Государственный комитет

Российской Федерации по рыболовству

Дальневосточный Государственный Технический

Рыбохозяйственный Университет

Кафедра

«Управление судном»

Курсовая работа на тему:

Расчет загрузки и оценка мореходных качеств

транспортного судна

ВАРИАНТ № 5

Выполнил: к-т. гр. CВ-51

Винокуров К.

Проверил: к. т. н. доцент Хромченко Е.Б.

Владивосток

2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Задание на курсовой проект

2 Расчет судовых запасов

2.1 Расчет количества запасов

2.2 Распределение судовых запасов

3 Составление предварительного грузового плана

3.1 Расчет грузоподъемности судна

3.2 Определение факультативных грузов

3.3 Расчет водоизмещения и координат ЦТ судна

4 Проверка грузового плана

4.1 Ограничения загрузки судна

4.1.1 Посадка судна

4.1.2 Остойчивость судна

4.1.3 Прочность судна

5 Корректирование грузового плана

6 Расчет критериев остойчивости

6.1 Построение диаграммы статической остойчивости

6.2 Расчет критерия погоды

7 Выводы об удовлетворении норм Регистра

8 Расчеты непотопляемости

8.1 Нормативы обеспечения аварийной плавучести и аварийной остойчивости

8.2 Расчет коэффициентов проницаемости

8.3 Расчет параметров аварийной посадки и аварийной остойчивости при затоплении грузового отсека

9 Расчеты самостоятельного всплытия судна, сидящего на мели

10 Балластировка судна

11. Расчет буксировочного сопротивления и эффективной мощности главного двигателя

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Умение судоводителя произвести грамотный расчет загрузки обеспечивает не только эффективность эксплуатации транспортного судна, но и является основой для обеспечения безопасности мореплавания в рейсе. Оптимальной загрузке соответствует не только прием оптимального количества грузов и запасов, но и их оптимальное распределение по соответствующим помещениям, обеспечивающее необходимую остойчивость, непотопляемость и прочность.

Основной целью данной курсовой работы является приобретение будущим судоводителем навыков самостоятельного расчета загрузки судна и оценки его мореходных качеств по материалам Информации об остойчивости и с использованием расчетно-информационного комплекса.

Курсовая работа состоит из двух самостоятельных частей. В первой части производится расчет загрузки судна и оценка его мореходных качеств по Информации об остойчивости транспортного рефрижераторного судна т/х “Олюторский залив” [1]. Необходимые для расчетов данные из Информации об остойчивости приведены в приложениях к данным методическим указаниям. Объем применяемых для выполнения данной работы знаний соответствует требованиям Конвенции по дипломированию моряков и несению вахты (ПДМНВ-78/95) к квалификационным знаниям вахтенного помощника капитана.

Задание по курсовому проекту

Вариант № 5 Обязательный груз - Консервы

1 Определить расстояние до порта назначения

2 Определить количество запасов на рейс

3 Распределить запасы по танкам (на отход и на приход)

4 Определить грузоподъемность

5 Определить количество основного и факультативного грузов

6 Составить грузовой план

7 Составить таблицу нагрузок (на приход и отход)

8 Проверить и откорректировать грузовой план

9 Построить ДСО на отход по пантокаренам и на приход по универсальной диаграмме

10 На отход рассчитать критерий погоды

11 Рассчитать коэффициенты проницаемости всех грузовых отсеков

12 Рассчитать затопление грузового отсека методом постоянного водоизмещения

13 На приход рассчитать балластировку изменяющего дифферента на 1 м на нос

14 Рассчитать всплытие с мели

Рейс Владивосток - Рангун

Судно загружено: генеральным грузом (Консервы) с удельным погрузочным объёмом µ=1,36 и коэффициентом проницаемости ч=0,3 и факультативным грузом (Рыба охлажденная µ=1,7; ч=0,45), при осадке на зимнюю грузовую марку 8.13 м и дальности плавания 4140 м. миль

Основные данные по судну

Название судна «Олюторский Залив»

Порт приписки Владивосток

Идентификационный номер IMO 8422711

Радиопозывной UKTU

Год постройки 1985

Место постройки Висмар, ГДР

Класс судна КМ Л1[1]А2

Тип судна Транспортный рефрижератор

Назначение Перевозка охлаждаемых грузов, рыбной муки в мешках, рыбьего жира и доставка топлива, смазочного масла, питьевой воды, провизии, снабжения, упаковочного материала промысловым судам.

Район плавания Неограниченный

Дальность плавания 9 000 миль

Скорость хода 14,5 узлов

Длина наибольшая 152,94 м

Длина между перпендикулярами 142,00 м

Ширина 22,20 м

Высота борта 13,60 м

Осадка по летнюю грузовую марку 8,307 м

Водоизмещение 17 225 т

Дедвейт 9 963,1 т

1 Задание на курсовую работу

В данной курсовой работе необходимо произвести расчет загрузки и оценить мореходные качества т/х “Олюторский залив” на рейс заданной дальности с полным использованием грузовместимости и грузоподъемности судна. Параметры индивидуального задания - порт назначения, обязательный груз, затопленный грузовой отсек и изменения параметров посадки судна на мели определяются по номеру варианта, определяемого преподавателем, по таблице, приведенной в Приложении А. Порт отправления - Владивосток. Дальность рейса Д определяется по Таблице морских расстояний [3].

Грузовая марка для всех вариантов - зимняя (осадка по зимнюю грузовую марку меньше осадки по летнюю марку на 1/48 последней). Осадка по летнюю грузовую марку в индивидуальном задании может отличаться от осадки, указанной в Приложении В.

Минимальное количество обязательного груза определяется в зависимости от величины его удельного погрузочного объема , приведенного в Приложении Б:

Для 4,0 - Р_об = 1000 т;

4,0 3,0 - Р_об = 2000 т;

3,0 2,5 - Р_об = 2500 т;

2,5 2,0 - Р_об = 3000 т;

2,0 - Р_об = 5000 т.

