Подготовка судна и приборов к скоростным испытаниям

В процессе предварительной подготовки судна к скоростным испытаниям в первую очередь необходимо привести в должный порядок энергетическую установку судна, чтобы последняя могла работать во всех заданных режимах, в том числе и на полной спецификационной мощности. Кроме того, необходимо очистить от обрастания и окрасить подводную часть корпуса судна. Только при выполнении этого требования можно сравнивать результаты скоростных испытаний с расчетами ходкости судна, как правило, выполняемыми для полной спецификационной мощности главных двигателей судна, имеющего гладкий свежеокрашенный корпус.

В Каспийском, Черном и морях Дальнего Востока обрастание корпуса особенно в летний и осенний периоды происходит весьма интенсивно, поэтому докование судна должно производиться с таким расчетом, чтобы, скоростные испытания проводились не позже чем на 5—10 суток после выхода судна из дока. В зимнее время, когда биологическая жизнь моря становится менее интенсивной, указанный срок может быть увеличен до одной-двух недель.

На Севере, в условиях Балтийского и Баренцева морей, период между докованием судна и началом испытаний может быть увеличен до 35—40 суток, однако постановка судна в док перед испытаниями также обязательна, В настоящее время правилами проведения испытаний, действующими в различных зарубежных странах, этот срок устанавливается в пределах от одной до двух недель.

Если период между окраской корпуса и испытаниями существенно превысит указанные сроки, то судно должно быть повторно поставлено в док, заново очищено и покрашено.

При постановке судна в док кроме очистки и окраски корпуса необходимо обследовать состояние всех его выступающих частей, в том числе кронштейнов, выкружек гребных валов, рулей, боковых килей, наделок, устранить обнаруженные дефекты и, если это технически возможно, привести наружные обводы всех выступающих частей корпуса, имеющих дефекты, в полное соответствие с их проектными геометрическими характеристиками и размерами. Все неустраненные отступления от проектных размеров и элементов выступающих частей должны быть запротоколированы.

Геометрические элементы гребных винтов сличают с данными заводского паспорта и проектных чертежей.

Геометрические элементы и шаг гребных винтов проверяют на обмерочных станках, а также с помощью стационарных или переносных шагометров. В последнем случае проверяемые гребные винты желательно снять с гребных валов и установить в цехе или на площадке возле дока.

Дефекты гребных винтов должны быть устранены, поверхность лопастей винтов очищена, а кромки лопастей заглажены.

После очистки и окраски корпуса судна и исправления дефектов винтов рекомендуется снять профилограммы шероховатости поверхности корпуса и винтов в нескольких наиболее характерных местах.

Британская ассоциация судостроителей [98] рекомендует фиксировать и оценивать состояние шероховатости подводной части окрашенной наружной обшивки корпуса с помощью специального прибора — профилографа, измеряющего неровности обшивки и высоту бугорков ее шероховатости (рис. 1). Рекомендация об измерении фактической шероховатости содержится и в Японских правилах проведения ходовых испытаний [104].

Рис. 1. Схема профилографа.

Профилограф состоит из монорельса 3, прикрепленного к обшивке судна 6 с помощью магнитов 1 й 4. По монорельсу 3 скользит каретка 2, на которой закреплен щуп 5, упирающийся в обшивку судна, и самописец, записывающий перемещения щупа, т. е. профиль поверхности обшивки. Профилограф имеет небольшие вес и габарит, обслуживается одним человеком.

В настоящее время существует несколько конструкций профилографов, однако их принципиальные схемы аналогичны описанной выше.

Профилограммы шероховатости рекомендуется снимать на 20 участках обшивки каждого борта судна и на десяти участках, обшивки его днищевой части. Профилограммы следует снимать непосредственно в доке или на стапеле перед спуском судна. Вместо профилограмм допускается снятие слепков шероховатости указанных участков с последующей их расшифровкой. Примерное расположение участков обшивки - для измерения шероховатости приведено на рис. 2.

Рис. 2. Примерное расположение участков для измерения шероховатости корпуса.

Для морских транспортных судов среднее арифметическое значение шероховатости по всем измеренным участкам не должно превышать 200 мк (при условии, что обработка измерений производилась по способу наименьших квадратов). Требования в отношении шероховатости носовой части корпуса судна (примерно 1/3 L) должны быть более жесткими, в то время как на остальном корпусе, в частности в районе кормы, допускается несколько большая шероховатость, но с таким расчетом, чтобы указанное среднее значение не было превышено. Это требование объясняется тем, что толщина пограничного слоя нарастает от носа к корме, поэтому в носовой части корпуса бугорки шероховатости могут выступать за внешнюю границу ламинарного подслоя, создавая дополнительное сопротивление движению судна, в то время как в кормовой части бугорки шероховатости той же высоты вследствие увеличенной толщины пограничного слоя будут полностью в нем утоплены.

