Длительная работа по созданию судна состоит из двух основных частей: разработки проекта судна и его постройки.
Разработка проекта начинается с определения желаемых эксплуатационно-экономических показателей судна (назначение, грузоподъемность, скорость, район плавания и т.п.). Установленные таким образом требования к будущему судну, называемые характеристиками оформляются в виде задания на разработку проекта. В процессе проектирования по условиям задания определяются его элементы (размеры и обводы корпуса, состав и расположение помещений, тип и мощность главных двигателей и т.п.). Все фазы проектирования судна, начиная от выявления потребности в нем и до оформления рабочей документации на его изготовление, базируются на научно-методическом аппарате теории проектирования судов (ТПС) – дисциплины, изучающей круг вопросов, связанных с разработкой заданий на проектирование судов и определением их элементов, в первую очередь размеров и формы корпуса.
В современном состоянии ТПС состоит из двух частей и рассматривает задачи двух иерархических уровней (табл. 1).
Основные задачи теории проектирования судов
таблица 1
|
Содержательная часть |
Формально-математическая часть |
|
|
Верхний уровень |
Разработка способов оптимизации состава и пополнения флота (определение оптимальных характеристик судов, указываемых в задании на проектирование). Установление общих требований к судам. |
Разработка математических методов решения задач В-С. Автоматизация процессов решения задач В-С. |
|
Нижний уровень |
Исследование взаимосвязи между элементами и характеристиками судов. Разработка методов проектирования (определения оптимальных элементов проектируемого судна). Разработка методов построения теоретического чертежа и схемы общего расположения судна. |
Разработка математических методов решения задач Н-С. Автоматизация решения задач Н-С. |
К первой, содержательной части ТПС, занимающейся исследованием физической стороны проектных задач, относятся следующие вопросы:
выявление взаимосвязи элементов и характеристик с техническими, эксплуатационными и экономическими требованиями, предъявляемыми к судну;
разработка методик проектирования;
разработка методов построения теоретического чертежа и схемы общего расположения судна.
Вторая, формально-математическая часть ТПС, занимается поиском математических способов решения проектных задач, в частности автоматизацией проектных расчетов.
Задачи верхнего уровня или внешняя задача ТПС заключается в разработке вопросов, связанных с определением характеристик проектируемых судов, которые указываются в задании на проектирование, а также установлении общих требований, предъявляемых к проектируемым судам.
Задачи нижнего уровня или внутренняя задача ТПС заключается в определении элементов проектируемого судна.
Внутреннюю задачу содержательной части подразделяют еще на два уровня: верхний, связанный с определением основных элементов (главных размерений и коэффициентов полноты) и нижний, на котором решаются вопросы архитектурно-конструктивного оформления проекта, оборудования и общего расположения.
Поскольку результаты проектирования должны не просто удовлетворять требованиям задания, но удовлетворять наилучшим образом, под характеристиками и элементами следует понимать их оптимальные значения. Таким образом, можно сказать, что целью решения внешней задачи ТПС является оптимизация состава флота и разработка общих требований к судам, а внутренней задачи – оптимизация элементов судна.
ТПС тесно связана с другими судостроительными дисциплинами, в основном с теорией и строительной механикой корабля. Меньше – с технологией и экономикой судостроения и другими дисциплинами. В ТПС используется научный аппарат этих дисциплин, при рассмотрении вопросов, связанных с остойчивостью, качкой, ходкостью, прочностью проектируемого судна. Но в отличие от названных дисциплин этот аппарат используется исходя из других позиций. Это обусловлено двумя важнейшими особенностями ТПС:
Во-первых, в ТПС решаются не прямые задачи, а обратные. Например, если в теории корабля при известных размерениях судна следует определить параметры остойчивости, то в ТПС задача ставится следующим образом – найти такие размерения судна, которые бы обеспечили заданные параметры остойчивости.
Во-вторых, в отличие от остальных дисциплин, рассматривающих свойства судна по отдельности, вне связи друг с другом, для ТПС характерен комплексный подход к показателям проектируемого судна. Следует учитывать, как изменение того или иного показателя скажется на прочих характеристиках судна. Так увеличение длины L благоприятно сказывается на ходкости, но отрицательно отражается на прочности судна. По этой причине не все рекомендации ТПС, совпадают с аналогичными рекомендациями других дисциплин.