Классификация судов из композиционных материалов с учетом их функционального назначения.
В настоящее время большую часть мирового современного малотоннажного флота различного назначения составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композиционных материалов.
Примерная классификация существующих малых судов и катеров, имеющих корпуса из композиционных материалов приведена в таблице.
Классификация судов из композиционных материалов
Главные размерения и характеристики судов из композиционных материалов изменяются в достаточно широких пределах и достигают, в настоящее время, весьма больших величин. Для примера могут быть приведены характеристики серии корветов класса "Visby" (Швеция), водоизмещение которых составляет 650 тонн, длина - 72,6 метра, а ширина - 10,4 метра. Корабль, дальность плавания которого составляет 2,3 тысячи морских миль, способен развивать скорость до 35 узлов. В данной классификации рассматриваются основные типы, особенности архитектурно – компоновочных схем и конструктивных решений судов из композитов.
Предложена иерархическая схема классификации судов из композиционных материалов, позволяющая при выборе близкого прототипа при проектировании двигаться по мере декомпозиции задачи от общих принципов устройства судна к выбору частных элементов его конструкции.
Рис. 1. Глиссирующее прогулочное судно полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО, водометами, подруливающими устройствами.
В качестве начального уровня классификации принято назначение судна. Оно в большой степени определяет внешнюю задачу проектирования судна и формирует семейство целевых функций.
По назначению суда могут быть отнесены к одной из следующих подгрупп:
Наиболее массовыми судами из композиционных материалов в мире являются суда служебно-разъездного и прогулочного назначения, а также промысловые суда. Существенно менее распространены пассажирские и спасательные суда. Группа судов специального назначения охватывает все остальные суда из композиционных материалов и является весьма крупной, хотя и разнородной по составу.
Следующим уровнем классификации является уровень, определяющий скоростной режим движения. Этот признак в большой степени определяет особенности конструкции судна и объем требований к судну, который должен быть удовлетворен при проектировании. По скоростному режиму суда разделяются на две подгруппы:
Рис. 2. Прогулочное судно переходного режима движения, полностью из композиционных материалов с протяженными верхними строениями, средним расположением МО, гребным винтом, подруливающим устройством.
Уровнем классификации, позволяющим конкретизировать конструкцию судна по выбранному скоростному диапазону, является уровень, классифицирующий суда из композитов по режиму движения. По режиму движения суда разделяются на следующие подгруппы:
Следующим уровнем классификации, позволяющим конкретизировать конструкцию судна на основе ранее выбранных особенностей, является уровень, классифицирующий суда из композитов по устройству корпуса. Граница между судами этой подгруппы размыта, но достаточно достоверным критерием отнесения судна к той или иной подгруппе является сопоставительный анализ объема корпусов, позволяющий провести границу между собственно корпусом, а также аутригером или спонсоном. Этот уровень разделяет суда из композитов на три подгруппы:
Рис. 3. Пассажирский глиссирующий катамаран полностью из композиционных материалов с носовым расположением рубки и продольными реданами.
Рис. 4. Тримаран переходного режима с круглоскулыми обводами, протяженными верхними строениями, полностью из композиционных материалов, кормовым расположением МО.
Важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов является определение объема использования композиционных материалов в конструкции судна. Этот уровень наряду с массовыми и размерными характеристиками судна, определяет конструктивные и технологические особенности его устройства. Этот уровень разделяет суда из композитов на две подгруппы:
Уровень классификации судов, позволяющий определить особенности их обводов, подразделяет суда из композитов три подгруппы:
Рис. 5. Однокорпусное судно специального назначения переходного режима движения полностью из композиционных материалов.
Еще один уровень классификации судов, позволяющий конкретизировать особенности их обводов, подразделяет суда из композитов три подгруппы:
Весьма важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов является уровень, определяющий тип его движителя. Этот уровень в большой степени определяет особенности устройства судовой энергетической
Рис. 6. Пассажирское глиссирующее судно, полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО.
Рис. 7. Служебно-разъездное глиссирующее судно, полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО.
Рис. 8. Пассажирское судно с аэростатическим поддержанием, алюминиевым корпусом и протяженными верхними строениями из композиционных материалов, кормовым расположением МО, воздушными винтами.
Этот уровень разделяет суда из композитов на шесть подгрупп:
Еще одним важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов, определяющим его компоновку, является уровень, характеризующий тип его верхних строений. Этот уровень в большой степени определяет особенности расположения объемов судна по его длине и высоте. Этот уровень разделяет суда из композитов на четыре подгруппы:
Важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов, определяющим его компоновку, является, также, уровень, характеризующий тип расположение машинного отделения или моторного отсека. Этот уровень в большой степени определяет особенности расположения объемов в корпусе судна. Этот уровень разделяет суда из композитов на две подгруппы:
Рис. 9. Глиссирующее промысловое судно с алюминиевым корпусом и носовым расположением верхних строений из композиционных материалов, средним расположением МО, гребным винтом и продольными реданами.
Рис. 10. Промысловое водоизмещающее судно с круглоскулыми обводами, носовым расположением верхних строений, полностью из композиционных материалов, со средним расположением МО и гребным винтом.