Необходимые для выполнения курсовой работы данные по судну из Информации об остойчивости т/х “Олюторский залив” приведены в приложениях.

В курсовой работе необходимо решить следующие задачи:

Определить необходимое на рейс количество судовых запасов.

Определить количество обязательного и факультативных грузов, обеспечивающее полную загрузку судна, и составить предварительный грузовой план.

Рассчитать координаты ЦТ судна и проверить посадку, остойчивость и прочность; при необходимости произвести корректировку грузового плана.

Построить ДСО и определить критерии остойчивости.

Произвести расчеты аварийной посадки и остойчивости при затоплении грузового отсека.

Определить реакцию грунта и потерю остойчивости судна на мели.

Рассчитать балластировку судна, обеспечивающую посадку «на ровный киль».

2 Расчет судовых запасов

2.1 Расчет количества запасов

Для расчета судовых запасов на рейс дальностью Д миль используется таблица “Расположение судовых запасов на 5000 миль” из Типовых случаев нагрузки Информации об остойчивости, Приложение Г ([1], с. 14 - 15), из которой выбирается количество каждого вида запасов и “на отход”, и “на приход”. Приведенные в этой таблице запасы «на приход» представляют собой так называемый «штормовой запас», равный 10% запасов «на отход». Запас смазочного масла «на приход» включает в себя отработанное масло, а увеличенное сверх 10% количество пресной воды - запас для рассольной системы. Выбранные из типового случая значения запасов вносятся в столбцы 2 и 4 таблицы 1.

Количество каждого вида запасов “на отход” и “на приход” (с учетом “штормового запаса”) рассчитывается пропорционально дальности рейса Д и вносятся в столбцы 3 и 5:

- тяжелое топливо.................Р_ТТ = Д_*Р_ТТ5000/5000;

- дизельное топливо........…..Р_ДТ = Д_*Р_ДТ5000/5000;

- смазочное масло.................Р_М = Д_*Р_М5000/5000;

- пресная вода...................... Р_ПВ = Д_*Р_ПВ5000/5000;

- грязная вода...................... Р_ГВ = Д_*Р_ГВ5000/5000,

где Р с индексом 5000 - соответствующее количество запасов на 5000 миль.

Запасы на ОТХОД:

Р_тт = 4140 * 542.7/5000 = 449,4 т.

Р_дт = 4140 * 76.5/5000 = 63,3 т.

Р_см = 4140 * 100.7/5000 = 83,4 т.

Р_пв = 4140 * 375.1/5000 = 310,6 т.

Р_гв = 4140 * 7.9/5000 = 6,5 т.

Запасы на ПРИХОД:

Р_тт = 4140 * 54.2/5000 = 44,9 т.

Р_дт = 4140 * 7.7/5000 = 6,4 т.

Р_см = 4140 * 58.0/5000 = 48,0 т.

Р_пв = 4140 * 159.1/5000 = 131,7 т.

Р_гв = 4140 * 10.0/5000 = 8,3 т.

2.2 Распределение судовых запасов

Запасы, рассчитанные на рейс дальностью Д, необходимо распределить по танкам и составить таблица запасов “на отход” и “на приход” по образцу, приведенному в типовом случае загрузки. Данные по судовым танкам, необходимые для распределения запасов, приведены в Приложении Д ([1], с. 72 - 74).

При распределении по танкам судовых запасов «на отход» необходимо учитывать следующее:

- каждый вид запасов размещается в танках, предназначенных именно для этих запасов (тяжелое топливо - в танках для тяжелого топлива, пресная вода в танках для пресной воды и т.д.);

- в первую очередь заполняются расходные танки (для пресной воды - танки питьевой воды), затем - отстойные и последние - остальные;

- смазочное масло в первую очередь распределяется по танкам «чистого масла» (танки сепарированного, цилиндрового и запасного масла);

- для обеспечения симметрии загрузки необходимо запасы распределять на оба борта;

- по каждому виду запасов неполным может быть только один танк;

- поправка на свободную поверхность выбирается одна для каждого вида запасов, имеющая максимальную величину из поправок всех используемых танков, поскольку танки опорожняются последовательно;

для частично заполненного танка аппликата его центра тяжести z берется как для полностью заполненного, а вносимая при этом в величину М_z погрешность идет в запас остойчивости.

«На приход» топливо останется в расходных танках, пресная вода - в танках питьевой и охлажденной воды, а смазочное масло - 10% от количества масла «на отход» останется в цистернах чистого масла, а остальное - в цистернах отработанного масла.

В таблицы запасов вносятся цистерны, содержащие запасы, массы запасов и статические моменты масс (статический момент относительно основной плоскости - произведение массы на аппликату цистерны, статический момент относительно плоскости мидель-шпангоута - произведение массы на абсциссу цистерны). Суммы в соответствующих столбцах дают количество запасов Р_з, статический момент запасов относительно мидель-шпангоута М_хз и статический момент запасов относительно основной плоскости М_zз. Сумма поправок на свободные поверхности составляет соответствующую поправку запасов М_zз.

Таблица 1.

Расположение запасов на ОТХОД при дальности плавания 4140 мили.

