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 4 50 % от Равномерное давление на периферийную часть лопасти гребного винта выше 0,9???? со стороны нагнетающей поверхности Случай нагрузки 5 60 % от или ????
????
, в зависимости оттого, что больше Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от задней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
10.7.5.1.5 Сила для гребных винтов с направляющей насадкой.
????
????
= 250 [
????????????
????
] ????
2
, кН, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
(10.7.5.1.5-1)
????
????
= 500 [
????????????
????
] ????
1
(1−
????
????
)
????
????????????
, кН, при ???? > ????
????????????????????
,
(10.7.5.1.5-2) где ????
????????????????????
=
2
(1−
????
????
)
????
????????????
, м.
10.7.5.1.6 Нагрузка на лопасть для гребных винтов с направляющей насадкой. Для гребных винтов регулируемого и фиксированного шага необходимо рассмотреть случаи нагрузки 1 и 3, указанные в табл. Для реверсируемых винтов фиксированного шага также необходимо рассмотреть случай нагрузки 5.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
218 Таблица Случаи нагрузки для винтов с направляющей насадкой Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 1 Равномерное давление на засасывающую часть лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от входящей кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 3 Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от до конца лопасти и от передней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 5 60 % от или ????
????
, в зависимости оттого, что больше Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от задней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
10.7.5.1.7 Момент ????
????max
. Максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота ????
????max необходимо определять для сил и ????
????
, которые прикладываются в соответствии со случаями нагрузок, указанных в табл. табл. и Если при этом величина ????
????max получается меньше, чем определенная по формуле (10.7.5.1.7)
, необходимо использовать
????
????max
= 0,25????????
0,7
, кНм,
(10.7.5.1.7) где ????
– или ????
????
, в зависимости оттого, что больше.
10.7.5.1.8 Распределение нагрузки на лопасть. Распределение Вейбулла (вероятность того, что больше значения (????
????????????
)
max
), используется для расчета усталостной прочности лопасти.
???? (
????
????????????
(????
????????????
)
max
≥
????
(????
????????????
)
max
) = exp (− (
????
(????
????????????
)
max
)
????
ln ????
????????????
),
(10.7.5.1.8) где ???? = 0,75 при распределении ледовой нагрузки на лопасть гребного винта без направляющей насадки
???? = 1,0 при распределении ледовой нагрузки на лопасть гребного винта с направляющей насадкой
????
????????????
– случайная нагрузка при взаимодействии винта со льдом 0 < ????
????????????
< (????
????????????
)
max
218 Таблица Случаи нагрузки для винтов с направляющей насадкой Случай нагрузки Сила Площадь нагрузки Винт с правым вращением лопасти. Вид сзади Случай нагрузки 1 Равномерное давление на засасывающую часть лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от входящей кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 3 Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от до конца лопасти и от передней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды Случай нагрузки 5 60 % от или ????
????
, в зависимости оттого, что больше Равномерное давление на нагнетающую поверхность лопасти гребного винта на участке от 0,6???? до конца лопасти и от задней кромки лопасти до величины, равной 0,2 длины хорды
10.7.5.1.7 Момент ????
????max
. Максимальный скручивающий лопасть момент относительно оси ее поворота ????
????max необходимо определять для сил и ????
????
, которые прикладываются в соответствии со случаями нагрузок, указанных в табл. табл. и Если при этом величина ????
????max получается меньше, чем определенная по формуле (10.7.5.1.7)
, необходимо использовать
????
????max
= 0,25????????
0,7
, кНм,
(10.7.5.1.7) где ????
– или ????
????
, в зависимости оттого, что больше.
10.7.5.1.8 Распределение нагрузки на лопасть. Распределение Вейбулла (вероятность того, что больше значения (????
????????????
)
max
), используется для расчета усталостной прочности лопасти.
???? (
????
????????????
(????
????????????
)
max
≥
????
(????
????????????
)
max
) = exp (− (
????
(????
????????????
)
max
)
????
ln ????
????????????
),
(10.7.5.1.8) где ???? = 0,75 при распределении ледовой нагрузки на лопасть гребного винта без направляющей насадки
???? = 1,0 при распределении ледовой нагрузки на лопасть гребного винта с направляющей насадкой
????
????????????
– случайная нагрузка при взаимодействии винта со льдом 0 < ????
????????????
< (????
????????????
)
max
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
219 Рис. 10.7.5.1.8 Распределение Вейбулла
10.7.5.1.9 Общее количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна. Количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в спектре определяется последующей формуле
????
????????????
= ????
1
????
2
????
3
????
4
????
????????????????????
????
????
,
(10.7.5.1.9) где Ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Количество взаимодействий лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна ????
????????????????????
9·10 6
6·10 6
3,4·10 6
2,1·10 Расположение гребного винта Среднее, при эксплуатации судна носом вперед Боковое, при эксплуатации судна носом вперед Тянущий гребной винт (боковое и среднее расположение) вносу судна, а также при эксплуатации судна кормой вперед Коэффициент расположения гребного винта ????
1 1
2 3 Наличие насадки гребного винта Отсутствует Присутствует Коэффициент типа гребного винта ????
2 1
1,1 Тип Фиксированный Поворотный Коэффициент типа движителя ????
3 1
1,2 Коэффициент погружения гребного винта вводу определяется последующему равенству
????
4
= 0,8 − ???? при ???? < 0;
????
4
= 0,8 − 0,4???? при 0 ≤ ???? ≤ 1;
????
4
= 0,6 − 0,2???? при 1 < ???? ≤ 2,5;
????
4
= 0,1 при ???? > 2,5, где функция погружения ???? =
ℎ
0
−????
????????????
???? 2
⁄
− 1. Для элементов пропульсивной установки, которые подвергаются нагрузке в результате взаимодействия гребного винта со льдом от всех лопастей винта,
219 Рис. 10.7.5.1.8 Распределение Вейбулла
10.7.5.1.9 Общее количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна. Количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом в спектре определяется последующей формуле
????
????????????
= ????
1
????
2
????
3
????
4
????
????????????????????
????
????
,
(10.7.5.1.9) где Ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Количество взаимодействий лопасти гребного винта со льдом в течение срока службы судна ????
????????????????????
9·10 6
6·10 6
3,4·10 6
2,1·10 Расположение гребного винта Среднее, при эксплуатации судна носом вперед Боковое, при эксплуатации судна носом вперед Тянущий гребной винт (боковое и среднее расположение) вносу судна, а также при эксплуатации судна кормой вперед Коэффициент расположения гребного винта ????
1 1
2 3 Наличие насадки гребного винта Отсутствует Присутствует Коэффициент типа гребного винта ????
2 1
1,1 Тип Фиксированный Поворотный Коэффициент типа движителя ????
3 1
1,2 Коэффициент погружения гребного винта вводу определяется последующему равенству
????
4
= 0,8 − ???? при ???? < 0;
????
4
= 0,8 − 0,4???? при 0 ≤ ???? ≤ 1;
????
4
= 0,6 − 0,2???? при 1 < ???? ≤ 2,5;
????
4
= 0,1 при ???? > 2,5, где функция погружения ???? =
ℎ
0
−????
????????????
???? 2
⁄
− 1. Для элементов пропульсивной установки, которые подвергаются нагрузке в результате взаимодействия гребного винта со льдом от всех лопастей винта,
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
220 количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом необходимо умножить на количество лопастей винта ????.
10.7.5.2 Осевые нагрузки на гребных винтах с направляющей насадкой и без направляющей насадки.
10.7.5.2.1 Максимальные упоры и ????
????
:
????
????
= 1,1????
????
, кН;
(10.7.5.2.1-1)
????
????
= 1,1????
????
, кН.
(10.7.5.2.1-2)
10.7.5.2.2 Максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода. Максимальный упор определяется по формулам, представленным ниже, при этом в качестве расчетной нагрузки необходимо принять наибольшее из полученных значений. Коэффициенты 2,2 и 1,5 учитывают увеличение упора в результате осевой вибрации.
????
????
= ???? + 2,2????
????
, кН;
(10.7.5.2.2-1)
????
????
= 1,5????
????
, кН.
(10.7.5.2.2.-2) Если гидродинамический упор гребного винта на швартовном режиме ???? неизвестен, он определяется следующим образом Тип движителя
????
ВРШ без направляющей насадки
1,25
????
????
ВРШ с направляющей насадкой Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от турбины или электродвигателя Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя без направляющей насадки Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя с направляющей насадкой Здесь ????
????
– номинальный упор при максимально допустимой непрерывной нагрузке на чистой воде.
10.7.5.3 Расчет нагрузок от крутящего момента.
10.7.5.3.1 Максимальный крутящий момент ????
max на гребных винтах без направляющей насадки.
????
max
= 10,9 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
3
, кНм, при, ???? ≤ ????
????????????????????
;
????
max
= 20,7 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
1,9
????
????????????
1,1
, кНм, при, ???? > ????
????????????????????
, где ????
????????????????????
= 1,8????
????????????
, м
????
– частота вращения гребного винта на швартовном режиме. Если значение ???? неизвестно, оно определяется следующим образом Тип движителя
????
ВРШ Винты с фиксированным шагом и приводом от турбины или электродвигателя Винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя
0,85
????
????
220 количество циклов взаимодействия лопасти гребного винта со льдом необходимо умножить на количество лопастей винта ????.
10.7.5.2 Осевые нагрузки на гребных винтах с направляющей насадкой и без направляющей насадки.
10.7.5.2.1 Максимальные упоры и ????
????
:
????
????
= 1,1????
????
, кН;
(10.7.5.2.1-1)
????
????
= 1,1????
????
, кН.
(10.7.5.2.1-2)
10.7.5.2.2 Максимальный упор, действующий вдоль оси валопровода. Максимальный упор определяется по формулам, представленным ниже, при этом в качестве расчетной нагрузки необходимо принять наибольшее из полученных значений. Коэффициенты 2,2 и 1,5 учитывают увеличение упора в результате осевой вибрации.
????
????
= ???? + 2,2????
????
, кН;
(10.7.5.2.2-1)
????
????
= 1,5????
????
, кН.
(10.7.5.2.2.-2) Если гидродинамический упор гребного винта на швартовном режиме ???? неизвестен, он определяется следующим образом Тип движителя
????
ВРШ без направляющей насадки
1,25
????
????
ВРШ с направляющей насадкой Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от турбины или электродвигателя Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя без направляющей насадки Гребные винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя с направляющей насадкой Здесь ????
????
– номинальный упор при максимально допустимой непрерывной нагрузке на чистой воде.
10.7.5.3 Расчет нагрузок от крутящего момента.
10.7.5.3.1 Максимальный крутящий момент ????
max на гребных винтах без направляющей насадки.
????
max
= 10,9 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
3
, кНм, при, ???? ≤ ????
????????????????????
;
????
max
= 20,7 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
1,9
????
????????????
1,1
, кНм, при, ???? > ????
????????????????????
, где ????
????????????????????
= 1,8????
????????????
, м
????
– частота вращения гребного винта на швартовном режиме. Если значение ???? неизвестно, оно определяется следующим образом Тип движителя
????
ВРШ Винты с фиксированным шагом и приводом от турбины или электродвигателя Винты с фиксированным шагом и приводом от дизельного двигателя
0,85
????
????
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
221 Для ВРШ шаг гребного винта должен соответствовать максимально допустимой непрерывной нагрузке на швартовном режиме. Если значение неизвестно, его можно определить, как 0,7????
0,7n
, где ????
0,7n
– шаг винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке на чистой воде.
