Опыт применения различных CSD-систем при проектировании обводов корпуса

На протяжении многих пет для задания обводов ПЛ в ЦКБ МТ «Рубин» использует­ся метод радиусографии. Это объясняется не­обходимостью использования дуговых об­водов для прочных конструкций корпуса, бо­лее высокой технологичностью таких обводов, обеспечением гладкости поверхно­сти на начальной стадии ее задания, адекват­ностью воспроизведения обводов на плазе, простотой работы с сечениями шпангоутов, состоящими из участков дуг окружностей.

Метод радиусографии имеет две ос­новные особенности:

поверхность строится путем «протяги­вания» сечения, состоящего из участков дуг и прямых, вдоль направляющих линий, при­чем параметры каждого элемента сечения меняются по своему определенному закону. При грамотном задании метод обеспечива­ет гладкость обводов уже на начальной ста­дии проектирования. Кроме того, можно мо­дифицировать поверхность, сохраняя ее гладкость, путем изменения закона ее по­строения;

полученная поверхность имеет в любом шпангоутном сечении контур, состоящий из участков дуг и прямых, причем это происхо­дит не аппроксимацией криволинейного се­чения, а обеспечивается способом задания.

Первое обстоятельство определяет свой­ства обводов на этапе проектирования и требования к применяемой САD-системе, второе — свойства обводов на этапе изгото­вления, поскольку гнуть каждый шпангоут по заданному радиусу проще, чем по криво­линейному шаблону, что является опреде­ляющим, поэтому для проектирования об­водов ПЛ до сих пор используется именно ме­тод радиусографии.

Одним из недостатков метода является обеспечение гладкости смежных участков поверхностей не по второй, а только по пер­вой производной, что, однако, не оказыва­ет существенного влияния на гидродинами­ку лодки в расчетных режимах эксплуатации. Этот очень простой по своей сути метод не может быть реализован во многих из су­ществующих САD-систем, хотя построение отдельных сечений в трехмерном простран­стве (а не поверхностей) не представляет проблем.

Необходимо отметить, что метод ради­усографии является определяющим только при проектировании подводных лодок. Для прочих объектов, а также на стадиях ранних проработок формирование обводов произ­водится другими методами, которые предо­ставляют имеющиеся САD-системы. С ис­пользованием различных САD-систем за последние четыре года были спроектирова­ны корпуса подводных лодок и аппаратов, надводных судов различного водоизмещения, судна с малой площадью ватерлинии, буровых платформ раз­личных конструкций и др. Эти рабо­ты позволили сделать определенные выводы о возможности использова­ния каждой из имеющихся систем дл« проектирования обводов корпу­са, выявить сильные и слабые сто­роны каждой из них. Одновременно были выработаны требования к «иде­альной» системе с учетом специфики бюро-

Рассмотрим процесс формиро­вания обводов корпуса, одновре­менно формулируя те требования, которым должна удовлетворять при­меняемая для этого система. На рис. 1 приведена упрощенная схема процесса формирования обводов корпуса и указаны основные этапы проектирования и их взаимосвязи. Здесь следует обратить внимание на два этапа: первый — это процесс согласования обводов отдельных участков поверхности корпуса с дру­гими конструкциями и устройствами ПЛ; если эти требования оконча­тельно не определены, то создается промежуточный вариант обводов, который корректируется на дальней­ших стадиях проектирования, — это второй этап. Подобных циклов на каждом этапе может быть несколько и чередоваться они могут в любой по­следовательности. Заключительные этапы в пояснении не нуждаются.

В процессе разработки обвода корпуса необходимо активно об­мениваться информацией со специ­алистами других отделов, в основном по сечениям на том или ином шпангоуте или габаритам устройств. Во-первых, вся графическая информация поступает к разработчику обводов в форматах AutoCAD или САDКЕУ, и в таком же виде должны выдаваться результаты работы. Во-вторых, даже в рамках одного этапа проектиро­вания (например, техпроект) обводы корпуса претерпевают очень много изменений, которые необходимо от­рабатывать в сжатые сроки. Часто параллельно прорабатываются 2—3 варианта одного проекта. Таким образом, система должна обеспечивать внесение изменений в уже существующую геометрию без переделки её целиком. В-третьих, необходимо обеспечивать передачу не только графической информации, но и численных значений для проведения дальнейших расчетов по статике, ди­намике, нагрузке и т. д. Это не толь­ко единичные данные {водоизмеще­ние, площадь смоченной поверхно­сти, моменты инерции), нон большие массивы, описывающие обводы как корпуса в целом, так и отдельных по­мещений, цистерн и выгородок. Кро­ме того, система должна обеспечи­вать получение всей необходимой плазовой информации (а пазовая таблица для лодок несколько отлича­ется от обычной плазовой книги над­водных кораблей). Таким образом, основным требованием к инструмен­ту проектирования является наличие у него ряда возможностей, а именно: создание и корректировка требуе­мых обводов, обмен данными с Дру­гими САD-системами, передача дан­ных по геометрии в другие расчетные программы, формирование плазо­вой таблицы.