Наименование	Район располо-жения, шп-ты	P, т	Z, м от ОЛ	Mz , тм	Х, м от мид. шпанг	Mx, тм	dМz, тм
Тяжелое топливо
Танк 1.10 ПрБ	78…94	139,0	0,75	104	-8,34	-1159	694
Танк 1.11 ЛБ	78…94	139,0	0,75	104	-8,34	-1159	694
Танк 1.18 отстойный ПрБ	46…51	11,4	9,09	104	-36,53	-416
Танк 1.19 отстойный ПрБ	46…51	70,0	8,88	622	-36,54	-2558
Танк 1.20 расх.кот.топ. ПрБ	46…51	15,0	11,85	178	-36,57	-549
Танк 1.21 расходный ПрБ	46…51	15,0	11,85	178	-36,57	-549
Танк 1.22 расходный ДП	46…51	60,0	11,33	680	-36,42	-2185
Итого Тяжелого топлива		449,4		1969		-8575
Дизельное топливо
Танк 2.4 перелива ПрБ	41…48	16,8	0,97	16	-39,42	-662
Танк 2.5 отстойный ЛБ	46…51	22,4	11,86	266	-36,57	-819
Танк 2.6 расходный ЛБ	46…51	24,1	11,33	273	-36,77	-886
Итого диз. топлива		63,3		555		-2368
Смазочное масло
Танк сепарир.масла 3.3 ЛБ	28…41	19,1	1,07	20	-46	-879
Танк запасн.м. 3.10 ПрБ	6…13	25,4	11,91	303	-65,14	-1655
Танк запасн.м. 3.11 ПрБ	0…6	38,9	12,35	480	-69,1	-2688
Итого Смазочного масла		83,4		803		-5221
Пресная вода
Т. конденс.пит.в. 4.4 ПрБ	3…13	40,3	9,03	364	-65,82	-2653	76
Т. конденс.пит.в. 4.5 ЛБ	3…13	30,3	9,03	274	-65,82	-1994	76
Т. питьевой воды. 4.6 ДП	4…13	115,0	11,74	1350	-66,03	-7593	76
Т. питьевой воды 4.7 ЛБ	0…13	125,0	12,03	1504	-66,70	-8338	60
Итого пресной воды		310,6		3491		-20578
Грязная вода
Танк грязн.воды 1.13* ДП	46…51	6,5	5,59	36	-36,49	-237	96
Итого грязной воды		6,5		36		-237
Итого запасов		913,2		6855		-36979

Таблица 2

Расположение запасов на ПРИХОД при дальности плавания 4140 мили.

Наименование	Район располо-жения, шп-ты	P, т	Z, м от ОЛ	Mz , тм	Х, м от мид. шпанг	Mx, тм	dМz, тм
Тяжелое топливо
Танк 1.22 расходный ДП	46…51	44,9	11,33	509	-36,42	-1635
Итого Тяжелого топлива		44,9		509		-1635
Дизельное топливо
Танк 2.6 расходный ЛБ	46…51	6,4	11,33	73	-36,77	-235
Итого диз. топлива		6,4		73		-235
Смазочное масло
Танк сточн.масла 3.5 ДП	27…40	17,5	1,16	20	-47,83	-837
Танк отраб.масла 3.8 ДП	17…24	25,7	1,10	28	-57,35	-1474
Танк запасн.м. 3.11 ПрБ	0…6	4,8	12,35	59	-69,1	-332
Итого Смазочного масла		48,0		108		-2643
Пресная вода
Т. конденс.пит.в. 4.4 ПрБ	3…13	40,3	9,03	364	-65,82	-2653	76
Т. конденс.пит.в. 4.5 ЛБ	3…13	40,3	9,03	364	-65,82	-2653	76
Т. питьевой воды. 4.6 ДП	4…13	51,1	11,74	600	-66,03	-3374	76
Итого пресной воды		131,7		1328		-8679
Грязная вода
Танк грязн.воды 1.13* ДП	46…51	8,3	5,59	46	-36,49	-303	96
Итого грязной воды		8,3		46		-303
Итого запасов		239,3		2063		-13495,28

3 Составление предварительного грузового плана

3.1 Расчет грузоподъемности судна

Грузовой план должен быть составлен таким образом, чтобы грузоподъемность и грузовместимость судна были использованы полностью. Это означает, что водоизмещение судна «на отход» Д должно быть равно водоизмещению по соответствующую грузовую марку Д_гм, а грузовые трюма должны быть полностью заполнены грузом.

Зная осадку по зимнюю грузовую марку,

d_з = d_л - d_л/48 = 8,13 м

по гидростатическим таблицам определяем водоизмещение

Д_гм = 16925,0 т

Грузоподъемность судна Р_гр в заданном рейсе рассчитывается по формуле

Р_гр = Д_гм - Д_п - Р_з- Р_эк,

Р_{гр =} 16925,0 - 7261,9 - 913,2 - 16,3 = 8733,6 т

где Д_гм - определяется по таблице гидростатических элементов, Приложение Ж, по величине соответствующей осадки;

Д_п - водоизмещение порожнем, приведено в Приложении В;

Р_з - количество запасов «на отход»;

Р_эк - масса экипажа, провизии и снабжения «на отход», выбирается из типового случая нагрузки (Приложение Г).

3.2 Определение факультативных грузов

В качестве факультативного может быть выбран любой из грузов, приведенных в Приложении Б, включая обязательный груз, а также рыбий жир, рыбная мука, топливо, смазочное масло и пресная вода.

Масса факультативных грузов рассчитывается по формуле

Р_ф = Р_гр - Р_об,

Р_ф = 8733,6 - 5188,2 = 3545,4 т

где Р_об - минимальное количество обязательного груза - определяется в зависимости от величины его удельного погрузочного объема.

W_об = Р_{об* об}

W_об = 5188,2 * 1,36 = 7056 м³

Объем грузовых помещений для размещения факультативных грузов W_ф рассчитывается по формуле

W_ф = W_тр - W_об ,

W_ф = 13326 - 7056 = 6270 м³.

_ф = W_ф / Р_ф

_ф = 6270 /3545,4 = 1,77 м³/т

где W_тр - суммарная вместимость всех грузовых помещений (объем трюмов), Приложение Е ([1], с.75);

W_об = Р_{об* об} - объем трюмов, необходимый для размещения минимального количества обязательного груза.