При нахождении судна в доке необходимо проверить наличие и состояние марок углубления. Если марки сбиты или нанесены нечетко, то их следует подновить, обратив особое внимание на правильную их окраску и установку накладных планок с цифрами осадки, которые должны точно соответствовать чертежу. Если есть сомнения в правильности нанесения марок углубления, необходимо произвести контрольную проверку их установки.

Результаты осмотра подводной части корпуса, выступающих частей и гребных винтов, а также проверки марок углубления и описание исправлений обнаруженных дефектов включаются в специальный протокол или акт, приобщаемый к делам испытательной партии.

При проведении скоростных испытаний применяются следующие приборы и устройства:
секундомеры и часы с электрическими контактами;
тахометры, механические измерители частоты вращения, тахографы (импульсные тахографы) и т. д.;
торсиометры и торсиографы;
упоромеры;
нефтемеры и мерные топливные баки; измерители индикаторной мощности;
анемометры и анемографы, термометры.

Чтобы максимально уменьшить инструментальные ошибки при проведении скоростных испытаний, необходимо тарировать и проверять приборы перед испытаниями и после их проведения. Инструментальные погрешности, обнаруженные при первой и повторной калибровке приборов и аппаратуры, не должны превышать значений, указанных в паспорте прибора. В противном случае проведенные с помощью этих приборов измерения должны быть повторены.

Особое внимание должно быть обращено на точность работы секундомеров — основных приборов, применяемых для отсчета времени. Секундомеры (как, и все остальные приборы) должны иметь паспорт проверки их работы, выданный соответствующими организациями. Однако несмотря на наличие такого паспорта секундомеры необходимо проверять перед каждым испытанием. При проверке производят наружный осмотр секундомеров, контролируют длительность их хода и определяют поправки или погрешности хода, которые не должны превышать пределов, указанных в паспорте.

При наружном осмотре секундомеров (как и всех других приборов, имеющих циферблаты и стрелки) необходимо проверить правильность установки стрелок и жесткость их посадки на оси вращения. Необходимо также убедиться в отсутствии каких-либо внешних повреждений корпуса и стрелок, а также в безотказности работы кнопки пуска и остановки стрелок и возврата их в исходное нулевое положение. Возврат стрелки на нуль шкалы циферблата должен совершаться при однократном нажатии кнопки управления, а ее наибольшее отклонение не должно превышать интервала, соответствующего 0,1 с.

Продолжительность работы секундомера при однократном заводе должна быть больше длительности предстоящего во время испытаний измерения и составлять не менее 2,5—5 ч.

При проверке секундомеров температура воздуха должна быть близкой к той, при которой будут проводиться испытания. Особое внимание следует обратить на то, чтобы секундомеры во время хранения и использования не находились в магнитном или электрическом полях судовых механизмов или электрических кабелей, так как это вызывает намагничивание деталей прибора и существенно нарушает равномерность его хода.

Проверку хода секундомеров лучше всего производить путем сравнения с показаниями штатного судового хронометра или других часов и секундомеров, проверенных перед испытаниями и имеющих погрешность хода не более 0,1 с за 30 мин хода, что соответствует погрешности 5 с в сутки.

Согласно Штурманским правилам поправка секундомера по хронометру определяется для промежутков, времени 4,7 и 10 мин, причем наблюдения для каждого промежутка времени должны повторяться не менее двух раз.

Поправки секундомера рассчитывают по формуле
Δt = ΔT—Δm,     (1.1)
где ΔТ — промежуток времени по хронометру, Δm — средний отсчет по секундомеру за данный промежуток времени.

Если поправка секундомера меньше ±0,3, ±0,5 и ±0,7 с соответственно для четырех-, семи- и десятиминутного промежутков времени, то секундомер можно использовать при испытаниях, в частности при определении скорости судна, без введения каких-либо поправок. При больших поправках в показания секундомеров следует вводить поправки соответствующего промежутка. Данные наблюдений заносят в таблицу и оформляют актом, который включают в отчетные материалы испытательной партии.

Частоту вращения любых механизмов, работающих на установившихся и изменяющихся режимах, измеряют с помощью различных самописцев, импульсных тахографов и механических счетчиков. Входящие в состав импульсных тахографов контактные электрические или пружинные часы, а также хронометры необходимо предварительно проверить, руководствуясь изложенными выше требованиями *. Непосредственно перед началом испытаний должны быть выполнены определение удельного веса и анализ теплотворной способности топлива, данные по которым необходимы как для оценки мощности механической установки, так и для определения расхода топлива на исследуемых режимах.