10.7.5.3.2 Максимальный крутящий момент
????
max на гребных винтах с направляющей насадкой.
????
max
= 7,7 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
3
, кНм, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
????
max
= 14,6 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
1,9
????
????????????
1,1
, кНм, при ???? > ????
????????????????????
, где ????
????????????????????
= 1,8????
????????????
, ми см. 10.7.5.3.1
10.7.5.3.3 Расчетный момент для валопроводов при отсутствии резонанса. Если в диапазоне эксплуатационной скорости или в диапазоне на 20 % выше и на 20 % ниже максимальной эксплуатационной скорости (в швартовном режиме) отсутствует резонанс крутильных колебаний лопастной частоты первого порядка, то могут применяться следующие значения максимального крутящего момента в случае применения двухтактных двигателей, соединенных напрямую с гребным винтом и без использования упругой муфты
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
+ ????
max
????
????
/????
????
, кНм; в остальных случаях
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
max
????
????
/????
????
, кНм. Все крутящие моменты и моменты инерции должны быть приведены к скорости вращения рассматриваемого компонента. Если максимальный крутящий момент ????
????max неизвестен, то его значения должны соответствовать значениям, приведенным в табл. Таблица Тип гребного винта Гребные винты, приводимые в движение электродвигателем
*
????
????????????????????
ВРШ, неприводимые в движение электродвигателем
????
????
ВФШ, приводимые в движение турбиной
????
????
ВФШ, приводимые в движение дизельным двигателем
0,75
????
????
*
????
????????????????????
– наибольшее возможное значение крутящего момента электродвигателя.
10.7.5.3.4 Расчетный момент для валопроводов в условиях резонанса. Если в диапазоне эксплуатационной скорости или в диапазоне на 20 % выше и на 20 % ниже максимальной эксплуатационной скорости (в швартовном режиме) присутствует резонанс крутильных колебаний лопастной частоты первого порядка, расчетный крутящий момент ( ????
????????????????
) компонентов вала должен определяться при помощи расчета крутильных колебаний пропульсивной линии. Существует два способа проведения динамического анализа расчет временного интервала для предварительной оценки процесса изменения периода фрезерования
221 Для ВРШ шаг гребного винта должен соответствовать максимально допустимой непрерывной нагрузке на швартовном режиме. Если значение неизвестно, его можно определить, как 0,7????
0,7n
, где ????
0,7n
– шаг винта при максимально допустимой непрерывной нагрузке на чистой воде.
10.7.5.3.2 Максимальный крутящий момент
????
max на гребных винтах с направляющей насадкой.
????
max
= 7,7 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
3
, кНм, при ???? ≤ ????
????????????????????
;
????
max
= 14,6 [1 −
????
????
] [
????
0,7
????
]
0,16
(????????)
0,17
????
1,9
????
????????????
1,1
, кНм, при ???? > ????
????????????????????
, где ????
????????????????????
= 1,8????
????????????
, ми см. 10.7.5.3.1
10.7.5.3.3 Расчетный момент для валопроводов при отсутствии резонанса. Если в диапазоне эксплуатационной скорости или в диапазоне на 20 % выше и на 20 % ниже максимальной эксплуатационной скорости (в швартовном режиме) отсутствует резонанс крутильных колебаний лопастной частоты первого порядка, то могут применяться следующие значения максимального крутящего момента в случае применения двухтактных двигателей, соединенных напрямую с гребным винтом и без использования упругой муфты
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
+ ????
max
????
????
/????
????
, кНм; в остальных случаях
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
max
????
????
/????
????
, кНм. Все крутящие моменты и моменты инерции должны быть приведены к скорости вращения рассматриваемого компонента. Если максимальный крутящий момент ????
????max неизвестен, то его значения должны соответствовать значениям, приведенным в табл. Таблица Тип гребного винта Гребные винты, приводимые в движение электродвигателем
*
????
????????????????????
ВРШ, неприводимые в движение электродвигателем
????
????
ВФШ, приводимые в движение турбиной
????
????
ВФШ, приводимые в движение дизельным двигателем
0,75
????
????
*
????
????????????????????
– наибольшее возможное значение крутящего момента электродвигателя.
10.7.5.3.4 Расчетный момент для валопроводов в условиях резонанса. Если в диапазоне эксплуатационной скорости или в диапазоне на 20 % выше и на 20 % ниже максимальной эксплуатационной скорости (в швартовном режиме) присутствует резонанс крутильных колебаний лопастной частоты первого порядка, расчетный крутящий момент ( ????
????????????????
) компонентов вала должен определяться при помощи расчета крутильных колебаний пропульсивной линии. Существует два способа проведения динамического анализа расчет временного интервала для предварительной оценки процесса изменения периода фрезерования
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
222 расчет частотного интервала для синусоидального изменения лопастной частоты. Анализ частотного интервала обычно считается консервативным по сравнению с расчетом временного диапазона при условии, что в рассматриваемом диапазоне скорости возникает резонанс лопастной частоты первого порядка.
10.7.5.3.4.1 Расчет временного диапазона ответных крутильных колебаний. Расчет временного диапазона должен производиться для условий максимально допустимой непрерывной нагрузки, максимально допустимой непрерывной нагрузки в швартовном режиме и для резонансных частот вращения лопастных порядков. Приведенная в данной главе последовательность нагружения для случая фрезерования льда гребным винтом, должна применяться для оценки прочности пропульсивной линии. Указанная последовательность нагружения не предназначена для анализа при заблокированном валопроводе. Приведенные ниже случаи нагружения предназначены для отображения эксплуатационных нагрузок на пропульсивную систему в случае взаимодействия гребного винта со льдом, а также соответствующей реакции пропульсивной системы. Взаимодействие со льдом и ответная реакция системы приводят к воздействию нагрузок на отдельные компоненты валопровода. Значение ????
max может быть принято постоянным во всем диапазоне частоты вращения. При рассмотрении конкретных частот вращения вала соответствующее значение ????
max может быть рассчитано с использованием соответствующей величины скорости согласно Расчет временного диапазона для установок с дизельными двигателями, не имеющими упругой муфты, должен производиться как минимум при положительном фазовом угле по сравнению с направлением действия ледовых возмущающих сил. В расчетах должен быть учтен пульсирующий характер нагрузок при сгорании топлива в цилиндрах двигателя возможен его учет через гармонические колебания собственно двигателя. Если частота резонанса лопастного порядка превышает частоту вращения при максимальной допустимой непрерывной нагрузке, анализ должен включать в себя значения частот вращения до 105 % от частоты, соответствующей максимальной допустимой непрерывной нагрузке. Ледовый крутящий момент на гребном винте для расчета динамики валопровода во временном диапазоне определяется как последовательность воздействий на лопасть, имеющую полусинусоидальную форму. Частота возмущений должна соответствовать частоте вращения гребного винта при взаимодействии со льдом. Величина крутящего момента при одиночном взаимодействии лопасти со льдом в функции угла поворота гребного винта определяется последующей формуле
????(φ) = ????
????
????
max sin(φ(180 α
????
⁄ )) при φ = 0 … плюс целочисленное количество оборотов
????(φ) = 0 при φ = α
????
… 360 плюс целочисленное количество оборотов
φ – угол поворота от начала первого взаимодействия. Параметры и приведены в табл. 10.7.5.3.4.1
;
α
????
– длительность взаимодействия лопасти гребного винта со льдом, выраженное через угол поворота гребного винта (см. рис. 10.7.5.3.4.1-1
).
222 расчет частотного интервала для синусоидального изменения лопастной частоты. Анализ частотного интервала обычно считается консервативным по сравнению с расчетом временного диапазона при условии, что в рассматриваемом диапазоне скорости возникает резонанс лопастной частоты первого порядка.
10.7.5.3.4.1 Расчет временного диапазона ответных крутильных колебаний. Расчет временного диапазона должен производиться для условий максимально допустимой непрерывной нагрузки, максимально допустимой непрерывной нагрузки в швартовном режиме и для резонансных частот вращения лопастных порядков. Приведенная в данной главе последовательность нагружения для случая фрезерования льда гребным винтом, должна применяться для оценки прочности пропульсивной линии. Указанная последовательность нагружения не предназначена для анализа при заблокированном валопроводе. Приведенные ниже случаи нагружения предназначены для отображения эксплуатационных нагрузок на пропульсивную систему в случае взаимодействия гребного винта со льдом, а также соответствующей реакции пропульсивной системы. Взаимодействие со льдом и ответная реакция системы приводят к воздействию нагрузок на отдельные компоненты валопровода. Значение ????
max может быть принято постоянным во всем диапазоне частоты вращения. При рассмотрении конкретных частот вращения вала соответствующее значение ????
max может быть рассчитано с использованием соответствующей величины скорости согласно Расчет временного диапазона для установок с дизельными двигателями, не имеющими упругой муфты, должен производиться как минимум при положительном фазовом угле по сравнению с направлением действия ледовых возмущающих сил. В расчетах должен быть учтен пульсирующий характер нагрузок при сгорании топлива в цилиндрах двигателя возможен его учет через гармонические колебания собственно двигателя. Если частота резонанса лопастного порядка превышает частоту вращения при максимальной допустимой непрерывной нагрузке, анализ должен включать в себя значения частот вращения до 105 % от частоты, соответствующей максимальной допустимой непрерывной нагрузке. Ледовый крутящий момент на гребном винте для расчета динамики валопровода во временном диапазоне определяется как последовательность воздействий на лопасть, имеющую полусинусоидальную форму. Частота возмущений должна соответствовать частоте вращения гребного винта при взаимодействии со льдом. Величина крутящего момента при одиночном взаимодействии лопасти со льдом в функции угла поворота гребного винта определяется последующей формуле
????(φ) = ????
????
????
max sin(φ(180 α
????
⁄ )) при φ = 0 … плюс целочисленное количество оборотов
????(φ) = 0 при φ = α
????
… 360 плюс целочисленное количество оборотов
φ – угол поворота от начала первого взаимодействия. Параметры и приведены в табл. 10.7.5.3.4.1
;
α
????
– длительность взаимодействия лопасти гребного винта со льдом, выраженное через угол поворота гребного винта (см. рис. 10.7.5.3.4.1-1
).
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
223 Рис. 10.7.5.3.4.1-1 Характер ледового момента при одиночном взаимодействии лопасти гребного винта со льдом в функции угла поворота гребного винта Полный ледовый крутящий момент вычисляется путем суммирования моментов при одиночных взаимодействиях лопастей гребного винта с учетом сдвига по фазе угла вращения 360°/???? (см. рис. 10.7.5.3.4.1-2
). Вначале ив конце режима фрезерования (в течение расчетного интервала) может применяться линейная зависимость при увеличении значения до его максимального значения в пределах одного оборота гребного винта, а также при снижении от максимального значения до нуля. Примеры приведены на рис. и Таблица Возмущающий момент Взаимодействие гребного винта со льдом
????
????
α
????
, град
???? = 3 ???? = 4 ???? = 5 ???? = 6 Случай взаимодействия 1 Одиночная льдина
0,75 90 90 72 60 Случай взаимодействия 2 Одиночная льдина
1,0 135 135 135 135 Случай взаимодействия 3 Две льдины со сдвигом по фазе угла вращения 360/(2∙????), град
0,5 45 45 36 30 Случай взаимодействия 4 Одиночная льдина
0,5 45 45 36 30
223 Рис. 10.7.5.3.4.1-1 Характер ледового момента при одиночном взаимодействии лопасти гребного винта со льдом в функции угла поворота гребного винта Полный ледовый крутящий момент вычисляется путем суммирования моментов при одиночных взаимодействиях лопастей гребного винта с учетом сдвига по фазе угла вращения 360°/???? (см. рис. 10.7.5.3.4.1-2
). Вначале ив конце режима фрезерования (в течение расчетного интервала) может применяться линейная зависимость при увеличении значения до его максимального значения в пределах одного оборота гребного винта, а также при снижении от максимального значения до нуля. Примеры приведены на рис. и Таблица Возмущающий момент Взаимодействие гребного винта со льдом
????