Минимальный удельный погрузочный объем факультативного груза определится выражением _ф = W_ф / Р_ф. Если рассчитанное значение _ф 1,3 м³/т, то принимается _ф = 1,3 м³/т, поскольку полное заполнение трюмов более тяжелым грузом недопустимо по условию обеспечения местной прочности.

Из таблицы грузов, приведенной в Приложении Б, выбирается совместимый с основным груз, имеющий большее по сравнению с _ф значение удельного погрузочного объема. В этом случае, грузовые трюма будут заполнены основным и факультативным грузом, а остаток грузоподъемности можно выбрать жидким грузом.

При такой схеме подбора факультативного груза в каком-то грузовом помещении будут находиться два разных груза. Чтобы избежать погрузки двух разных грузов в одно грузовое помещение, рекомендуется рассчитанное значение W_об увеличить до значения, обеспечивающего полное заполнение кратного количества трюмов обязательным грузом.

После выбора факультативных грузов составляется таблица распределения грузов по грузовым помещениям (груз в трюмах) и таблица груза в танках по образцу таблицы запасов. Груз по трюмам распределяется по объему. Более тяжелый груз распределяется с носа в корму и снизу вверх. При определении аппликат центров тяжести грузов в помещениях, где несколько разных грузов, считается, что все грузовые трюма имеют форму параллелепипеда. Палубный груз над каждым трюмом может занимать всю площадь соответствующего трюма, при расчетах аппликаты палубного груза высота комингсов люков трюмов не учитывается.

Таблица 3 Количество факультативного груза.

Наименование факультативного груза	Место размещения.	Масса груза, т.
Рыба соленая	Трюм 1; Трюм 4	3545,4
Итого		3545,4

После заполнения таблицы грузов рассчитывается суммарное количество грузов Р_гр и статические моменты груза относительно основной плоскости М_zгр и относительно плоскости мидель-шпангоута - М_хгр. Составляется схема грузового плана с указанием рейса и наименования груза и его количества в каждом грузовом помещении и на палубе по образцу типового случая загрузки из Информации, Приложение Г ([1], с. 6 - 57).

Таблица 4 Размещение обязательного и факультативного груза в трюмах.

Помещение	вид груза	Р,т	Z,м	Mz, тм	X, м	Mx, тм
Трюм 1	низ	Рыба охлажденная	427,6	3,78	1617	40,86	17474
	середина	Рыба охлажденная	471,2	7,21	3397	41,73	19662
	верх	Рыба охлажденная	627,1	11,46	7186	41,88	26261
Итого трюм 1		1525,9		12200		63397
Трюм 2	низ	Консервы	819,9	3,73	3058	22,43	18389
	середина	Консервы	761,8	7,18	5469	23,03	17543
	верх	Консервы	846,3	11,42	9665	22,97	19440
Итого трюм 2		2427,9		18193		55373
Трюм 3	низ	Консервы	987,5	3,69	3644	-4,46	-4404
	середина	Консервы	850,7	7,18	6108	-4,81	-4092
	верх	Консервы	922,1	11,42	10530	-4,65	-4288
Итого трюм 3		2760,3		20282		-12784
Трюм 4	низ	Рыба охлажденная	734,7	3,72	2733	-24,37	-17905
	середина	Рыба охлажденная	678,8	7,18	4874	-24,93	-16923
	верх	Рыба охлажденная	606,0	11,42	6921	-24,87	-15071
Итого трюм 4		2019,5		14528		-49899
Всего груза		8733,6		65202		56087

Грузовой план

Трюм 4 Трюм 3 Трюм 2 Трюм 1

Рыба охлажденная606,0 т	Консервы922,1 т.	Консервы846,3 т.	Рыба охлажденная627,1 т
Рыба охлажденная678,8 т	Консервы850,7 т.	Консервы761,8 т.	Рыба охлажденная471,2 т
Рыба охлажденная734,7 т	Консервы987,5 т.	Консервы819,9 т.	Рыба охлажденная427,6 т

Таблица 5 Случай нагрузки (отход).

Наименование	P, т	Z, м от ОЛ	Mz , тм	Х, м от мид.	Mx, тм
Судно порожнем	7261,9	10,09	73307	-13,82	-100383
Экипаж, провизия, снабжение	16,3		301		-745
Судовые запасы	913,2		6855		-36979
Груз в трюмах	8733,6		65202		56087
Груз в танках	0		0		0
Всего балласта	0		0		0
Водоизмещение	16925,0	8,61	145665,1	-4,85	-82019,88
Поправка на запасы, тм	1383
Поправка на наливной груз, тм	593
Поправка на балласт, тм
Всего поправка, тм	1976
Момент Mz расчетный, тм	147641,1
ЦМ судна Zg расчетный, м	8,72
ЦМ судна Zg допустимый, м	9,14
Аппликата метацентра Zm , м	9,35
Метацентрическая высота	Без поправки h0=Zm-Zg, м	0,63
	Поправка dh	0,12
	Исправленая h=h0-dh	0,51
Осадка	Средняя	8,06
	Носом	6,57
	Кормой	9,56

Таблица 6 Случай нагрузки (приход).

Наименование	P, т	Z, м от ОЛ	Mz , тм	Х, м от мид.	Mx, тм
Судно порожнем	7261,9	10,09	73307	-13,82	-100383
Экипаж, провизия, снабжение	11,5		233		-476
Судовые запасы	239,3		2063		-13495,3
Груз в трюмах	8733,647		65202		56087
Груз в танках	0		0		0
Всего балласта	0		0		0
Водоизмещение	16246,3	8,67	140805,2	-3,59	-58267,34
Поправка на запасы, тм	76
Поправка на наливной груз, тм	593
Поправка на балласт, тм	0
Всего поправка, тм	669
Момент Mz расчетный, тм	141474,2
ЦМ судна Zg расчетный, м	8,71
ЦМ судна Zg допустимый, м	9,09
Аппликата метацентра Zm , м	9,32
Метацентрическая высота	Без поправки h0=Zm-Zg, м	0,61
	Поправка dh	0,04
	Исправленая h=h0-dh	0,57
Осадка	Средняя	7,82
	Носом	6,83
	Кормой	8,81

3.3 Расчет водоизмещения и координат центра тяжести судна

Для расчета водоизмещения и координат центра тяжести судна «на отход» и «на приход» заполняются таблицы нагрузки по образцу типового случая, приведенного в Приложении Г.

