Материал: Дипломная метода

На основании исполненного распределения запасов на рейс и груза составляют таблицу с расчетами водоизмещения и определяют координаты центра тяжести судна в целом используя таблицу 3.4.

Таблица 3.4– Сводные данные и расчет водоизмещения

3.4 Определение посадки судна

Расчет посадки судна на отход и приход производится с использованием грузовой шкалы или кривых элементов теоретического чертежа, или из приложений информации по остойчивости судна для капитана (приложения) и представить их в таблице 3.5.

Для водоизмещения судна после загрузки D₁ и по приходу судна D₂ в порт назначения и плотности воды (ρ) по грузовой шкале (приложение) определяют среднюю осадку судна после загрузки Т_ср1 и с приходом судна Т_ср2 в порт назначения.

Если грузовая шкала построена для плотности воды ρ≠ρ_1,2 , то следует ввести поправку ΔТ_1,2 к средней осадке Т_ср1 і Т_ср2., по формуле:

ΔТ_1,2 = Т_ср1,2 δ_1,2( ρ – ρ_1,2) / ( α_1,2 ρ_1,2) (3.7)

де ρ = - плотность воды для которой построена грузовая шкала;

ρ_1,2 - плотность воды, соответственно на отход и приход судна;

Т_ср1, Т_ср2 - средняя осадка, соответственно на отход и приход судна;

δ_1,2- коэффициент полноты водоизмещения, соответственно на отход и приход судна (из информации по остойчивости судна для капитана из приложений);

α_1,2 - коэффициент полноты площади ватерлинии, соответственно на отход и приход судна (из информации по остойчивости судна для капитана из приложений);

Для средней осадки, соответственно на отход и приход судна из информации по остойчивости судна для капитана из приложений определяются значения величин:

X_c1,X_c2 - абсцисса центра величины, соответственно на отход и приход;

X_f1 X_f1 - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Z_m1 Z_m2- аппликата метацентра, соответственно на отход и приход;

Если данные по Z_m1,m2 отсутствуют, то определяют момент, дифферентирующий судно на 1см на отход M₁ и приход M₂ судна по формуле:

M_1,2 = D_1,2 Н_1,2 / (100 L ) , (тм/см) (3.8)

где D_1,2 – водоизмещение судна, соответственно на отход и приход, т;

Н_1,2 = R_1,2 + Z_c1,2 – Z _g1,2,м - продольная метацентрическая высота,

соответственно на отход и приход, м;

R_1,2 – продольный метацентрический радиус, м, соответственно на отход и приход из приложения;

Z_с1 Z_с2- аппликата центра величины, м , соответственно на отход и приход из приложения;

L – длина судна между перпендикулярами, м

Дифферент судна определяют на отход и приход судна по формулам:

d₁=D₁(X_g1-_-X_c1)/(100 M₁), м – на отход (3.9)

d₂=D₂(X_g2-X_c2)/(100 M₂), м – на приход (3.10)

где X_g1,X_g2 выбирают из таблицы 3.4.

После загрузки судно, а также с приходом судна в порт назначения должно получить дифферент на корму. Рекомендуется иметь дифферент на корму в пределах от 0 до 0,5 м. для устойчивости на курсе и уменьшения заливаемости.

Расчеты по посадке судна и другие показатели рекомендуется представить в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Расчеты посадки судна

3.5 Расчет остойчивости судна

Определяется начальная поперечная метацентрическая высота на отход и приход по формуле:

h_1,2 = Z_m1,2 - Z_{g 1,2} , м (3.11)

где Z_g1,2 = Z+ ΣΔ mh, м

ΣΔmh – поправки на влияние свободных поверхностей жидких грузов к поперечной метацентрической высоте (определяются в табл.3.1). Расчеты исправлений к метацентрической высоте от влияния свободных поверхностей жидких грузов представить в таблице 3.8.

Таблица 3.6 - Поправки на влияние свободных поверхностей жидких грузов

Расчет параметров начальной остойчивости произвести в таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Расчёт параметров начальной остойчивости

3.6. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Для построения диаграмм статической и динамической остойчивости определяются плечи с использованием Информации по остойчивости судна для капитана или универсальной диаграммы статической остойчивости Павленко Г.Е., т.е. набор диаграмм статической остойчивости для разного водоизмещения и начальной остойчивости судна в диапазоне от состояния порожнем до состояния в полном грузу. Диаграмма должна строиться с учетом влияния свободной поверхности жидкости на остойчивость. При использовании универсальной диаграммы плечи статической остойчивости снимают непосредственно с диаграммы для значений D, h и Θ.