????
α
????
, град
???? = 3 ???? = 4 ???? = 5 ???? = 6 Случай взаимодействия 1 Одиночная льдина
0,75 90 90 72 60 Случай взаимодействия 2 Одиночная льдина
1,0 135 135 135 135 Случай взаимодействия 3 Две льдины со сдвигом по фазе угла вращения 360/(2∙????), град
0,5 45 45 36 30 Случай взаимодействия 4 Одиночная льдина
0,5 45 45 36 30
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
224 Рис. 10.7.5.3.4.1-2 Изменение ледового момента для трех- и четырехлопастных гребных винтов Количество оборотов гребного винта при фрезеровании рассчитывается последующей формуле
????
????
= Для лопастного порядка количество взаимодействий составляет ???? · ????
????
224 Рис. 10.7.5.3.4.1-2 Изменение ледового момента для трех- и четырехлопастных гребных винтов Количество оборотов гребного винта при фрезеровании рассчитывается последующей формуле
????
????
= Для лопастного порядка количество взаимодействий составляет ???? · ????
????
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
225 Рис. 10.7.5.3.4.1-3 Изменение ледового момента для пяти- и шестилопастных гребных винтов Динамическое моделирование должно выполняться для всех случаев взаимодействия во всем диапазоне эксплуатационной скорости вращения. Для установок с винтом фиксированного шага моделирование должно также включать в себя работу на швартовном режиме с частотой вращения, соответствующей максимальной возможной мощности двигателя. Если снижение частоты вращения происходит вплоть до остановки главного двигателя, это может указывать на недостаточность запаса мощности двигателя для выполнения указанной задачи. Для анализа нагрузок необходимо использовать максимальный момент в процессе снижения частоты вращения. Для расчета временного интервала смоделированный ответный момент должен обычно учитывать средний момент двигателя и средний момент гребного винта, в противном случае ответный момент должен определяться по формуле
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
, где ????
????????????
– максимальный смоделированный момент, полученный при расчете временного интервала.
225 Рис. 10.7.5.3.4.1-3 Изменение ледового момента для пяти- и шестилопастных гребных винтов Динамическое моделирование должно выполняться для всех случаев взаимодействия во всем диапазоне эксплуатационной скорости вращения. Для установок с винтом фиксированного шага моделирование должно также включать в себя работу на швартовном режиме с частотой вращения, соответствующей максимальной возможной мощности двигателя. Если снижение частоты вращения происходит вплоть до остановки главного двигателя, это может указывать на недостаточность запаса мощности двигателя для выполнения указанной задачи. Для анализа нагрузок необходимо использовать максимальный момент в процессе снижения частоты вращения. Для расчета временного интервала смоделированный ответный момент должен обычно учитывать средний момент двигателя и средний момент гребного винта, в противном случае ответный момент должен определяться по формуле
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
, где ????
????????????
– максимальный смоделированный момент, полученный при расчете временного интервала.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
226
226
1 ... 24 25 26 27 28 29 30 31 ... 43
10.7.5.3.4.2 Расчет частотного интервала ответных крутильных колебаний. Для расчета частотного интервала могут учитываться взаимодействия при лопастной частоте первого и второго порядка. Амплитуды взаимодействия при лопастной частоте первого порядка и синусоидальная характеристика при лопастной частоте второго порядка определяются на основании того, что нагрузка представляется непрерывной последовательностью полусинусоидальных воздействий, а элементы рядов Фурье определяются для лопастной частоты первого и второго порядка. Ледовый момент гребного винта определяется в функции угла поворота φ с использованием следующей зависимости
????
????
(φ) = ????
max
(????
????0
+ ????
????1
sin(????????
0
φ + α
1
) + ????
????2
sin(2????????
0
φ + α
2
)), кНм где число льдин при взаимодействии и значения коэффициентов приведены в табл. Таблица Возмущающий момент Винты стремя лопастями (???? = 3) Случай взаимодействия 1 0,375 0,36
−90 0
0 1 Случай взаимодействия 2 0,7 0,33
−90 0,05
−45 1 Случай взаимодействия 3 0,25 0,25
−90 0
0 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с четырьмя лопастями (???? = 4) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,06
−90 1 Случай взаимодействия 2 0,9375 0
−90 0,0625
−90 1 Случай взаимодействия 3 0,25 0,25
−90 0
0 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с пятью лопастями (???? = 5) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,06
−90 1 Случай взаимодействия 2 1,19 0,17
−90 0,02
−90 1 Случай взаимодействия 3 0,3 0,25
−90 0,048
−90 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Винты с шестью лопастями (???? = 6) Случай взаимодействия 1 0,45 0,36
−90 0,05
−90 1 Случай взаимодействия 2 1,435 0,1
−90 0
0 1 Случай взаимодействия 3 0,3 0,25
−90 0,048
−90 2 Случай взаимодействия 4 0,2 0,25 0
0,05
−90 1 Расчетный момент для частотного интервала должен определяться последующей формуле
????
????????????????
= ????
????max
+ ????
????????????
+ (????
max
????
????
????0
) ????
????
????
????
⁄ + ????
????????1
+ ????
????????2
, где ????
max
????
– наибольший ледовый момент на винте при рассматриваемой частоте вращения гребного винта
????
????0
– коэффициент, значения которого приведены в табл. 10.7.5.3.4.2
;
????
????????1
– ответный момент лопастной частоты первого порядка полученный при расчете частотного интервала
????
????????2
– ответный момент лопастной частоты второго порядка полученный при расчете частотного интервала. Если максимальный крутящий момент двигателя ????
????max неизвестен, то его значения должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 10.7.5.3.3
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
227
10.7.5.3.4.3 Руководство по расчету крутильных колебаний. Цель моделирования временного интервала крутильных колебаний состоит в определении наибольшего значения скручивающего усилия, наблюдаемого на протяжении всего срока службы судна. В качестве модели может быть принята традиционная схема, используемая при расчете крутильных колебаний и состоящая из сосредоточенных масс и упругих моментов. Для проведения анализа временного диапазона модель должна включать в себя процесс взаимодействия гребного винта со льдом, другие значимые взаимодействия и средние значения момента, обусловленные двигателем и средним гидродинамическом моментом гребного винта. Расчеты должны учитывать разницу фаз между взаимодействием со льдом и изменением работы двигателя. Это является чрезвычайно важным для валопроводов соединенных напрямую двигателей внутреннего сгорания. Расчет временного интервала с целью получения ответных моментов должен производиться для условий максимально допустимой непрерывной нагрузки, максимально допустимой непрерывной нагрузки в швартовном режиме и для резонансных частот вращения лопастных порядков. При расчете частотного интервала нагрузка представляется непрерывной последовательностью полусинусоидальных воздействий, а элементы рядов Фурье определяются для лопастной частоты первого и второго порядка. Расчет должен включать в себя весь диапазон частоты вращения и моделирование ответных резонансов.
10.7.5.4 Сила поломки лопасти
10.7.5.4.1 Изгибающее усилие лопасти Сила, возникающая в результате поломки лопасти вследствие изгиба с пластическими деформациями в корневой части лопасти должно рассчитываться либо по формуле (10.7.5.4.1)
, либо с помощью другого соответствующего метода расчета прочности, который учитывает нелинейные пластические характеристики материала фактически имеющейся лопасти. При этом зона поломки лопасти может находиться вне корневой части. Предельное усилие прикладывается на относительном радиусе 0,8R в направлении наиболее слабого сечения лопасти.
????
????????
=
300????????
2
σ
????????????
0,8????−2????
, кН,
(10.7.5.4.1) где параметры ????, ???? и ???? определяются для наислабейшего участка лопасти за пределами галтельного перехода.
10.7.5.4.2 Скручивающий момент Должен быть определен максимальный скручивающий момент, возникающий от силы поломки лопасти, приложенной на относительном радиусе 0,8 ???? . Сила, приводящая к поломке лопасти, обычно уменьшается при движении от центра лопасти к входящей и выходящей кромкам. На определенном расстоянии от центра вращения лопасти имеет место максимальный скручивающий момент. Этот максимальный скручивающий момент определяется с помощью соответствующего метода расчета прочности или приведенной ниже зависимости
????
????????????
= max(????
????????0,8
; 0,8????
????????0,8
)????
????????????????
????
????????
, кНм;
????
????????????????
= 0,7(1 − (4????????????/????)
3
), где ???????????? – дисковое отношение гребного винта. Если значение меньше 0,3, то для должно применяться значение 0,3.
227
10.7.5.3.4.3 Руководство по расчету крутильных колебаний. Цель моделирования временного интервала крутильных колебаний состоит в определении наибольшего значения скручивающего усилия, наблюдаемого на протяжении всего срока службы судна. В качестве модели может быть принята традиционная схема, используемая при расчете крутильных колебаний и состоящая из сосредоточенных масс и упругих моментов. Для проведения анализа временного диапазона модель должна включать в себя процесс взаимодействия гребного винта со льдом, другие значимые взаимодействия и средние значения момента, обусловленные двигателем и средним гидродинамическом моментом гребного винта. Расчеты должны учитывать разницу фаз между взаимодействием со льдом и изменением работы двигателя. Это является чрезвычайно важным для валопроводов соединенных напрямую двигателей внутреннего сгорания. Расчет временного интервала с целью получения ответных моментов должен производиться для условий максимально допустимой непрерывной нагрузки, максимально допустимой непрерывной нагрузки в швартовном режиме и для резонансных частот вращения лопастных порядков. При расчете частотного интервала нагрузка представляется непрерывной последовательностью полусинусоидальных воздействий, а элементы рядов Фурье определяются для лопастной частоты первого и второго порядка. Расчет должен включать в себя весь диапазон частоты вращения и моделирование ответных резонансов.
10.7.5.4 Сила поломки лопасти
10.7.5.4.1 Изгибающее усилие лопасти Сила, возникающая в результате поломки лопасти вследствие изгиба с пластическими деформациями в корневой части лопасти должно рассчитываться либо по формуле (10.7.5.4.1)
, либо с помощью другого соответствующего метода расчета прочности, который учитывает нелинейные пластические характеристики материала фактически имеющейся лопасти. При этом зона поломки лопасти может находиться вне корневой части. Предельное усилие прикладывается на относительном радиусе 0,8R в направлении наиболее слабого сечения лопасти.
????
????????
=
300????????
2
σ
????????????
0,8????−2????
, кН,
(10.7.5.4.1) где параметры ????, ???? и ???? определяются для наислабейшего участка лопасти за пределами галтельного перехода.
10.7.5.4.2 Скручивающий момент Должен быть определен максимальный скручивающий момент, возникающий от силы поломки лопасти, приложенной на относительном радиусе 0,8 ???? . Сила, приводящая к поломке лопасти, обычно уменьшается при движении от центра лопасти к входящей и выходящей кромкам. На определенном расстоянии от центра вращения лопасти имеет место максимальный скручивающий момент. Этот максимальный скручивающий момент определяется с помощью соответствующего метода расчета прочности или приведенной ниже зависимости
????
????????????