В первую строку таблиц вносятся данные порожнего судна, приведенные в Приложении В.

Во вторую строку - данные об экипаже, провизии и снабжении, выбираемые из типового случая.

В третью - судовые запасы.

В следующие четыре строки - груз и жидкий балласт.

В строке «Водоизмещение» рассчитывается: водоизмещение судна как сумма масс статей нагрузки (сумма чисел столбца 2);

статический момент водоизмещения относительно основной плоскости М_z0 как сумма статических моментов статей нагрузки относительно основной плоскости (сумма чисел столбца 4); статический момент водоизмещения относительно плоскости мидель-шпангоута М_х как сумма статических моментов статей нагрузки относительно плоскости мидель-шпангоута (сумма чисел столбца 6). В 3-й и 5-й ячейках строки записываются аппликата z_g0 и абсцисса x_g центра тяжести судна, рассчитанные по формулам:

z_g0 = ; x_g = .

В следующих строках записываются поправки на свободную поверхность запасов, наливного груза, балласта и сумма этих поправок М_z.

Расчетный (с учетом поправки на свободные поверхности) статический момент водоизмещения относительно основной плоскости М_z находится по формуле

М_z = М_z0 + М_z.

Расчетная аппликата центра тяжести судна z_g находится

z_g = .

Допустимая аппликата центра тяжести судна z_{g доп} определяется по таблице допустимых возвышений центра массы судна, приведенной в Приложении К, по водоизмещению и дифференту D_f судна.

Дифферент судна определяется по формуле

D_f = ,

где x_c и М_1м - абсцисса центра величины и момент, дифферентующий на 1 метр - выбираются из таблицы гидростатических элементов, Приложение Ж.

Если расчетная аппликата центра тяжести судна больше допустимой (z_g z_{g доп}), то остойчивость судна не обеспечена! Мероприятия по улучшению остойчивости приведены в пункте «Корректирование грузового плана).

В следующую строку вносится аппликата метацентра Z_m, выбираемая из таблицы гидростатических элементов.

Метацентрическая высота (МЦВ) h₀ без учета влияния свободных поверхностей жидких грузов рассчитывается по формуле

h₀ = Z_m - Z_g0.

Поправка к МЦВ h = М_z/.

Исправленная МЦВ h = h₀ - h.

Осадка носом d_н, осадка кормой d_к и осадка средняя d_ср рассчитываются по формулам

d_н = d + ( - x_f)_* ;

d_к = d - ( + x_f)_* ;

d_ср = ,

где d - осадка по грузовому размеру, выбирается из таблицы гидростатических элементов по величине водоизмещения;

L = 142 м - длина между перпендикулярами, приведена в Приложении В;

x_f - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии, выбирается из таблицы гидростатических элементов.

С помощью выше перечисленных формул рассчитаем значения на отход:

Д = 7261,9 + 16,3 + 913,2 +8733,6 = 16925,0 т.

M_z0 = 73307 + 301 + 6855 + 65202 = 145665 тм.

M_x = -100383 + (-745) + (-36979) + 56087 = -82020 тм.

M_z = 145665 + 1383 = 147048 тм

X_g = -82020 /16925,0 = -4,85 м

После этого рассчитаем данные на приход:

Д = 7261,9 + 11,5 + 239,3 + 8733,6 = 16246,3 т.

M_z0 = 73307 + 233 + 2063 + 65202 = 140805 тм.

M_x = -100383 +(-476) + (-13495,3) + 56087 = - 58267 тм.

M_z = 140805 + 76 = 140881 тм.

X_g = -58267 / 16246,3 = -3,59 м

4 Проверка грузового плана

4.1 Ограничения загрузки судна

В Информации об остойчивости в разделе “Ограничения и рекомендации капитану” ([1], с. 58 - 64) указываются ограничения по посадке, остойчивости и прочности судна.

4.1.1 Посадка судна

Загрузка и бункеровка судна должна производится всегда так, чтобы были обеспечены следующие значения параметров посадки:

- статический крен должен отсутствовать;

- дифферент должен быть на корму;

- средняя осадка в морской воде не должна превышать осадку по действующую грузовую марку;

- при плавании в ледовых условиях средняя осадка не должна превышать 8,0 м (из условия расположения ледового пояса корпуса судна);

- чтобы избежать ударов носовой части днища о воду, рекомендуется иметь осадку носом не менее 3,4 м;

- для обеспечения наименьшей потери скорости на волнении и предотвращения перегрузки двигателя из-за недостаточного погружения гребного винта, рекомендуется иметь осадку кормой не менее 5,7 м;

- для обеспечения требований к аварийной посадке судна осадка кормой не должна превышать 9,8 м.

Рассчитанные значения дифферента, средней осадки, осадок носом и кормой сравниваются с вышеприведенными ограничениями. По результатам сравнения делаются соответствующие выводы.