Рис. 11. Водоизмещающее спасательное судно полностью из композиционных материалов, протяженными верхними строениями.
Заключительным уровнем классификации, конкретизирующим основные особенности конструкции судна из композиционных материалов в области его маневренных характеристик, является, уровень, характеризующий судно с точки зрения наличия активных органов управления. Этот уровень разделяет суда из композитов на четыре подгруппы:
На рисунках 1 – 11 приведены примеры судов из композиционных материалов различного назначения и конструкции, построенных в Европе, Азии, Америке и Австралии, которые классифицированы по приведенной выше схеме.
Продолжение следует
В настоящее время большую часть мирового современного малотоннажного флота различного назначения составляют суда, имеющие корпуса из неметаллических композиционных материалов.
Примерная классификация существующих малых судов и катеров, имеющих корпуса из композиционных материалов приведена в таблице.
Классификация судов из композиционных материалов
| Суда из композиционных материалов | |||||||||||||||||||||
| По назначению | |||||||||||||||||||||
| Служебно-разъездные суда | Промысловые суда | Спасательные суда | Пассажирские суда | Специализированные суда | |||||||||||||||||
| По скорости движения | |||||||||||||||||||||
| Тихоходные | Скоростные | ||||||||||||||||||||
| По режиму движения | |||||||||||||||||||||
| Водоизмещающие | Переходного режима | Глиссирующие |
С аэростатическим поддержанием | С аэро- и гидро- динамическим поддержанием | |||||||||||||||||
| По устройству корпусов | |||||||||||||||||||||
| Однокорпусные | Многокорпусные | Компромиссные | |||||||||||||||||||
| По объему применения композиционных материалов в конструкции | |||||||||||||||||||||
| Имеющие корпус и верхние строения из композиционных материалов | Имеющие только верхние строения из композиционных материалов | ||||||||||||||||||||
| По характеру обводов | |||||||||||||||||||||
| Круглоскулые | Остроскулые | С упрощенными обводами | |||||||||||||||||||
| По расположению реданов | |||||||||||||||||||||
| С продольными реданами | С поперечными реданами | Без реданов | |||||||||||||||||||
| По типу движителя | |||||||||||||||||||||
| Гребной винт | Поворотно-откидная колонка | Водомет |
Угловая колонка | Привод Арнесона | Воздушный винт |
||||||||||||||||
| По архитектурно-компоновочной схеме | |||||||||||||||||||||
| Протяженная надстройка (рубка) |
Носовое расположение надстройки (рубки) | Среднее расположение надстройки (рубки) |
Кормовое расположение надстройки (рубки) |
||||||||||||||||||
| По расположению МО | |||||||||||||||||||||
| Среднее расположение МО | Кормовое расположение МО | ||||||||||||||||||||
| По наличию активных органов управления | |||||||||||||||||||||
| Поворотно-откидные колонки | Угловые колонки | Подруливающие устройства | Без активных органов управления | ||||||||||||||||||
Главные размерения и характеристики судов из композиционных материалов изменяются в достаточно широких пределах и достигают, в настоящее время, весьма больших величин. Для примера могут быть приведены характеристики серии корветов класса "Visby" (Швеция), водоизмещение которых составляет 650 тонн, длина - 72,6 метра, а ширина - 10,4 метра. Корабль, дальность плавания которого составляет 2,3 тысячи морских миль, способен развивать скорость до 35 узлов. В данной классификации рассматриваются основные типы, особенности архитектурно – компоновочных схем и конструктивных решений судов из композитов.
Предложена иерархическая схема классификации судов из композиционных материалов, позволяющая при выборе близкого прототипа при проектировании двигаться по мере декомпозиции задачи от общих принципов устройства судна к выбору частных элементов его конструкции.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 1. Глиссирующее прогулочное судно полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО, водометами, подруливающими устройствами.
В качестве начального уровня классификации принято назначение судна. Оно в большой степени определяет внешнюю задачу проектирования судна и формирует семейство целевых функций.
По назначению суда могут быть отнесены к одной из следующих подгрупп:
- суда служебно-разъездного и прогулочного назначения;
- промысловые суда;
- спасательные суда;
- пассажирские суда;
- суда специального назначения.
Наиболее массовыми судами из композиционных материалов в мире являются суда служебно-разъездного и прогулочного назначения, а также промысловые суда. Существенно менее распространены пассажирские и спасательные суда. Группа судов специального назначения охватывает все остальные суда из композиционных материалов и является весьма крупной, хотя и разнородной по составу.
Следующим уровнем классификации является уровень, определяющий скоростной режим движения. Этот признак в большой степени определяет особенности конструкции судна и объем требований к судну, который должен быть удовлетворен при проектировании. По скоростному режиму суда разделяются на две подгруппы:
- тихоходные суда;
- скоростные суда;
 |
| Михаил Францев |
Рис. 2. Прогулочное судно переходного режима движения, полностью из композиционных материалов с протяженными верхними строениями, средним расположением МО, гребным винтом, подруливающим устройством.