При использовании информации по остойчивости судна для капитана используют Пантокарены, где определяют плечо формы ℓ_ф по водоизмещению судна D₁ на отход и D₂ на приход, определяют плечо веса по формуле ℓ_в = Z_g sin Θ. Плечо статической остойчивости находят по формуле ℓ_ст = ℓ_ф – ℓ_в = ℓ_ф – (Z_g sin Θ) как разница между плечом формы и плечом веса. Расчет плечей диаграммы статической и динамической остойчивости также определять в табличной форме.

Знак |‾↓ показывает порядок суммирования величин для получения интегральной суммы. Для построения диаграммы динамической остойчивости определяют плечи динамической остойчивости. Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости.

Плечи динамической остойчивости можно определять и по указанной схеме.

По результатам расчетов строят диаграммы статической и динамической остойчивости (рис.1).

3.7 Расчет и проверка параметров остойчивости

Остойчивость судна, по классу «М-СП», перевозящего груз, проверяется как для судов смешанного «река - море» плавания, и должна удовлетворять следующим основным требованиям:

критерий погоды К ≥ 1,0;

максимальное плечо диаграммы статической остойчивости ℓ≥ 0,2м;

угол крена, соответствующий максимальному плечу θ_max ≥ 30°;

угол заката диаграммы статической остойчивости θ_зак ≥ 60°;

исправленная начальная метацентрическая высота h = 0,2м.

Альтернативные требования:

максимальное плечо ℓ≥ 0,2 м при θ_max = 30°;

угол заката θ_зак ≥ 60°;

исправленная метацентрическая высота h ≥ 0,15м;

критерий погоды К ≥ 1;

угол крена от действия постоянного ветра θ ≤15°;

критерий ускорения К ≥ 1.

Проверка остойчивости по критерию погоды

Остойчивость судна по критерию погоды считается достаточной, если при наихудшем варианте нагрузки динамически приложенный кренящий момент от действия ветра M_v равен или меньше опрокидывающего момента М_опр, т.е. если достигаються условия M_опр/M_V 1,0.

Кренящий момент от давления ветра определяется по формуле:

M_v = 0,001 · P_v·A_v· Z , кН м, (3.12)

где P_v - давление ветра, кПа из таблицы

Используя «Расчеты парусности и обледенения» для судов при определенной осадке Т_ср и данные информации по остойчивости судна для капитана находят площадь парусности A_v и возвышение центра парусности Z над действующей ватерлинией при расчетной осадке Т_ср.(приложение).

Расчет амплитуды качки выполняется в следующей последовательности.

Амплитуда качки судна с круглой скулой, оснащенного скуловыми килями и брусковим килем, определяют по формуле:

_2r =КХ₁Х₂Y , (3.13)

где К – коэффициент, определяемый по приложению к правилам Регистра по из выражения 100 A_k/ (LB),

A_k – площадь скуловых килей, м²;

L – длина судна между перпендикулярами, м;

B – ширина судна, м.

X₁ – безразмерный множитель, определяется из приложений к правилам Регистра по В/Т;

X₂ - безразмерный множитель, определяется из приложений к правилам Регистра по δ;

Y - множитель в градусах, определяется из приложений к правилам Регистра по /В.

Функциональные зависимости для X₁, X₂ и Y приведены в табличной форме.

_{Множитель - X}1

_{Множитель – X}2

Множитель – Y

Опрокидывающий момент определяется по формуле:

М_опр = g · D · ℓ_опр , кН м (3.14)

Плечо опрокидывающего момента ℓ_опр определяется по диаграмме статической и динамической остойчивости (рис.1).

Кроме того по диаграмме можно определить максимальный динамический угол крена _maxдин, до которого судно может наклоняться не переворачиваясь.

На диаграмме динамической остойчивости этому углу отвечает абсцисса точки А (Рис.1).

На диаграмме можно определить угол крена от постоянного ветра - на пересечении допустимого плеча при динамических наклонениях с кривой статической остойчивости в точке С.

Полученные результаты заносят в таблицу 3.8.

Таблиця 3.8 - Расчет нормированных параметров остойчивости