Таблица. Проверка грузового плана на ОХОД

Расчетное значение	Допустимое значение	Выполнение
1. Остойчивость Zg = 8,61 м k* = 3,23	? 9,14 м ? 1	Выполняется Выполняется
2. Посадка dн = 6,57 м dср = 8,06 м dк = 9,56 м dк авар = 9,56 м Df = -2,99 м	? 3,40 м ? 8,14 м ? 5,70 м ? 9,80 м < 0	Выполняется Выполняется Выполняется Выполняется Выполняется
3. Прочность qвп = 2,48 т/м2 , 1,94 т/м2 qнп = 2,19т/м2 , 1,77 т/м2	< 2.56 т/м2 < 2.33 т/м2	Выполняется Выполняется
MDW =157526 тм	- общая продольная прочность обеспечена

Таблица. Проверка грузового плана на ПРИХОД

Расчетное значение	Допустимое значение	Выполнение
1. Остойчивость Zg = 8,67 м k* = 3,21	? 9,10 м ? 1	Выполняется Выполняется
2. Посадка dн = 6,83 м dср = 7,82 м dк = 8,81 м dк авар = 8,81 м Df = -1,98 м	? 3,40 м ? 8,14 м ? 5,70 м ? 9,80 м < 0	Выполняется Выполняется Выполняется Выполняется Выполняется

Расчет посадки судна.

Поскольку запасы и грузы на судне распределяются симметрично относительно ДП, крен отсутствует, что соответствует значению угла крена И=0.

Осадка средняя определяется по таблице гидростатических элементов, приведенной в Приложении 16. Из этой же таблицы выбираются значения абсциссы ЦТ площади ватерлинии и момента, дифферентующего на 1м - .

Дифферент судна , осадка носом и осадка рассчитываются по формулам

(2.11)

где L=142 м - длина между перпендикулярами.

С помощью формул 2.11 рассчитаем значения дифферента и осадок носом и кормой значения выберем из таблицы «Гидростатические элементы» (Приложение 16) вводным значением будет являться водоизмещение (Д=16925,0 т. - «на ОТХОД», Д=16246,3 т. - на «ПРИХОД»):

Расчет параметров на ОТХОД:

d_ср = 8,14 м,

X_f = -3,14 м,

X_c = -1,29 м,

M_1м = 20114,6 тм/м

D_f = 16925*(-4,85 +1,29)/ 20114,6 = -2,99 м

d_н = 8,14 + (142/2 + 3,14)*( -2,99)/142 = 6,57 м

d_k = 8,14 - (142/2 - 3,14)*( -2,99)/142 = 9,56 м

Расчет параметров на ПРИХОД:

d_ср = 7,86 м,

X_f = -2,64 м,

X_c = -1,23 м,

M_1м = 19295,9 тм/м

D_f = 16246,3*(-3,59+1,23)/ 19295,9 = -1,98 м

d_н = 7,86 +(142/2 +2,64)*( -1,98)/142 = 6,83 м

d_k = 7,86 -(142/2 -2,64)*( -1,98)/142 = 8,81 м

4.1.2 Остойчивость судна

Остойчивость судна считается обеспеченной, если выполняются общие и дополнительные требования, приведенные в Правилах Российского Морского Регистра Судоходства [4]

Общие требования к остойчивости

1) Критерий погоды К, выражающий отношение плеча опрокидывающего момента l_c к плечу кренящего момента от шквала l_v должен быть не менее 1,0

К = 1,0;

2) Начальная метацентрическая высота с поправкой на влияние свободной поверхности жидкостей в танках должна быть не менее 0,15 м

h 0,15 м;

3) Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости должно быть не менее 0,20 м

l_max 0,20 м;

Угол максимума диаграммы статической остойчивости должен быть не менее 30

_m 30;

Угол заката диаграммы статической остойчивости должен быть не менее 60

_v 60 (без обледенения),

_v 55 (с обледенением).

Дополнительное требование

(как для судна, имеющего отношение ширины к осадке больше 2,5)

Остойчивость по критерию ускорения К считается приемлемой, если в рассматриваемом состоянии нагрузки расчетное ускорение _расч (в долях g) не превышает допустимого значения, т.е. выполняется условие:

К = 1,0.

Расчетные параметры остойчивости должны быть не менее требуемых в течение всего рейса.

Остойчивость судна проверяется “на отход” и “на приход” сравнением расчетного возвышения центра масс судна с допустимым. Если расчетное значение z_g не превосходит z_{g доп}, то остойчивость судна соответствует требованиям Регистра по всем Основным требованиям. Величина z_{g доп} выбирается из таблицы допустимых центров масс судна ([1], с. 77), из столбца “По аварийной остойчивости” по величине водоизмещения и дифферента.

Сравнивая расчетные и допустимые значения возвышения центра масс, делаются соответствующие выводы.

Для проверки остойчивости по дополнительному требованию необходимо произвести расчет критерия ускорения К. Величина расчетного значения ускорения определяется по формуле

_расч = 1,1_*10^-3_*В_*m²_*r,

где _r - амплитуда качки в градусах, определяется по диаграмме “Амплитуда бортовой качки”, Приложение Н ([1], с. 81);

m = - нормируемая частота собственных колебаний судна;

h₀ = z_m - z_g0 - начальная поперечная метацентрическая высота без поправки на свободные поверхности;

m₀ - коэффициент, определяемый по Приложению М в зависимости от , = - объемное водоизмещение судна.

Рассчитав последовательно формулы получим:

«на отход»

h₀= 9,35 - 8,67 = 0,65

= (0,65*22,2)/8,67*(16925/1,025)^1/3 =0,075

m₀ = 0,34

m = 0,34/0,832 = 0,418

б_расч = 1,1*10^-3*22,2*0,418²*21,8 = 0,093

К^* = 0,3 / 0,093 = 3,23

«на приход»

Рассчитывается по вышеперечисленным формулам с использованием параметров на приход.

б_расч = 1,1*10^-3*22,2*0,422²*21,5 = 0,094

К^* = 0,3 / 0,094 = 3,21

Значения которые получаются после расчета формул «на отход» и «на приход» удовлетворяют дополнительному требованию к остойчивости.

4.1.3 Прочность судна

Местная прочность проверяется по величине удельной нагрузки на палубу в каждом грузовом помещении.

Удельная нагрузка на палубу q определяется выражением

q =,

где h_гр - высота штабеля груза в грузовом помещении; - удельный погрузочный объем груза.