= max(????
????????0,8
; 0,8????
????????0,8
)????
????????????????
????
????????
, кНм;
????
????????????????
= 0,7(1 − (4????????????/????)
3
), где ???????????? – дисковое отношение гребного винта. Если значение меньше 0,3, то для должно применяться значение 0,3.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
228
????
????????0,8 – расстояние от оси симметрии спрямленного цилиндрического сечения лопасти до входящей кромки на относительном радиусе 0,8????;
????
????????0,8 – расстояние от оси симметрии спрямленного цилиндрического сечения лопасти до исходящей кромки на относительном радиусе 0,8????. Значения скручивающего момента вследствие действия силы поломки лопасти по длине входящего спрямленного цилиндрического сечения лопасти показаны на рис. 10.7.5.4.2
10.7.6 Проектирование.
10.7.6.1 Принцип проектирования. Конструкция пропульсивной установки должна соответствовать принципу пирамидальной прочности, согласно которому повреждение лопасти гребного винта не должно привести к какому-либо значительному повреждению других элементов пропульсивной установки.
10.7.6.2 Лопасть гребного винта.
10.7.6.2.1 Расчет напряжений, действующих на лопасть гребного винта. Напряжения на лопасти гребного винта должны рассчитываться для нагрузок, указанных в Метод конечных элементов следует использовать для расчета прочности при окончательном одобрении всех гребных винтов. Указанные ниже формулы можно использовать при оценке напряжений в корневой части лопасти для всех гребных винтов ( ????/???? < 0,5 ). Размеры корневой части лопасти, основанные на расчете по формуле (10.7.6.2.1)
, можно принять даже в том случае, если в результате расчета прочности методом конечных элементов получится большее значение напряжения в корневой части.
σ
????????
= ????
1
????
????????
100????????
2
, МПа,
(10.7.6.2.1) где ????
1
– отношение величины фактического напряжения к напряжению, определенному с использованием уравнения прогибов (уравнения упругой линии балки, которое при отсутствии данных может быть принято равным 1,6;
????
????????
= (0,75 − ????/????) ∙ ???? ∙ ????, где ????
= или ????
????
, в зависимости оттого, что больше.
228
????
????????0,8 – расстояние от оси симметрии спрямленного цилиндрического сечения лопасти до входящей кромки на относительном радиусе 0,8????;
????
????????0,8 – расстояние от оси симметрии спрямленного цилиндрического сечения лопасти до исходящей кромки на относительном радиусе 0,8????. Значения скручивающего момента вследствие действия силы поломки лопасти по длине входящего спрямленного цилиндрического сечения лопасти показаны на рис. 10.7.5.4.2
10.7.6 Проектирование.
10.7.6.1 Принцип проектирования. Конструкция пропульсивной установки должна соответствовать принципу пирамидальной прочности, согласно которому повреждение лопасти гребного винта не должно привести к какому-либо значительному повреждению других элементов пропульсивной установки.
10.7.6.2 Лопасть гребного винта.
10.7.6.2.1 Расчет напряжений, действующих на лопасть гребного винта. Напряжения на лопасти гребного винта должны рассчитываться для нагрузок, указанных в Метод конечных элементов следует использовать для расчета прочности при окончательном одобрении всех гребных винтов. Указанные ниже формулы можно использовать при оценке напряжений в корневой части лопасти для всех гребных винтов ( ????/???? < 0,5 ). Размеры корневой части лопасти, основанные на расчете по формуле (10.7.6.2.1)
, можно принять даже в том случае, если в результате расчета прочности методом конечных элементов получится большее значение напряжения в корневой части.
σ
????????
= ????
1
????
????????
100????????
2
, МПа,
(10.7.6.2.1) где ????
1
– отношение величины фактического напряжения к напряжению, определенному с использованием уравнения прогибов (уравнения упругой линии балки, которое при отсутствии данных может быть принято равным 1,6;
????
????????
= (0,75 − ????/????) ∙ ???? ∙ ????, где ????
= или ????
????
, в зависимости оттого, что больше.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
229 Рис. 10.7.5.4.2 Сила поломки лопасти и соответствующий скручивающий момент при воздействии силы в различных точках по линии цилиндрического сечения лопасти на относительном радиусе 0,8????
10.7.6.2.2 Критерий приемлемости. Расчетные напряжения лопасти гребного винта должны удовлетворять следующему условию
σ
????????????2
σ
????????
≥ 1,3. Если при оценке напряжений используется метод конечных элементов, следует использовать напряжения по Мизесу.
10.7.6.2.3 Расчет усталостной прочности лопасти гребного винта. Расчет усталостной прочности лопасти гребного винта основан на оценке предполагаемой нагрузки в течение срока службы судна и кривой усталости материала лопасти. Для этого следует определить эквивалентное напряжение, которое при 10 циклах приводит к тому же усталостному повреждению, что и предполагаемая нагрузка, а также критерий приемлемости усталостной прочности. В случае удовлетворения указанного ниже критерия выполнение расчетов усталостной прочности в соответствии с требованиями данной главы не требуется.
σ
????????????
≥ ????
1
σ
????????????2
????
2
log(????
????????????
)
????
3
, где ????
1
, и ????
3
– коэффициенты, определяемые согласно табл. Таблица Винт без направляющей насадки Винт с направляющей насадкой
????
1 0,00328 0,00223
????
2 1,0076 1,0071
????
3 2,101 2,471
229 Рис. 10.7.5.4.2 Сила поломки лопасти и соответствующий скручивающий момент при воздействии силы в различных точках по линии цилиндрического сечения лопасти на относительном радиусе 0,8????
10.7.6.2.2 Критерий приемлемости. Расчетные напряжения лопасти гребного винта должны удовлетворять следующему условию
σ
????????????2
σ
????????
≥ 1,3. Если при оценке напряжений используется метод конечных элементов, следует использовать напряжения по Мизесу.
10.7.6.2.3 Расчет усталостной прочности лопасти гребного винта. Расчет усталостной прочности лопасти гребного винта основан на оценке предполагаемой нагрузки в течение срока службы судна и кривой усталости материала лопасти. Для этого следует определить эквивалентное напряжение, которое при 10 циклах приводит к тому же усталостному повреждению, что и предполагаемая нагрузка, а также критерий приемлемости усталостной прочности. В случае удовлетворения указанного ниже критерия выполнение расчетов усталостной прочности в соответствии с требованиями данной главы не требуется.
σ
????????????
≥ ????
1
σ
????????????2
????
2
log(????
????????????
)
????
3
, где ????
1
, и ????
3
– коэффициенты, определяемые согласно табл. Таблица Винт без направляющей насадки Винт с направляющей насадкой
????
1 0,00328 0,00223
????
2 1,0076 1,0071
????
3 2,101 2,471
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
230 Рис. 10.7.6.2.3-1 Кривая усталости с двумя уклонами Рис. 10.7.6.2.3-2 Кривая усталости с постоянным уклоном Для расчета эквивалентного напряжения доступны кривые усталости двух типов кривая усталости с двумя уклонами (уклоны 4,5 и 10), см. рис. 10.7.6.2.3-1
; кривая усталости с одним уклоном (уклон может быть выбран, см. рис. Тип кривой усталости следует выбрать таким образом, чтобы она соответствовала свойствам материала лопасти. Если кривая усталости неизвестна, следует использовать кривую усталости с двумя уклонами.
10.7.6.2.3.1 Эквивалентное напряжение. Эквивалентное напряжение для 10 циклов, приводящее к тому же усталостному повреждению, что и предполагаемая нагрузка, действующая в течение срока службы судна
σ
????????????
= ρ(σ
????????????
)
max
,
(10.7.6.2.3.1) где (σ
????????????
)
max
= 0,5((σ
????????????
)
???? max
− (σ
????????????
)
???? max
). При расчете средней амплитуды напряжений (σ
????????????
)
max для определения напряжений (σ
????????????
)
???? max и (σ
????????????
)
???? max рассматривается комбинация случаев нагрузки 1 и 3 или случаев нагрузки 2 и 4), указанных в Случай нагрузки 5 из анализа усталостной прочности исключается.
10.7.6.2.3.2 Расчет параметра ρ для кривой усталости с двумя уклонами. Параметр ρ соотносит максимальную ледовую нагрузку c распределением ледовых нагрузок по формуле
ρ = ????
1
(σ
????????????
)
max
????
2
σ
????????
????
3
????????????(????
????????????
)
????
4
,
(10.7.6.2.3.2) где σ
????????
= В случае отсутствия фактических значений допускается принимать γ
????
= 0,67,
γ
????
=
0,75 и γ
????
=
0,75. Коэффициенты ????
1
,
????
2
, и указаны в табл. Таблица Винт без направляющей насадки Винт с направляющей насадкой
????
1 0,000747 0,000534
????
2 0,0645 0,0533
????
3
−0,0565
−0,0459
????
4 2,22 2,584
230 Рис. 10.7.6.2.3-1 Кривая усталости с двумя уклонами Рис. 10.7.6.2.3-2 Кривая усталости с постоянным уклоном Для расчета эквивалентного напряжения доступны кривые усталости двух типов кривая усталости с двумя уклонами (уклоны 4,5 и 10), см. рис. 10.7.6.2.3-1
; кривая усталости с одним уклоном (уклон может быть выбран, см. рис. Тип кривой усталости следует выбрать таким образом, чтобы она соответствовала свойствам материала лопасти. Если кривая усталости неизвестна, следует использовать кривую усталости с двумя уклонами.
10.7.6.2.3.1 Эквивалентное напряжение. Эквивалентное напряжение для 10 циклов, приводящее к тому же усталостному повреждению, что и предполагаемая нагрузка, действующая в течение срока службы судна
σ
????????????
= ρ(σ
????????????
)
max
,
(10.7.6.2.3.1) где (σ
????????????
)
max
= 0,5((σ
????????????
)
???? max
− (σ
????????????
)
???? max
). При расчете средней амплитуды напряжений (σ
????????????
)
max для определения напряжений (σ
????????????
)
???? max и (σ
????????????
)
???? max рассматривается комбинация случаев нагрузки 1 и 3 или случаев нагрузки 2 и 4), указанных в Случай нагрузки 5 из анализа усталостной прочности исключается.
10.7.6.2.3.2 Расчет параметра ρ для кривой усталости с двумя уклонами. Параметр ρ соотносит максимальную ледовую нагрузку c распределением ледовых нагрузок по формуле
ρ = ????
1
(σ
????????????
)
max
????
2
σ
????????
????
3
????????????(????
????????????
)
????
4
,
(10.7.6.2.3.2) где σ
????????
= В случае отсутствия фактических значений допускается принимать γ
????
= 0,67,
γ
????
=
0,75 и γ
????
=
0,75. Коэффициенты ????
1
,
????
2
, и указаны в табл. Таблица Винт без направляющей насадки Винт с направляющей насадкой
????
1 0,000747 0,000534
????
2 0,0645 0,0533
????
3
−0,0565
−0,0459
????
4 2,22 2,584
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
231
10.7.6.2.3.3 Расчет параметра ρ для кривой усталости с постоянным уклоном. Для материалов, свойства которых соответствуют кривой усталости с постоянным уклоном, параметр ρ определяется по формуле
ρ = (????
????
????????????
????
????
)
1 ????
⁄
(????????(????
????????????
))
−1 ????
