Shape Maker. Основы построения модели судна.

Разбиение на участки поверхности

Сказать, что правильное разбиение судовой поверхности на участки важно это почти ничего не сказать. Корректное разбиение поверхности — это ключ к построению корректной модели и порой это далеко не тривиальная задача. К счастью, на судах одного типа можно использовать удачное разбиение поверхности с предыдущего проекта. В этой статье я постараюсь представить типовые разбиения корпуса на поверхности для различных типов судов.

Основные правила и требования при разбиении поверхности:

- всегда задавайте конструктивные линии как линии границ участков поверхности, даже если эти линии не являются линиями слома. Это позволит более точно определять форму конструктивных линий. Так линии плоского борта и плоского днища должны быть заданы.

- старайтесь описывать криволинейные поверхности одним участком. Гладкая стыковка двух криволинейных участков поверхности возможна, но выглядит не всегда эстетично. В пределах же одного участка поверхности выполняется условие гладкости не только касательных к линиям, но и кривизны.

- выделяйте район цилиндрической вставки, если это возможно. Поверхность скулового радиуса должна быть представлена как отдельная поверхность.

 - выделяйте плоские участки корпуса в отдельные поверхности везде, где это возможно. Для того, чтоб сделать плоский участок на поверхности достаточно выставить район контрольных точек в требуемой плоскости. При таком подходе очень сложно контролировать форму линии перехода из плоскости в криволинейную поверхность. Гораздо проще если, например, линия плоского борта является границей плоской и криволинейной поверхности.

Рис. 1 Пример разбиения носовой оконечности корпуса судна на криволинейную поверхность корпуса, плоскую поверхность днища и цилиндрическую поверхность борта.

- избегайте острых углов и ромбовидных участков поверхности. Расположение точек контрольного многогранника такой поверхности не даст получить качественную форму.

- старайтесь где это возможно задавать детали выступающих частей как отдельные поверхности и пересекать их с поверхностью корпуса. При этом избегайте возможной сингулярности, как например пересечение двух сливающихся поверхностей. Линия пересечения таких поверхностей может иметь непредсказуемую форму.

- несмотря на то, что треугольные участки поверхности поддерживаются большинством систем, при проектировании лучше обходится плоскими треугольными участками, участками цилиндрической или конической формы, или участками с минимальной кривизной поверхности.

- при создании модели необходимо учитывать и возможность последующих изменений или использования в последующих проектах. Модель, которую можно легко изменить может сохранить много времени при изменениях.

Разбиение на участки поверхности корпуса двухвинтового судна с кормовым скегом.

Пример типового разбиения одновинтового судна с кормовым скегом и цилиндрической вставкой представлено на Рис. 2.

Носовая оконечность представлена тремя участками поверхности. Непосредственно криволинейная поверхность корпуса обрамлена треугольным участком плоского днища и четырехугольным цилиндрическим участком поверхности плоского борта, переходящим в вертикальную часть бульварка выше линии слома. Это довольно типовая схема разбиение носовой оконечности. В этом случае наличие или отсутствие бульбового носа у судна не играет существенной роли. В любом случае криволинейная поверхность будет только одна.

Цилиндрическая вставка также представлена тремя участками поверхности, которые являются как бы продолжением поверхностей носовой оконечности. Поверхности борта и днища соответственно плоские, а поверхность скулы цилиндрическая.

Поверхности кормовой оконечности можно разделить на две группы: поверхности основного корпуса и поверхности скега.

Разбиение на участки поверхности корпуса рыболовного судна.

Рыболовные суда имеют некоторые особенности, которые необходимо учитывать при разбиении на участки поверхности. Килеватость и строительный дифферент несколько усложняют задание поверхности. Рассмотрим два наиболее широко используемых варианта разбиения.

Один из ни представлен на Рис. 3. В Этом варианте носовая поверхность задается без выделения участка плоско - килеватого днища. Это представляет собой дополнительные сложности при необходимости задания плоского участка поверхности в составе носовой оконечности. Преимуществом такого варианта разбиения является цельный участок кормовой поверхности, с сохранение непрерывной гладкости поверхности.