Уровнем классификации, позволяющим конкретизировать конструкцию судна по выбранному скоростному диапазону, является уровень, классифицирующий суда из композитов по режиму движения. По режиму движения суда разделяются на следующие подгруппы:
- водоизмещающие суда;
- суда переходного режима движения;
- суда глиссирующие;
- суда с аэростатическим поддержанием (СВП);
- суда с аэро- и гидродинамическим поддержанием (СПК и экранопланы);
Следующим уровнем классификации, позволяющим конкретизировать конструкцию судна на основе ранее выбранных особенностей, является уровень, классифицирующий суда из композитов по устройству корпуса. Граница между судами этой подгруппы размыта, но достаточно достоверным критерием отнесения судна к той или иной подгруппе является сопоставительный анализ объема корпусов, позволяющий провести границу между собственно корпусом, а также аутригером или спонсоном. Этот уровень разделяет суда из композитов на три подгруппы:
- однокорпусные суда;
- многокорпусные суда;
- компромиссные суда.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 3. Пассажирский глиссирующий катамаран полностью из композиционных материалов с носовым расположением рубки и продольными реданами.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 4. Тримаран переходного режима с круглоскулыми обводами, протяженными верхними строениями, полностью из композиционных материалов, кормовым расположением МО.
Важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов является определение объема использования композиционных материалов в конструкции судна. Этот уровень наряду с массовыми и размерными характеристиками судна, определяет конструктивные и технологические особенности его устройства. Этот уровень разделяет суда из композитов на две подгруппы:
- суда, имеющие корпус и верхние строения из композитов;
- суда, имеющие только верхние строения из композитов;
Уровень классификации судов, позволяющий определить особенности их обводов, подразделяет суда из композитов три подгруппы:
- суда с круглоскулыми обводами;
- суда с остроскулыми обводами;
- суда, имеющие упрощенные обводы: (разворачивающиеся на плоскость и состоящие из плоских поверхностей);
 |
| Михаил Францев |
Рис. 5. Однокорпусное судно специального назначения переходного режима движения полностью из композиционных материалов.
Еще один уровень классификации судов, позволяющий конкретизировать особенности их обводов, подразделяет суда из композитов три подгруппы:
- суда с продольными реданами;
- суда с поперечными реданами;
- суда без реданов.
Весьма важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов является уровень, определяющий тип его движителя. Этот уровень в большой степени определяет особенности устройства судовой энергетической
 |
| Михаил Францев |
Рис. 6. Пассажирское глиссирующее судно, полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 7. Служебно-разъездное глиссирующее судно, полностью из композиционных материалов со средним расположением верхних строений, кормовым расположением МО.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 8. Пассажирское судно с аэростатическим поддержанием, алюминиевым корпусом и протяженными верхними строениями из композиционных материалов, кормовым расположением МО, воздушными винтами.
Этот уровень разделяет суда из композитов на шесть подгрупп:
- суда с гребным винтом;
- суда с воздушным винтом;
- суда с поворотно – откидными колонками;
- суда с угловыми колонками;
- суда с частично погруженным гребным винтом (приводом Арнесона);
- суда с водометом.
Еще одним важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов, определяющим его компоновку, является уровень, характеризующий тип его верхних строений. Этот уровень в большой степени определяет особенности расположения объемов судна по его длине и высоте. Этот уровень разделяет суда из композитов на четыре подгруппы:
- суда с протяженными верхними строениями;
- суда с носовым расположением верхних строений;
- суда со средним расположением верхних строений;
- суда с кормовым расположением верхних строений.
Важным уровнем конкретизации конструкции судна из композиционных материалов, определяющим его компоновку, является, также, уровень, характеризующий тип расположение машинного отделения или моторного отсека. Этот уровень в большой степени определяет особенности расположения объемов в корпусе судна. Этот уровень разделяет суда из композитов на две подгруппы:
- суда со средним расположением машинного отделения;
- суда с кормовым расположением машинного отделения.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 9. Глиссирующее промысловое судно с алюминиевым корпусом и носовым расположением верхних строений из композиционных материалов, средним расположением МО, гребным винтом и продольными реданами.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 10. Промысловое водоизмещающее судно с круглоскулыми обводами, носовым расположением верхних строений, полностью из композиционных материалов, со средним расположением МО и гребным винтом.
 |
| Михаил Францев |
Рис. 11. Водоизмещающее спасательное судно полностью из композиционных материалов, протяженными верхними строениями.
Заключительным уровнем классификации, конкретизирующим основные особенности конструкции судна из композиционных материалов в области его маневренных характеристик, является, уровень, характеризующий судно с точки зрения наличия активных органов управления. Этот уровень разделяет суда из композитов на четыре подгруппы:
- суда с угловыми колонками;
- суда с поворотно-откидными колонками;
- суда с подруливающими устройствами;
- суда без активных органов управления.
На рисунках 1 – 11 приведены примеры судов из композиционных материалов различного назначения и конструкции, построенных в Европе, Азии, Америке и Австралии, которые классифицированы по приведенной выше схеме.
Продолжение следует
Михаил Францев