⁄
,
(10.7.6.2.3.3) где ???? = 1,0 для винтов с направляющей насадкой
???? = 0,75 для винтов без направляющей насадки. Значения параметра ???? указаны в табл. 10.7.6.2.3.3
, при этом при расчете значений параметра ???? для соотношений ????/???? , неуказанных в табл. 10.7.6.2.3.3
, допускается использовать линейную интерполяцию. Таблица Значение параметра ???? для различных соотношений ????/????
????/????
3 3,5 4
4,5 5
5,5 6
6,5 7
7,5 8
????
6 11,6 24 52,3 120 287,9 720 1871 5040 14034 40320
????/????
8,5 9
9,5 10 10,5 11 11,5 12
????
119292 362880 1,133·10 6
3,629·10 6
11,899·10 6
39,917·10 6
136,843·10 6
479,002·10 6
10.7.6.2.4 Критерий приемлемости при расчете усталостной прочности. Эквивалентное напряжение во всех точках на лопасти должно удовлетворять следующему критерию
σ
????????
σ
????????????
≥ 1,5, где σ
????????
= В случае отсутствия фактических значений допускается принимать γ
????
= γ
????1
γ
????2
= 0,67,
γ
????
= 0,75 и γ
????
= 0,75.
10.7.6.3 Ступица гребного винта и механизм изменения шага ВРШ. Болты крепления лопастей, механизм изменения шага ВРШ, ступица гребного винта и монтаж соединения гребного винта и гребного вала должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они были способны выдержать максимальную и усталостную расчетные нагрузки согласно Коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести материала должен быть более 1,3, а по усталостной прочности – более 1,5. Кроме того, коэффициент запаса прочности по возникновению пластической деформации при поломке лопасти согласно должен быть более 1,0.
10.7.6.4
Валопровод. Валы и компоненты валопровода, такие как упорные и опорные подшипники, муфты, фланцы и уплотнения должны иметь такую конструкцию, чтобы выдержать нагрузки, возникающие в результате взаимодействия гребного винта со льдом, согласно Коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести материала должен быть не менее 1,3; по усталостной прочности — не менее 1,5; коэффициент запаса прочности по возникновению пластической деформации при поломке лопасти — не менее 1,0.
10.7.6.4.1 Валы и компоненты валопровода. Сила поломки лопасти, указанная вне должна приводить к возникновению пластической деформации валов и компонентов валопровода. Должны
231
10.7.6.2.3.3 Расчет параметра ρ для кривой усталости с постоянным уклоном. Для материалов, свойства которых соответствуют кривой усталости с постоянным уклоном, параметр ρ определяется по формуле
ρ = (????
????
????????????
????
????
)
1 ????
⁄
(????????(????
????????????
))
−1 ????
⁄
,
(10.7.6.2.3.3) где ???? = 1,0 для винтов с направляющей насадкой
???? = 0,75 для винтов без направляющей насадки. Значения параметра ???? указаны в табл. 10.7.6.2.3.3
, при этом при расчете значений параметра ???? для соотношений ????/???? , неуказанных в табл. 10.7.6.2.3.3
, допускается использовать линейную интерполяцию. Таблица Значение параметра ???? для различных соотношений ????/????
????/????
3 3,5 4
4,5 5
5,5 6
6,5 7
7,5 8
????
6 11,6 24 52,3 120 287,9 720 1871 5040 14034 40320
????/????
8,5 9
9,5 10 10,5 11 11,5 12
????
119292 362880 1,133·10 6
3,629·10 6
11,899·10 6
39,917·10 6
136,843·10 6
479,002·10 6
10.7.6.2.4 Критерий приемлемости при расчете усталостной прочности. Эквивалентное напряжение во всех точках на лопасти должно удовлетворять следующему критерию
σ
????????
σ
????????????
≥ 1,5, где σ
????????
= В случае отсутствия фактических значений допускается принимать γ
????
= γ
????1
γ
????2
= 0,67,
γ
????
= 0,75 и γ
????
= 0,75.
10.7.6.3 Ступица гребного винта и механизм изменения шага ВРШ. Болты крепления лопастей, механизм изменения шага ВРШ, ступица гребного винта и монтаж соединения гребного винта и гребного вала должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они были способны выдержать максимальную и усталостную расчетные нагрузки согласно Коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести материала должен быть более 1,3, а по усталостной прочности – более 1,5. Кроме того, коэффициент запаса прочности по возникновению пластической деформации при поломке лопасти согласно должен быть более 1,0.
10.7.6.4
Валопровод. Валы и компоненты валопровода, такие как упорные и опорные подшипники, муфты, фланцы и уплотнения должны иметь такую конструкцию, чтобы выдержать нагрузки, возникающие в результате взаимодействия гребного винта со льдом, согласно Коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести материала должен быть не менее 1,3; по усталостной прочности — не менее 1,5; коэффициент запаса прочности по возникновению пластической деформации при поломке лопасти — не менее 1,0.
10.7.6.4.1 Валы и компоненты валопровода. Сила поломки лопасти, указанная вне должна приводить к возникновению пластической деформации валов и компонентов валопровода. Должны
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
232 быть рассмотрены осевая, изгибающая и скручивающая составляющие нагрузки, в том случае, если они существенны. Для напряжений изгиба и кручения коэффициент запаса по условному пределу текучести материала должен быть не менее 1,0.
10.7.6.5 Главные винторулевые колонки
10.7.6.5.1 Принцип проектирования. В дополнение к приведенным выше требованиям к размерам лопасти гребного винта главные винторулевые колонки должны быть спроектированы с учетом нагружения, возникающего при взаимодействии корпуса колонки со льдом. Определяются наибольшие нагрузки, действующие на протяжении всего срока службы судна на корпус винторулевой колонки на основании предполагаемого состояния льда и эксплуатационных параметров судна. Для определения предельных нагрузок выбираются два основных ледовых сценария. Примеры нагрузок показаны на рис. 10.7.6.5.1
. В дополнение к этому могут быть определены ответные вибрации корпуса винторулевой колонки, советующие лопастной частоте. Рассматриваются следующие типовые сценарии нагружения
.1 взаимодействие льдины с корпусом винторулевой колонки или на ступицу гребного винта
.2 продвижение винторулевой колонки через торос, имеющий смерзшийся слой льда значительной толщины
.3 ответная вибрация винторулевой колонки на лопастной частоте. Рис. 10.7.6.5.1 Примеры типовых сценариев нагружения Механизм поворота, детали крепления и корпус винторулевой колонки должны быть спроектированы с учетом нагрузки, возникающей при пластических деформациях лопасти без ее повреждения. Должно рассматриваться такое положение лопасти при ее деформации, при котором возникают наибольшие нагрузки на анализируемый компонент. Наибольшие усилия действуют на корпус винторулевой колонки при ориентации лопасти вертикально вниз.
10.7.6.5.2 Наибольшие ледовые нагрузки. В случае эксплуатации судна в ледовых условиях льдины, находящиеся на краях канала или оторвавшиеся от смерзшегося слоя тороса, могут воздействовать на корпус винторулевой колонки и ступицу гребного винта. Параметры взаимодействия со льдом в значительной степени зависят от размера судна и конструкции корпуса, а также от расположения винторулевой колонки. Усилие при контакте будет возрастать при взаимодействии винторулевой колонки со льдом до тех пор, пока скорость льдины не достигнет скорости судна.
Винторулевая колонка должна выдерживать нагрузки, возникающие в случаях воздействия льдин, определенных в табл. 10.7.3-2
, на корпус винторулевой колонки при эксплуатации судна на обычной скорости движения в ледовых условиях. Случаи ударных нагрузок приведены в табл. 10.7.6.5.2-1
. Форма взаимодействия принимается
232 быть рассмотрены осевая, изгибающая и скручивающая составляющие нагрузки, в том случае, если они существенны. Для напряжений изгиба и кручения коэффициент запаса по условному пределу текучести материала должен быть не менее 1,0.
10.7.6.5 Главные винторулевые колонки
10.7.6.5.1 Принцип проектирования. В дополнение к приведенным выше требованиям к размерам лопасти гребного винта главные винторулевые колонки должны быть спроектированы с учетом нагружения, возникающего при взаимодействии корпуса колонки со льдом. Определяются наибольшие нагрузки, действующие на протяжении всего срока службы судна на корпус винторулевой колонки на основании предполагаемого состояния льда и эксплуатационных параметров судна. Для определения предельных нагрузок выбираются два основных ледовых сценария. Примеры нагрузок показаны на рис. 10.7.6.5.1
. В дополнение к этому могут быть определены ответные вибрации корпуса винторулевой колонки, советующие лопастной частоте. Рассматриваются следующие типовые сценарии нагружения
.1 взаимодействие льдины с корпусом винторулевой колонки или на ступицу гребного винта
.2 продвижение винторулевой колонки через торос, имеющий смерзшийся слой льда значительной толщины
.3 ответная вибрация винторулевой колонки на лопастной частоте. Рис. 10.7.6.5.1 Примеры типовых сценариев нагружения Механизм поворота, детали крепления и корпус винторулевой колонки должны быть спроектированы с учетом нагрузки, возникающей при пластических деформациях лопасти без ее повреждения. Должно рассматриваться такое положение лопасти при ее деформации, при котором возникают наибольшие нагрузки на анализируемый компонент. Наибольшие усилия действуют на корпус винторулевой колонки при ориентации лопасти вертикально вниз.
10.7.6.5.2 Наибольшие ледовые нагрузки. В случае эксплуатации судна в ледовых условиях льдины, находящиеся на краях канала или оторвавшиеся от смерзшегося слоя тороса, могут воздействовать на корпус винторулевой колонки и ступицу гребного винта. Параметры взаимодействия со льдом в значительной степени зависят от размера судна и конструкции корпуса, а также от расположения винторулевой колонки. Усилие при контакте будет возрастать при взаимодействии винторулевой колонки со льдом до тех пор, пока скорость льдины не достигнет скорости судна.
Винторулевая колонка должна выдерживать нагрузки, возникающие в случаях воздействия льдин, определенных в табл. 10.7.3-2
, на корпус винторулевой колонки при эксплуатации судна на обычной скорости движения в ледовых условиях. Случаи ударных нагрузок приведены в табл. 10.7.6.5.2-1
. Форма взаимодействия принимается
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
233 полусферической. Если фактическая геометрия взаимодействия отличается от формы полусферы, то радиус сферы должен приниматься таким, чтобы получаемая зона контакта, как можно точнее соответствовала фактической геометрической форме взаимодействия. Таблица Случаи ударных нагрузок на винторулевую колонку Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T1a Симметричное продольное взаимодействие винторулевой колонки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T1b Несимметричное продольное взаимодействие винторулевой колонки со льдом
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к половине зоны контакта Случай нагружения T1c Несимметричное продольное взаимодействие насадки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к зоне контакта. Область контакта равна произведению толщины насадки (????
????????
) и????
????????????
Случай нагружения T2a Симметричное продольное взаимодействие ступицы винта со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T2b Несимметричное продольное взаимодействие ступицы винта со льдом
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к половине зоны контакта Случай нагружения T3a Симметричное поперечное взаимодействие корпуса винторулевой колонки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта
233 полусферической. Если фактическая геометрия взаимодействия отличается от формы полусферы, то радиус сферы должен приниматься таким, чтобы получаемая зона контакта, как можно точнее соответствовала фактической геометрической форме взаимодействия. Таблица Случаи ударных нагрузок на винторулевую колонку Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T1a Симметричное продольное взаимодействие винторулевой колонки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T1b Несимметричное продольное взаимодействие винторулевой колонки со льдом
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к половине зоны контакта Случай нагружения T1c Несимметричное продольное взаимодействие насадки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к зоне контакта. Область контакта равна произведению толщины насадки (????