Если грузовое помещение заполнено полностью, то высота груза в нем h_гр равна высоте помещения h_тр

h_гр = h_тр.

Если в грузовом помещении два разных груза - один поверх другого, то удельная нагрузка на палубу складывается из нагрузок, создаваемых этими грузами

q =+.

Рассчитанная удельная нагрузка в каждом помещении сравнивается с допустимой нагрузкой, приведенной в Приложении И.

2-я палуба (допустимая нагрузка q = 2.56 т/м²)

q₁ = 3,3/1,36 = 2,48 т/м²

q₂ = 3,3/1,7 = 1,94 т/м²

3-я палуба (допустимая нагрузка q = 2.33 т/м²)

q₁ = 3,0/1,36 = 2,19 т/м²

q₂ = 3,0/1,7 = 1,77 т/м²

Второе дно (допустимая нагрузка q = 2.32 т/м²)

q₁ = 3,0/1,36 = 2,19 т/м²

q₂ = 3,0/1,7 = 1,77 т/м²

Общая продольная прочность корпуса судна проверяется сравнением расчетного момента от сил дедвейта относительно плоскости мидель-шпангоута M_DW с допустимым моментом. Величина M_DW определяется как половина суммы моментов масс, составляющих дедвейт

M_DW = (P_{i *} x_i)/2,

где P_i, x_i- масса и абсолютная величина абсциссы i-той статьи дедвейта, соответственно.

В Приложении Р представлена Диаграмма контроля общей прочности. На оси абсцисс диаграммы откладывается величина водоизмещения судна; полученная точка сносится вниз параллельно линиям Диаграммы до уровня, соответствующего дифференту судна; через полученную точку проводится линия, перпендикулярная к горизонтальной оси Диаграммы до уровня, соответствующего расчетному значению момента дедвейта. Если полученная точка находится между линиями “Опасно - перегиб в рейсе” и “Опасно - прогиб в рейсе”, то общая продольная прочность при данном состоянии нагрузки обеспечена. Если нет - у судна опасный прогиб или перегиб корпуса и необходимо перераспределить запасы или груз.

M_DW = 315051 / 2 = 157526 тм

Зайдя с этим значением в Приложение 11 получим, что достаточная прочность корпуса судна обеспечена.

5 Корректирование грузового плана

Выполнив комплексную оценку параметров исходного грузового плана по посадке, остойчивости и прочности, намечают мероприятия по его исправлению.

Поскольку все жидкие запасы находятся в средней и кормовой частях корпуса судна, то заполнение носовых трюмов более тяжелым грузом (грузом с меньшим значением удельного погрузочного объема) приводит к изменению дифферента на нос и к увеличению осадки носом и уменьшению осадки кормой и наоборот.

Остойчивость увеличивается при распределении более тяжелого груза в нижних грузовых помещениях. Если этого недостаточно, то подбирается более легкий факультативный груз для заполнения грузовых помещений, а грузоподъемность утилизируется жидкими грузами.

Если судно имеет опасный перегиб, то более тяжелый груз распределяется в трюмах в районе мидель-шпангоута, если опасный прогиб - в концевых трюмах.

После перераспределения грузов и запасов производится расчет новой посадки и ее проверка, а также проверка остойчивости и прочности. Пересчеты проводятся до тех пор, пока грузовой план не будет удовлетворять всем указанным требованиям.

6 Расчет критериев остойчивости

Критериями называются нормируемые Регистром параметры остойчивости. Критерии недостаточной остойчивости (h, l_max, _m, _v, K) приведены в общих требованиях к остойчивости, критерий чрезмерной остойчивости (К^*) - в дополнительном требовании.

Исправленные метацентрические высоты h определены при заполнении таблиц нагрузки.

Для определения критериев l_max, _m и _v необходимо построить диаграммы статической остойчивости (ДСО).

Для определения критерия погоды необходимо построить диаграмму динамической остойчивости (ДДО).

6.1 Построение диаграммы статической остойчивости

Расчет плеч ДСО “на отход” производится по значениям плеч остойчивости формы l_к, выбираемым из таблицы “Плечи остойчивости формы (пантокарены)”, приведенной в Приложении Л ([1], с. 79). В заголовке таблицы приведена формула расчета

l_ст = l_к - z_g* Sin.

Расчеты удобно выполнять в табличной форме. Образец таблицы приведен в типовом случае загрузки, Приложение Г.

В первой строке таблицы расчета плеч указываются значения угла крена (0, 10, 20 и т. д., градусов).

Во второй строке - синус угла крена Sin..

В третьей строке - водоизмещение и аппликата ЦТ судна z_g.

В четвертой строке - значения плеча формы l_к, снятые с пантакарен.

В пятой строке - значения плеча формы l_ф = z_g* Sin.

В шестой строке - значения плеча ДСО, получаемые как разница плеча формы и плеча веса.

В седьмой строке - значения плеча ДДО.

Плечи ДСО “на приход” снимаются с “Универсальной диаграммы статических плеч”, приведенной в Приложении С ([1], с. 87 - 88). Для определения значений плеч диаграммы статической остойчивости на Универсальной диаграмме проводится кривая, соответствующая расчетному значению водоизмещения; на правой оси откладывается значение метацентрической высоты и полученная точка соединяется прямой линией с точкой 0 левой оси; значение длин отрезков между проведенными кривой и прямой для кратных 10 значений углов крена в масштабе шкалы плеч дадут искомые значения плеч диаграммы статической остойчивости.

Обе диаграммы строятся на одном графике. На этом же графике строятся проверочные треугольники, катетами которых являются соответствующие метацентрические высоты и угол крена в 57,3. При правильном построении начальный участок диаграммы статической остойчивости совпадает с гипотенузой соответствующего проверочного треугольника.

С диаграмм снимаются значения максимального плеча диаграммы l_max, угла максимального плеча _m и угла заката диаграммы _v.

Таблица 7 Расчет плеч для диаграмм.