Рис. 3 Пример разбиения поверхности рыболовного судна на участки без выделения участка плоского днища в носовой оконечности.

Другой вариант разбиения поверхности показан на Рис.4  Плоско-килеватое днище в носовой оконечности выделено в отдельный участок поверхности. Это позволяет легко управлять формой линии плоского днища. При этом кормовую поверхность мы вынуждены разбивать на два участка. По линии стыковки кормовых участков поверхности будет обеспечена только гладкость по первой производной. Ввиду того, что кормовая поверхность имеет довольно простую форму, я предпочитаю использовать этот вариант разбиения. Отметим что на Рис. 30 выделен участок цилиндрической вставки поверхности. Это иногда полезно делать, если в дальнейшем планируется удлинять корпус в районе цилиндрической вставки.

Рис. 4 Пример разбиения поверхности с учетом плоско-килеватого днища в носовой оконечности.

Особенностью этого способа задания носовой оконечности является то, что линия плоско - килеватого днища в носу должна лежать в плоскости общего положения образованной линией наклона киля и линией наклона днища на мидель – шпангоуте - Рис. 5. Линия днища является и нижней граничной линией криволинейной носовой поверхности. Поэтому удобно создать плоскость днища как шаблон и проецировать линию днища на эту плоскость после редактирования. Такая плоскость также особенно удобна для контроля входа шпангоутов в плоское днище.

Рис. 5 Пример линии плоско килеватого днища (показана красным цветом) и плоскости общего положения.

Важно отметить и другую особенность при проектировании кормовой оконечности рыболовного судна. Основная поверхность кормы перепускается за диаметральную плоскость в точке притыкания кормового скега и, в последствии, обрезается поверхностной линией, проходящей в диаметральной плоскости. То есть кормовая часть диаметрального батокса после скега является поверхностной линией на основной поверхности кормы. Линия профиля скега в этом случае является навешенной на линию слома скега. Одновременно линия слома служи границей основной поверхности кормы. Для удобства моделирования скега верхняя точка профиля скега должна быть приходить строго в узел на линии слома. Это даст предсказуемое количество контрольных точек на участке поверхности скега и облегчит процесс придания скегу требуемой формы.

Рис. 6 Участок кормовой поверхности, перепущенный за диаметральную плоскость. Обрезка поверхностей и линий отключена.

Разбиение кормовой оконечности одновинтового судна со скегом интегрированным в корпус.

Кормовая оконечность одновинтового судна со скегом плавно переходящим в корпус является одной из наиболее сложных задач для сглаживания поверхности. На Рис. 7 показан пример такой оконечности. Ввиду ограничения на число граничных линий участка поверхности, в этом случае линия плоского днища и линия профиля скега формируются как одна граничная линия участка основной поверхности кормы. Кормовая граничная линия представляет собой псевдо-линию транца, линия плоского борта и линия скулы задаются как для обычного участка кормовой поверхности. В последствии поверхность обрезается поверхностью транца. При моделировании такой оконечности рекомендую начинать с минимального количества контрольных точек и увеличивать их число по мере формирования поверхности. Количество контрольных точек для описания подобной поверхности, в конечном итоге, может быть достаточно большим.

Рис. 7 Пример одновинтового судна со скегом плавно переходящим в корпус. Основная поверхность показана без обрезки.

Рис. 8 Окончательны вариант кормы с обрезкой поверхностью транца.

Разбиение кормовой оконечности двухвинтового судна с двумя скегами.

Кормовая оконечность двухвинтового судна с двумя скегами тоже довольно распространена в судостроении.

В этом случае основная кормовая поверхность делается отдельно от скега и, в последствии, пересекается с поверхностью скега. Это дает довольно большую свободу по изменению положения скега при проектировании судна. При использовании этой модели важно хорошо выглаживать поверхности в месте пересечения скега и основного корпуса. В противном случае линия пересечения может выглядеть недостаточно плавной. 

Рис. 9 Пример кормовой оконечности судна с двумя скегами.

Я хотел бы еще раз подчеркнуть важность правильного деления поверхностей на сечения и надеюсь, что эта статья поможет вам на начальных этапах изучения программы.