????????
) и????
????????????
Случай нагружения T2a Симметричное продольное взаимодействие ступицы винта со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T2b Несимметричное продольное взаимодействие ступицы винта со льдом
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к половине зоны контакта Случай нагружения T3a Симметричное поперечное взаимодействие корпуса винторулевой колонки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
234 Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T3b Несимметричное поперечное взаимодействие корпуса винторулевой колонки или насадки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к зоне контакта. Радиус контакта с насадкой ???? должен приниматься исходя из длины насадки (????
????????
) Ледовая ударная нагрузка должна рассчитываться с применением формулы (10.7.6.5.2)
. Значения параметров приведены в табл. 10.7.6.5.2-2
. Расчетная эксплуатационная скорость во льду может приниматься или в соответствии сданными табл. и или может учитываться фактическая расчетная эксплуатационная скорость рассматриваемого судна при его движении во льду. Скорость продольного взаимодействия в табл. и относится к основному направлению движения. Для тянущего гребного винта скорость продольного взаимодействия используется для случая нагружения T2 (взаимодействие ступицы винта со льдом а для толкающего гребного винта скорость продольного взаимодействия применяется для случая T1 (взаимодействие обтекателя винторулевой колонки со льдом. Для противоположного направления применяется скорость при поперечном взаимодействии.
????
????????
= ????
????????????
34,5????
????
0,5
(????
????????????
????
????
2
)
0,333
, кН
(10.7.6.5.2) где ????
????
– радиус сферы при определении геометрии взаимодействиям (см. рис. 10.7.6.5.2
);
????
????????????
– масса льдины, кг
????
????
– скорость судна в момент контактам с
????
????????????
– коэффициент динамического усиления для ударных нагрузок. Рис. 10.7.6.5.2 Определение Если значения коэффициента неизвестны, то он должен приниматься в соответствии с табл. 10.7.6.5.2-2
234 Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T3b Несимметричное поперечное взаимодействие корпуса винторулевой колонки или насадки со льдом Равномерно распределенная нагрузка или распределенное давление, которые приложены к зоне контакта. Радиус контакта с насадкой ???? должен приниматься исходя из длины насадки (????
????????
) Ледовая ударная нагрузка должна рассчитываться с применением формулы (10.7.6.5.2)
. Значения параметров приведены в табл. 10.7.6.5.2-2
. Расчетная эксплуатационная скорость во льду может приниматься или в соответствии сданными табл. и или может учитываться фактическая расчетная эксплуатационная скорость рассматриваемого судна при его движении во льду. Скорость продольного взаимодействия в табл. и относится к основному направлению движения. Для тянущего гребного винта скорость продольного взаимодействия используется для случая нагружения T2 (взаимодействие ступицы винта со льдом а для толкающего гребного винта скорость продольного взаимодействия применяется для случая T1 (взаимодействие обтекателя винторулевой колонки со льдом. Для противоположного направления применяется скорость при поперечном взаимодействии.
????
????????
= ????
????????????
34,5????
????
0,5
(????
????????????
????
????
2
)
0,333
, кН
(10.7.6.5.2) где ????
????
– радиус сферы при определении геометрии взаимодействиям (см. рис. 10.7.6.5.2
);
????
????????????
– масса льдины, кг
????
????
– скорость судна в момент контактам с
????
????????????
– коэффициент динамического усиления для ударных нагрузок. Рис. 10.7.6.5.2 Определение Если значения коэффициента неизвестны, то он должен приниматься в соответствии с табл. 10.7.6.5.2-2
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
235 Для нагрузок на неполусферические зоны, например, при взаимодействии с направляющей насадкой, должен использоваться эквивалентный радиус сферы, определяемый следующей зависимостью
????
????????????
= (???? π
⁄ )
1 2
⁄
, м. Если значение 2 ∗ больше, чем толщина льдины, то радиус сферы принимается равным половине толщины льдины. При определении воздействия со стороны винторулевой колонки для определения радиуса сферы может использоваться диаметр корпуса колонки. При определении воздействия на ступицу гребного винта для определения радиуса сферы может использоваться диаметр ступицы. Таблица Балтийский ледовый класс
235 Для нагрузок на неполусферические зоны, например, при взаимодействии с направляющей насадкой, должен использоваться эквивалентный радиус сферы, определяемый следующей зависимостью
????
????????????
= (???? π
⁄ )
1 2
⁄
, м. Если значение 2 ∗ больше, чем толщина льдины, то радиус сферы принимается равным половине толщины льдины. При определении воздействия со стороны винторулевой колонки для определения радиуса сферы может использоваться диаметр корпуса колонки. При определении воздействия на ступицу гребного винта для определения радиуса сферы может использоваться диаметр ступицы. Таблица Балтийский ледовый класс
1 ... 25 26 27 28 29 30 31 32 ... 43
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетной льдины, взаимодействующей с винторулевой колонкой (2/3 от ????
????????????
), м
1,17 1,0 0,8 0,67 Предельная масса льдины ????
????????????
, кг
8670 5460 2800 1600 если значение неизвестно)
1,3 1,2 1,1 1 Таблица Скорость взаимодействия для среднего расположения винторулевой колонки в корме судна Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Продольное взаимодействие в основном направлении движения суднам с
6 5
5 5 Продольное взаимодействие в обратном направлении взаимодействие ступицы гребного винта толкающей установки или обтекателя гребного винта тянущей установки, мс
4 3
3 3 Поперечное взаимодействие при движении судна вперед носом, мс
3 2
2 2 Поперечное взаимодействие при движении судна кормой вперед судно двойного действиям с
4 3
3 3 Таблица Скорости взаимодействия для бортового расположения винторулевой колонки в корме судна, а также для среднего и бортового расположения винторулевой колонки вносу судна Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Продольное взаимодействие в основном направлении движениям с
6 5
5 5 Продольное взаимодействие в обратном направлении движения взаимодействие ступицы
4 3
3 3 гребного винта толкающей установки или обтекателя гребного винта тянущей установки, мс Поперечное взаимодействием с
4 3
3 3
10.7.6.5.3 Наибольшие ледовые нагрузки, действующие на корпус винторулевой колонки при преодолении тороса. В ледовых условиях движение судна обычно осуществляется в ледовых каналах. При прохождении других судов судно может подвергаться нагрузкам, обусловленным взаимодействием его винторулевых колонок со стенками ледового канала, обычно представляющими собой смерзшийся слой на поверхности, под которым находятся отдельные льдины. В дополнение к этому, винторулевая колонка может проходить через ледяные торосы при движении задним ходом. Такая ситуация, в частности, может иметь место для судов с балтийским ледовым классом IA Super, т.к. они могут самостоятельно эксплуатироваться в тяжелых ледовых условиях. У судов с более
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
236 низкими балтийскими ледовыми классами также может наблюдаться такая ситуация, хоть и при значительно меньшей скорости движения судна. Наибольшая нагрузка возникает в случае, когда судно преодолевает торос при движении винторулевой колонкой впереди на первоначальной скорости. Данная ситуация наблюдается, когда судно с винторулевой колонкой в носовой части движется вперед или когда судно с винторулевой колонкой в кормовой части движется задним ходом. В связи с незначительным временем действия такой нагрузки динамические усилия могут не учитываться. Анализ должен выполняться для случаев нагружения, указанных в табл. 10.7.6.5.3-1
, с применением формулы (10.7.6.5.3)
. Значения параметров для расчетов приведены в табл. и
10.7.6.5.3-3
. Усилия должны рассматриваться как равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление на поверхности винторулевой колонки. Расчетная эксплуатационная скорость во льду должна приниматься в соответствии с табл. или табл. 10.7.6.5.3-3
. В качестве альтернативы может применяться фактическая расчетная эксплуатационная скорость судна во льду.
????
????????
= 32????
????
0,66
????
????
0,9
????
????
0,74
, кН,
(10.7.6.5.3) где ????
????
– скорость суднам с
????
????
– расчетная толщина тороса (толщина слоя смерзшегося льда составляет 18 % общей толщины торосам проектная поверхность винторулевой колонки, м
2
При расчете зоны контакта при взаимодействии винторулевой колонки с торосом зона нагружения в вертикальном направлении ограничена толщиной ледяного тороса, как показано на рис. Таблица Случаи нагружения при преодолении торосов Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T4a Симметричные продольные нагрузки при преодолении торосов Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T4b Несимметричные продольные нагрузки при преодолении торосов
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены к половине зоны контакта
236 низкими балтийскими ледовыми классами также может наблюдаться такая ситуация, хоть и при значительно меньшей скорости движения судна. Наибольшая нагрузка возникает в случае, когда судно преодолевает торос при движении винторулевой колонкой впереди на первоначальной скорости. Данная ситуация наблюдается, когда судно с винторулевой колонкой в носовой части движется вперед или когда судно с винторулевой колонкой в кормовой части движется задним ходом. В связи с незначительным временем действия такой нагрузки динамические усилия могут не учитываться. Анализ должен выполняться для случаев нагружения, указанных в табл. 10.7.6.5.3-1
, с применением формулы (10.7.6.5.3)
. Значения параметров для расчетов приведены в табл. и
10.7.6.5.3-3
. Усилия должны рассматриваться как равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление на поверхности винторулевой колонки. Расчетная эксплуатационная скорость во льду должна приниматься в соответствии с табл. или табл. 10.7.6.5.3-3
. В качестве альтернативы может применяться фактическая расчетная эксплуатационная скорость судна во льду.
????
????????
= 32????
????
0,66
????
????
0,9
????
????
0,74
, кН,
(10.7.6.5.3) где ????
????
– скорость суднам с
????
????
– расчетная толщина тороса (толщина слоя смерзшегося льда составляет 18 % общей толщины торосам проектная поверхность винторулевой колонки, м
2
При расчете зоны контакта при взаимодействии винторулевой колонки с торосом зона нагружения в вертикальном направлении ограничена толщиной ледяного тороса, как показано на рис. Таблица Случаи нагружения при преодолении торосов Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T4a Симметричные продольные нагрузки при преодолении торосов Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T4b Несимметричные продольные нагрузки при преодолении торосов
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены к половине зоны контакта
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
237 Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T5a Симметричные поперечные нагрузки при преодолении торосов на гребные винты в направляющей насадке и толкающие винты Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T5b Несимметричные поперечные нагрузки при преодолении торосов на гребные винты любых винторулевых колонок
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены к половине зоны контакта Рис. 10.7.6.5.3 Определение зоны контакта при преодолении тороса
237 Случай нагружения Усилие Область взаимодействия Схема взаимодействия Случай нагружения T5a Симметричные поперечные нагрузки при преодолении торосов на гребные винты в направляющей насадке и толкающие винты Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены симметрично к зоне контакта Случай нагружения T5b Несимметричные поперечные нагрузки при преодолении торосов на гребные винты любых винторулевых колонок
50 % от Равномерно распределенная нагрузка или равномерное давление, которые приложены к половине зоны контакта Рис. 10.7.6.5.3 Определение зоны контакта при преодолении тороса
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
238 Таблица Параметры для расчета максимальных нагрузок при прохождении винторулевой колонки через ледяные торосы. Винторулевые колонки расположены в корме судна. Движение судна осуществляется носом вперед. Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетного слоя смерзшегося льдам Общая толщина расчетного торосам Первоначальная скорость прохождения тороса (продольные нагрузки, мс
4 2
2 2 Первоначальная скорость прохождения тороса (поперечные нагрузки, мс
2 1
1 1 Таблица Параметры для расчета максимальных нагрузок при прохождении винторулевой колонки через ледяные торосы. Винторулевые колонки расположены впереди, как при эксплуатации судна в режиме двойного действия. Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетного слоя смерзшегося льдам Общая толщина расчетного торосам Первоначальная скорость прохождения тороса (продольные нагрузки, мс
6 4
4 4 Первоначальная скорость прохождения тороса (поперечные нагрузки, мс
3 2
2 2
10.7.6.5.4 Критерий приемлемости для статических нагрузок. Напряжения, действующие на винторулевую колонку должны рассчитываться для наибольших нагрузок, которые ожидаются единожды в течение службы судна в соответствии с требованиями
10.7.6.5
. Номинальные напряжения по Мизесу, определенные для корпуса винторулевой колонки, должны обеспечивать коэффициент запаса прочности 1,3 в отношении предела текучести материала. При этом коэффициент запаса прочности в отношении устойчивости материала к деформации для местных напряжений должен быть не менее, чем 1,0. Подшипник поворотного механизма, детали крепления и иные элементы должны обеспечивать пригодность к эксплуатации без возникновения повреждений, требующих ремонта, при воздействии нагрузок, указанных в и
10.7.6.5.3
, умноженных на коэффициент запаса прочности 1,3.
