Компьютерные технологии в судостроении

В процессе разработки обвода корпуса необходимо активно об​мениваться информацией со специ​алистами 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 проектиро​вания (например, техпроект) обводы корпуса претерпевают очень много изменений, которые необходимо от​рабатывать 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, ди​намике, нагрузке и т. д. Это не толь​ко единичные данные {водоизмеще​ние, площадь смоченной поверхно​сти, моменты инерции), нон большие массивы, описывающие обводы как корпуса в целом, так и отдельных по​мещений, цистерн и выгородок. Кро​ме того, система должна обеспечи​вать получение всей необходимой плазовой информации (а пазовая таблица для лодок несколько отлича​ется от обычной плазовой книги над​водных кораблей). Таким образом, основным требованием к инструмен​ту проектирования является наличие у него ряда возможностей, а именно: создание и корректировка требуе​мых обводов, обмен данными с Дру​гими САD-системами, передача дан​ных по геометрии в другие расчетные программы, формирование плазо​вой таблицы.

Познакомившись с методами проектирования и определив требо​вания, которым должны удовлетворять используемые САD-системы, перейдем к обзору систем, исполь​зуемых в ЦКБМТ «Рубин» для проек​тирования обводов корпуса. На се​годняшний день их четыре: САDКЕY, АПИРС, САDD55 и Рго/Engineer.

Из рассматриваемых ниже че​тырех систем только АПИРС было специально приобретена исключительно для работ по проектированию обводов корпуса. Остальные системы, наряду с AutoСАD, активно используются другими подразделениями бюро для решения своих задач.

Система САDКЕY с приложениями FastSURF и FastSOLID применяет​ся на стадии рабочего проекта для окончательного задания обводов ме​тодом радиусографии (на уровне отдельных сечений), получения &сей необходимой плазовой информа​ции. Кроме того, САDКЕY использу​ется на тех стадиях проектирования, которые не требуют создания слож​ных поверхностей и их постоянной модификации: оформление теоретического чертежа, различные про​работки на уровне каркасной геоме​трии, проектирование несложных обводов с использованием поверх​ности и твердых тел.

Рис 2. Электронная модель корпуса подводной лодки, построение» в САDКЕY

Рис. 3. Электронная модель корпуса буксира, созданная в САОКЕY

Преимущества САDКЕY: удобство работы с трехмерными объектами и наличие всех необходимых функций для соз​дания объемной каркасной геомет​рии; удобная работа со сплайнами и коническими кривыми; возмож​ность работы с поверхностями и твердыми телами; наличие форматов обмена IGES, DXF, DWG. К недостат​кам САDКЕY относятся ограничен​ность средств создания поверхно​стей по различным законам, что не позволяет реализовать метод радиусографии на уровне поверхностей, и отсутствие возможности модифици​ровать уже созданную геометрию. На рис, 2 представлены обводы под​водной лодки, заданные методом радиусографии и построенные на каждом практическом шпангоуте. С этой же модели получается вся необ​ходимая плазовая информация в ви​де текстового файла, который фор​мируется в таблицы в MS EXCEL. На рис. 3 приведен корпус буксира, построенного средствами FastSURF, где показаны сечения по шпангоу​там, батоксам и ватерлиниям в трехмерном виде в двух ракурсах. Эти сечения получены как линии пе​ресечения соответствующих плос​костей с поверхностью корпуса. Рис. 4 иллюстрирует возможности FastSOLID на примере твердотельной модели якоря Холла, при создании которой использовались булевы опе​рации и сопряжения. Заданы все элементы вплоть до литейных ради​усов.

Отечественная система АПИРС применяется на ранних стадиях про​ектирования (предэскизный, эскизный и технический проекты), разра​ботана специально для проектирова​ния обводов корпуса и отличается возможностью модифицировать уже созданные поверхности, что обес​печивает широкий диапазон прора​батываемых вариантов и оператив​ность отработки вносимых измене​ний. Это достигается благодаря использованию математики (кривые и поверхности Безье), позволяющей быстро создавать и модифициро​вать обводы произвольной формы. Другим преимуществом АПИРСа яв​ляется возможность передачи чис​ленных данных в систему СТАТИКА, разработанную в ЦКБ МТ «Рубин». Для описания обводов в СТАТИКЕ используется огромный массив то​чек, который генерируется АПИРСом автоматически. Кроме того, суще​ствует возможность «нарезки» от​дельных помещений. Например, при проектировании ледостойкой буро​вой платформы со сложной комбина​цией наружных обводов и внутренних переборок цистерн вся необхо​димая геометрия была задана в АПИРСе за полдня, и в течение сле​дующего рабочего дня было задано для проведения расчетов по статике порядка 1 00 отдельных помещений. Графическая информация переда​ется через формат обмена DXF в ви​де любых сечений, каркасных ли​ний, сетки шпангоутов и сети по​верхности а двух- и трехмерном виде (существуют и другие форматы обме​на, например Autocon, FastSHIP или Intergraph, но они весьма специфи​чны и другими имеющимися система​ми не поддерживаются). К недостат​кам АПИРСа относятся: ограничен​ность средств создания поверхностей по различным законам, что не поз​воляет реализовать метод радиусо​графии в полном объеме; некото​рые сложности с построением «кар​касной» геометрии; отсутствие формата обмена IGES для передачи поверхностей; недостаточная точ​ность аппроксимации сечений дуга​ми при передаче в DXF. Эти недостат​ки не позволяют использовать АПИРС на стадии рабочего проек​та для ПЛ. Однако для проектирова​ния надводных кораблей АПИРС — незаменимое средство. На рис. 5 изображен корпус патрульного ко​рабля, созданный в системе АПИРС.