10.7.6.5.5 Глобальная вибрация корпуса винторулевой колонки. Оценка глобальной вибрации корпуса винторулевой колонки имеет важное значение, если возмущения лопастной частоты первого порядка при частоте вращения гребного винта, соответствующей верхней части диапазона мощности валопровода более 50 % максимальной мощности) находятся водном частотном диапазоне с собственной частотой колебаний винторулевой колонки. Выполнение анализа является обязательными этот анализ должен продемонстрировать либо отсутствие резонанса при лопастной частоте первого порядка при указанных частотах вращения гребного винта, либо то, что конструкция винторулевой колонки способна выдерживать вибрационные нагрузки при резонансе. При определении собственной частоты колебаний винторулевой колонки в продольном и поперечном направлениях должны учитываться затухание колебаний и присоединенная масса воды, а также должно быть учтено влияние жесткости конструкций судна.
10.7.7 Альтернативные методы проектирования.
10.7.7.1 Область применения. В качестве альтернативы требованиям, указанным в и
10.7.6
, по согласованию с Регистром допускается выполнение расчетов по другим методикам с учетом расчетных ледовых условий, указанных в
10.7.3
, статической и усталостной прочности, а также принципа пирамидальной прочности согласно
10.7.6.1
238 Таблица Параметры для расчета максимальных нагрузок при прохождении винторулевой колонки через ледяные торосы. Винторулевые колонки расположены в корме судна. Движение судна осуществляется носом вперед. Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетного слоя смерзшегося льдам Общая толщина расчетного торосам Первоначальная скорость прохождения тороса (продольные нагрузки, мс
4 2
2 2 Первоначальная скорость прохождения тороса (поперечные нагрузки, мс
2 1
1 1 Таблица Параметры для расчета максимальных нагрузок при прохождении винторулевой колонки через ледяные торосы. Винторулевые колонки расположены впереди, как при эксплуатации судна в режиме двойного действия. Балтийский ледовый класс
IA Super
IA
IB
IC Толщина расчетного слоя смерзшегося льдам Общая толщина расчетного торосам Первоначальная скорость прохождения тороса (продольные нагрузки, мс
6 4
4 4 Первоначальная скорость прохождения тороса (поперечные нагрузки, мс
3 2
2 2
10.7.6.5.4 Критерий приемлемости для статических нагрузок. Напряжения, действующие на винторулевую колонку должны рассчитываться для наибольших нагрузок, которые ожидаются единожды в течение службы судна в соответствии с требованиями
10.7.6.5
. Номинальные напряжения по Мизесу, определенные для корпуса винторулевой колонки, должны обеспечивать коэффициент запаса прочности 1,3 в отношении предела текучести материала. При этом коэффициент запаса прочности в отношении устойчивости материала к деформации для местных напряжений должен быть не менее, чем 1,0. Подшипник поворотного механизма, детали крепления и иные элементы должны обеспечивать пригодность к эксплуатации без возникновения повреждений, требующих ремонта, при воздействии нагрузок, указанных в и
10.7.6.5.3
, умноженных на коэффициент запаса прочности 1,3.
10.7.6.5.5 Глобальная вибрация корпуса винторулевой колонки. Оценка глобальной вибрации корпуса винторулевой колонки имеет важное значение, если возмущения лопастной частоты первого порядка при частоте вращения гребного винта, соответствующей верхней части диапазона мощности валопровода более 50 % максимальной мощности) находятся водном частотном диапазоне с собственной частотой колебаний винторулевой колонки. Выполнение анализа является обязательными этот анализ должен продемонстрировать либо отсутствие резонанса при лопастной частоте первого порядка при указанных частотах вращения гребного винта, либо то, что конструкция винторулевой колонки способна выдерживать вибрационные нагрузки при резонансе. При определении собственной частоты колебаний винторулевой колонки в продольном и поперечном направлениях должны учитываться затухание колебаний и присоединенная масса воды, а также должно быть учтено влияние жесткости конструкций судна.
10.7.7 Альтернативные методы проектирования.
10.7.7.1 Область применения. В качестве альтернативы требованиям, указанным в и
10.7.6
, по согласованию с Регистром допускается выполнение расчетов по другим методикам с учетом расчетных ледовых условий, указанных в
10.7.3
, статической и усталостной прочности, а также принципа пирамидальной прочности согласно
10.7.6.1
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
239
10.7.7.2 Нагрузка. Нагрузки на лопасть гребного винта и компоненты пропульсивной установки должны учитывать гидродинамические и ледовые нагрузки.
10.7.7.3 Уровни проектирования. Расчет должен продемонстрировать, что во всех компонентах системы, находящихся под действием нагрузок, за исключением лопастей гребного винта, возникающие напряжения не превышают величину условного предела текучести материала с учетом обоснованного коэффициента запаса прочности, учитывающего наличие возможных усталостных повреждений, концентраторов напряжений и неоднородных свойств материала. Также должен быть выполнен расчет крутильных колебаний пропульсивной установки, подтверждающий отсутствие недопустимых резонансных напряжений в результате взаимодействия гребного винта со льдом.
239
10.7.7.2 Нагрузка. Нагрузки на лопасть гребного винта и компоненты пропульсивной установки должны учитывать гидродинамические и ледовые нагрузки.
10.7.7.3 Уровни проектирования. Расчет должен продемонстрировать, что во всех компонентах системы, находящихся под действием нагрузок, за исключением лопастей гребного винта, возникающие напряжения не превышают величину условного предела текучести материала с учетом обоснованного коэффициента запаса прочности, учитывающего наличие возможных усталостных повреждений, концентраторов напряжений и неоднородных свойств материала. Также должен быть выполнен расчет крутильных колебаний пропульсивной установки, подтверждающий отсутствие недопустимых резонансных напряжений в результате взаимодействия гребного винта со льдом.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
240
10.8 ДРУГИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕХАНИЗМАМ
10.8.1 Система сжатого воздуха. Запас сжатого воздуха во всех воздухохранителях, предназначенный для пуска главного двигателя, должен обеспечивать без пополнения не менее 12 последовательных пусков в случае, если для изменения направления движения судна с переднего хода на задний необходимо реверсирование двигателя, и не менее 6 последовательных пусков в случае, если для этого реверсирование двигателя не требуется. В случае, если сжатый воздух из воздухохранителей, предназначенных для пуска главного двигателя, может быть использован для других потребителей, емкость воздухохранителей должна быть увеличена с учетом потребности этих потребителей. Производительность воздушных компрессоров должна быть достаточной для заполнения в течение 1 ч воздухохранителей для главного двигателя, начиная от атмосферного до расчетного давления. Для судов следовым классом IA Super, у которых для изменения направления движения судна с переднего хода на задний необходимо реверсирование двигателя, заполнение воздухохранителей должно осуществляться за 30 мин.
10.8.2 Система водяного охлаждения. Система водяного охлаждения должна иметь такую конструкцию, чтобы был обеспечен достаточный водозабор при эксплуатации в ледовых условиях. С этой целью, по крайне мере, один из кингстонных ящиков для системы водяного охлаждения должен отвечать следующим требованиям
.1
кингстонный ящик должен быть расположен в районе диаметральной плоскости судна, если возможно, в кормовой его части
.2 объем кингстонного ящика должен составлять приблизительно 1 м
3
на каждые
750 кВт мощности главных, а также вспомогательных механизмов, обеспечивающих эксплуатацию судна
.3
кингстонный ящик должен иметь достаточную высоту для обеспечения скопления льда выше уровня расположения приемных отверстий
.4
кингстонный ящик должен быть оборудован отливным трубопроводом, который обеспечивает отвод всей охлаждающей воды
.5 суммарная площадь отверстий защитных решеток должна быть не менее четырехкратной площади сечения приемных трубопроводов. В случае невозможности выполнения требований и на судне допускается установка двух кингстонных ящиков меньшего размера, которые по очереди могут служить для подвода и отвода охлаждающей воды, при этом требования
10.8.2.1
, и должны быть выполнены. Допускается оборудовать верхнюю часть кингстонных ящиков обогревом. Использование балластной системы для водяного охлаждения допускается и может рассматриваться как резервное при следовании судна в балласте, однако не может быть принято в качестве замены выполнения указанных выше требований к кингстонному ящику.
240
10.8 ДРУГИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕХАНИЗМАМ
10.8.1 Система сжатого воздуха. Запас сжатого воздуха во всех воздухохранителях, предназначенный для пуска главного двигателя, должен обеспечивать без пополнения не менее 12 последовательных пусков в случае, если для изменения направления движения судна с переднего хода на задний необходимо реверсирование двигателя, и не менее 6 последовательных пусков в случае, если для этого реверсирование двигателя не требуется. В случае, если сжатый воздух из воздухохранителей, предназначенных для пуска главного двигателя, может быть использован для других потребителей, емкость воздухохранителей должна быть увеличена с учетом потребности этих потребителей. Производительность воздушных компрессоров должна быть достаточной для заполнения в течение 1 ч воздухохранителей для главного двигателя, начиная от атмосферного до расчетного давления. Для судов следовым классом IA Super, у которых для изменения направления движения судна с переднего хода на задний необходимо реверсирование двигателя, заполнение воздухохранителей должно осуществляться за 30 мин.
10.8.2 Система водяного охлаждения. Система водяного охлаждения должна иметь такую конструкцию, чтобы был обеспечен достаточный водозабор при эксплуатации в ледовых условиях. С этой целью, по крайне мере, один из кингстонных ящиков для системы водяного охлаждения должен отвечать следующим требованиям
.1
кингстонный ящик должен быть расположен в районе диаметральной плоскости судна, если возможно, в кормовой его части
.2 объем кингстонного ящика должен составлять приблизительно 1 м
3
на каждые
750 кВт мощности главных, а также вспомогательных механизмов, обеспечивающих эксплуатацию судна
.3
кингстонный ящик должен иметь достаточную высоту для обеспечения скопления льда выше уровня расположения приемных отверстий
.4
кингстонный ящик должен быть оборудован отливным трубопроводом, который обеспечивает отвод всей охлаждающей воды
.5 суммарная площадь отверстий защитных решеток должна быть не менее четырехкратной площади сечения приемных трубопроводов. В случае невозможности выполнения требований и на судне допускается установка двух кингстонных ящиков меньшего размера, которые по очереди могут служить для подвода и отвода охлаждающей воды, при этом требования
10.8.2.1
, и должны быть выполнены. Допускается оборудовать верхнюю часть кингстонных ящиков обогревом. Использование балластной системы для водяного охлаждения допускается и может рассматриваться как резервное при следовании судна в балласте, однако не может быть принято в качестве замены выполнения указанных выше требований к кингстонному ящику.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
241 ПРИЛОЖЕНИЕ МАРКИ ОСАДОК СУДНА ЛЕДОВОГО КЛАССА В соответствии с по бортам судна в районе миделя следует нанести предупреждающий знак треугольной формы и марку осадки судна ледового класса по максимальной допустимой осадке судна соответствующего ледового класса (см. рис. Цель нанесения такого предупреждающего знака
– предоставление информации капитанам ледоколов и персоналу, проводящему инспекции в портах, об ограничении осадки судна при движении во льду. Примечания. Верхняя кромка предупреждающего знака должна быть расположена вертикально над маркой "ICE", на
1000 мм выше летней грузовой марки в пресной воде, нов любом случае не выше линии палубы. Стороны треугольника предупреждающего знака должны быть длиной
300 мм.
2. Предупреждающий знаки марка осадки судна ледового класса должны быть расположены на расстоянии 540 мм в корму от центра кольца знака грузовой марки или на расстоянии
540 мм в корму от центра вертикальной линии лесной грузовой марки, если применимо.
3. Знаки и марки должны быть вырезаны из листа толщиной 5 — 8 мм и приварены к бортам судна. Знаки и марки должны быть окрашены.
4. Размеры всех букв должны быть такими же, как и размеры маркировки грузовой марки. Рис. Марка осадок судна ледового класса
241 ПРИЛОЖЕНИЕ МАРКИ ОСАДОК СУДНА ЛЕДОВОГО КЛАССА В соответствии с по бортам судна в районе миделя следует нанести предупреждающий знак треугольной формы и марку осадки судна ледового класса по максимальной допустимой осадке судна соответствующего ледового класса (см. рис. Цель нанесения такого предупреждающего знака
– предоставление информации капитанам ледоколов и персоналу, проводящему инспекции в портах, об ограничении осадки судна при движении во льду. Примечания. Верхняя кромка предупреждающего знака должна быть расположена вертикально над маркой "ICE", на
1000 мм выше летней грузовой марки в пресной воде, нов любом случае не выше линии палубы. Стороны треугольника предупреждающего знака должны быть длиной
300 мм.
2. Предупреждающий знаки марка осадки судна ледового класса должны быть расположены на расстоянии 540 мм в корму от центра кольца знака грузовой марки или на расстоянии
540 мм в корму от центра вертикальной линии лесной грузовой марки, если применимо.
3. Знаки и марки должны быть вырезаны из листа толщиной 5 — 8 мм и приварены к бортам судна. Знаки и марки должны быть окрашены.
4. Размеры всех букв должны быть такими же, как и размеры маркировки грузовой марки. Рис. Марка осадок судна ледового класса
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
242
11 ТРЕБОВАНИЯ К СУДАМ-БУНКЕРОВЩИКАМ СПГ
11.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
11.1.1 Настоящие требования применяются к газовозам, перевозящим сжиженный природный газ (СПГ) и предназначенным для обеспечения передачи СПГ на суда, использующие СПГ в качестве топлива (далее – суда-бункеровщики СПГ).
Судам-бункеровщикам СПГ, отвечающим настоящим требованиям, могут быть присвоены словесная характеристика и дополнительные знаки, указанные в 2.2.45.13 части I Классификация.
11.1.2 Словесные характеристики и дополнительные знаки в символе класса судов-бункеровщиков СПГ.
Газовозу, отвечающему требованиям настоящего раздела, за исключением
11.13
, после словесной характеристики Gas carrier в символе класса добавляется словесная характеристика LNG bunkering ship. При наличии на судне-бункеровщике СПГ дополнительных функций, связанных с обслуживанием судов, использующих СПГ в качестве топлива, и выполнении соответствующих требований, указанных в
11.13
, в символе класса после словесной характеристики LNG bunkering ship добавляется один (или несколько) из следующих знаков
RE
– предусмотрен прием СПГ из работающего на газе судна, топливные емкости которого должны быть очищены от СПГ;
IG-Supply
– предусмотрена подача инертного газа и сухого воздуха для обеспечения дегазации и аэрации в соответствии с 6.10.4 Кодекса МГТ;
BOG
– предусмотрена система контроля и утилизации паров груза, образующихся в процессе бункеровки.
11.1.3 Определения. Станция бункеровки С П Г (LNG bunkering station) — пространство, включающее следующее оборудование соединения шланговых линий и трубопроводов, используемых для передачи жидкости и возврата паров, в том числе запорные клапаны и клапаны аварийного отключения системы автоматизации и сигнализации поддон с дренажным устройством и другие механизмы и системы, предназначенные для защиты конструкций судна системы мониторинга и обнаружения газа и утечек СПГ; соответствующие системы пожаротушения. Посту правления бункеровочными операциями расположенный в безопасном месте пост управления, из которого осуществляется управление грузовыми насосами и арматурой и предусмотрен контроль индикации уровня жидкости в топливных танках и сигнализации о переливе топлива. Система аварийного отключения система, которая в случае возникновения чрезвычайной ситуации в процессе бункеровки безопасно и эффективно останавливает передачу СПГ и паров груза между принимающим судном и судном-бункеровщиком, и переводит систему в безопасное состояние. Соединения бункеровочные соединения, предусмотренные на концах фиксированных трубопроводов, используемых для передачи жидких продуктов и возврата паров продукта на судно-бункеровщик СПГ те. для систем с гибкими грузовыми шлангами – соединение на манифольде, а для системы с грузовым стендером – соединение перед шарнирным соединением.
242
11 ТРЕБОВАНИЯ К СУДАМ-БУНКЕРОВЩИКАМ СПГ
11.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
11.1.1 Настоящие требования применяются к газовозам, перевозящим сжиженный природный газ (СПГ) и предназначенным для обеспечения передачи СПГ на суда, использующие СПГ в качестве топлива (далее – суда-бункеровщики СПГ).
Судам-бункеровщикам СПГ, отвечающим настоящим требованиям, могут быть присвоены словесная характеристика и дополнительные знаки, указанные в 2.2.45.13 части I Классификация.
11.1.2 Словесные характеристики и дополнительные знаки в символе класса судов-бункеровщиков СПГ.
Газовозу, отвечающему требованиям настоящего раздела, за исключением
11.13
, после словесной характеристики Gas carrier в символе класса добавляется словесная характеристика LNG bunkering ship. При наличии на судне-бункеровщике СПГ дополнительных функций, связанных с обслуживанием судов, использующих СПГ в качестве топлива, и выполнении соответствующих требований, указанных в
11.13
, в символе класса после словесной характеристики LNG bunkering ship добавляется один (или несколько) из следующих знаков
RE
– предусмотрен прием СПГ из работающего на газе судна, топливные емкости которого должны быть очищены от СПГ;
IG-Supply
– предусмотрена подача инертного газа и сухого воздуха для обеспечения дегазации и аэрации в соответствии с 6.10.4 Кодекса МГТ;
BOG
– предусмотрена система контроля и утилизации паров груза, образующихся в процессе бункеровки.
11.1.3 Определения. Станция бункеровки С П Г (LNG bunkering station) — пространство, включающее следующее оборудование соединения шланговых линий и трубопроводов, используемых для передачи жидкости и возврата паров, в том числе запорные клапаны и клапаны аварийного отключения системы автоматизации и сигнализации поддон с дренажным устройством и другие механизмы и системы, предназначенные для защиты конструкций судна системы мониторинга и обнаружения газа и утечек СПГ; соответствующие системы пожаротушения. Посту правления бункеровочными операциями расположенный в безопасном месте пост управления, из которого осуществляется управление грузовыми насосами и арматурой и предусмотрен контроль индикации уровня жидкости в топливных танках и сигнализации о переливе топлива. Система аварийного отключения система, которая в случае возникновения чрезвычайной ситуации в процессе бункеровки безопасно и эффективно останавливает передачу СПГ и паров груза между принимающим судном и судном-бункеровщиком, и переводит систему в безопасное состояние. Соединения бункеровочные соединения, предусмотренные на концах фиксированных трубопроводов, используемых для передачи жидких продуктов и возврата паров продукта на судно-бункеровщик СПГ те. для систем с гибкими грузовыми шлангами – соединение на манифольде, а для системы с грузовым стендером – соединение перед шарнирным соединением.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
243 Муфта аварийного разъединения устройство, расположенное в шланговой линии на приемном манифольде системы приема СПГ принимающего судна, содержащее специальное саморазъемное слабое звено и самозапорные клапаны, которые автоматически срабатывают и предотвращают разлив топлива при возникновении избыточного давления или предельно допустимых сил, приложенных к заданной секции при ручном или автоматическом управлении в чрезвычайной ситуации. Быстроразъемное соединение ручное или гидравлическое механическое устройство, которое используется для быстрого подключения и отсоединения системы передачи СПГ на приемный бункерный манифольд судна. С л о шин г — эффект колебания жидкости при большой свободной поверхности в грузовых и топливных танках.
243 Муфта аварийного разъединения устройство, расположенное в шланговой линии на приемном манифольде системы приема СПГ принимающего судна, содержащее специальное саморазъемное слабое звено и самозапорные клапаны, которые автоматически срабатывают и предотвращают разлив топлива при возникновении избыточного давления или предельно допустимых сил, приложенных к заданной секции при ручном или автоматическом управлении в чрезвычайной ситуации. Быстроразъемное соединение ручное или гидравлическое механическое устройство, которое используется для быстрого подключения и отсоединения системы передачи СПГ на приемный бункерный манифольд судна. С л о шин г — эффект колебания жидкости при большой свободной поверхности в грузовых и топливных танках.
Правила классификации и постройки морских судов (часть XVII)
244
11.2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
11.2.1 К технической документации, указанной в 3.2 части I Классификация настоящих Правили части I Классификация Правил классификации и постройки судов для перевозки сжиженных газов наливом, дополнительно должна быть представлена следующая техническая документация
.1 чертеж общего расположения судна с указанием станции бункеровки СПГ, поста управления бункеровочными операциями и путей эвакуации
.2 схема и описание грузовой системы чертежи шланговых линий, шарнирных соединений, грузовых стендеров (если применимо
.3 схема и описание системы возврата и обработки паров СПГ; документация по системе повторного сжижения (если применимо расчет максимально допустимого расхода СПГ при бункеровке
.4 техническая документация по системе аварийного отключения (ESD);
.5 электрические однолинейные схемы для всех искробезопасных цепей
244
11.2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
11.2.1 К технической документации, указанной в 3.2 части I Классификация настоящих Правили части I Классификация Правил классификации и постройки судов для перевозки сжиженных газов наливом, дополнительно должна быть представлена следующая техническая документация
.1 чертеж общего расположения судна с указанием станции бункеровки СПГ, поста управления бункеровочными операциями и путей эвакуации
.2 схема и описание грузовой системы чертежи шланговых линий, шарнирных соединений, грузовых стендеров (если применимо
.3 схема и описание системы возврата и обработки паров СПГ; документация по системе повторного сжижения (если применимо расчет максимально допустимого расхода СПГ при бункеровке
.4 техническая документация по системе аварийного отключения (ESD);
.5 электрические однолинейные схемы для всех искробезопасных цепей
1 ... 26 27 28 29 30 31 32 33 ... 43