, град	0	10	20	30	40	50	60	70
Sin	0,000	0,174	0,342	0,500	0,643	0,766	0,866	0,940
Отход = 16925,0 т Zg = 8,61 M
lk, м	0,000	1,640	3,309	5,040	6,463	7,461	8,001	8,196
Zg*Sin	0,000	1,512	2,943	4,303	5,534	6,593	7,453	8,090
l, м	0,000	0,129	0,366	0,736	0,929	0,869	0,548	0,106
ld, м	0,000	0,011	0,054	0,151	0,296	0,453	0,576	0,633
Показатели остойчивости h=0,58м K=3,9 lmax=0,93м m=42 v=75
Приход =16246,3 т Zg=8,67м
l, м	0	0,13	0,38	0,76	0,95	0,90	0,57	0,15
Показатели остойчивости h=0.64м lmax=0,95м m=43 v=76

6.2 Расчет критерия погоды

Критерий погоды, равный отношению динамического опрокидывающего момента к кренящему моменту от шквала

К = = = рассчитывается только «на отход».

Для определения плеча опрокидывающего момента l_c строится диаграмма динамической остойчивости. Плечи ДДО рассчитываются по формуле

l_{д10 i} = l_д10(i-1) + (l_ст10(i-1) + l_{ст 10i}) _* ,

где i = 1; 2; … n - значения углов крена, для которых рассчитываются плечи диаграммы; l_{д 0} = l_{ст 0} = 0.

На диаграмме от точки 0 вправо и влево откладывается амплитуда качки _r, определенная выше при расчете критерия ускорения. Точка 1 получается от пересечения перпендикуляра, восстановленного к точке +_r, с линией диаграммы; через точку 1 проводится линия, параллельная оси наклонений; пересечение этой линии с перпендикуляром к точке -_r образует точку 2; из точки 2 проводится прямая, касательная к кривой диаграммы; от точки -_r вправо откладывается 57,3 - точка 3; отрезок перпендикуляра к оси наклонений, проходящего через точку 3, между касательной к диаграмме и прямой, проходящей через точки 1 и 2 в масштабе оси плеч будет равен искомому плечу опрокидывающего момента l_с.

Плечо кренящего момента l_v для случая загрузки без палубного груза определяется по “Таблице плеч ветровой нагрузки”, приведенной в Приложении П ([1], с. 80).

K = l_c / l_v = 0,38/0,098 = 3,9

Результаты всех проведенных расчетов (запасы “на отход” и “на приход”, грузы, диаграммы статической остойчивости, параметры посадки и остойчивости) оформляются по образцу “Типового случая нагрузки”, ([1], с. 6 - 57).

7 Выводы об удовлетворении норм Регистра

По окончанию всех расчетов можно сделать вывод, все требования Правил Морского Регистра Судоходства к остойчивости (которые были мной указаны в пункте 4.1.2) удовлетворены.

8 Расчеты непотопляемости

8.1 Нормативы обеспечения аварийной плавучести и аварийной

остойчивости

Аварийная остойчивость и аварийная плавучесть судна считаются обеспеченными, если при затоплении судна выполняются следующие условия:

при симметричном затоплении:

- непрерывная палуба переборок вне района затопления не входит в воду;

начальная метацентрическая высота, рассчитанная по методу

постоянного водоизмещения, не менее 0,05 м;

протяженность положительной части диаграммы статической

остойчивости не менее 30;

максимальное плечо диаграммы статической остойчивости

не менее 0,1 м.

при несимметричном затоплении:

расстояние от аварийной ватерлинии до отверстий вне района затопления, через которые вода может распространиться по судну, не менее 0,3 м;

при условном отсутствии крена палуба переборок вне района затопления не входит в воду;

метацентрическая высота в ненакрененном состоянии судна не менее 0,05 м;

угол крена не превышает 20;

протяженность положительной ветви диаграммы остойчивости не менее 20;

максимальное плечо диаграммы остойчивости не менее 0,1 м.

8.2 Расчет коэффициентов проницаемости

Для определения количества воды, влившейся в отсек, при его аварийном затоплении используется коэффициент проницаемости отсека , равный отношению объема воды, фактически влившейся в отсек, к теоретическому объему отсека.

Коэффициент проницаемости рефрижераторного трюма частично заполненного грузом _тр определяется выражением

_тр = 0,93 - (0,93 - _гр ),

где W_гр - объем груза в трюме; W_тр - объем трюма;

_гр - коэффициент проницаемости груза;

0,93 - коэффициент проницаемости пустого рефрижераторного трюма.

Если трюм полностью заполнен одним грузом, то коэффициент проницаемости трюма равен коэффициенту проницаемости груза _тр = _гр .

Если в трюме 2 различных груза, то

_тр = .

Коэффициент проницаемости грузового отсека _отс, состоящего из верхнего, среднего и нижнего трюмов

_отс = ,

где соответствующим индексом обозначен верхний, средний и нижний трюма.

Коэффициенты проницаемости рассчитываются для всех грузовых отсеков.

Так как трюм заполнен однородным грузом, то _тр = _гр = 0,35

8.3 Расчет параметров аварийной посадки и аварийной остойчивости при затоплении грузового отсека

Номер затапливаемого отсека определяется по варианту задания. Предполагается, что отсек имеет форму параллелепипеда; коэффициент проницаемости постоянен по всей высоте отсека. Посадка и остойчивость судна соответствует состоянию «на отход». Затопленный отсек является отсеком третьей категории (имеется свободная поверхность, а уровень затопления соответствует ватерлинии судна).

Для расчетов используется способ постоянного водоизмещения. Абсциссы центров тяжести затопленного объема x_v, потерянной площади ватерлинии x_s и пустого отсека х_тр принимаются равными абсциссе ЦТ затопленного трюма. Соответствующие ординаты принимаются равными нулю.

V =3302; Z = 7,35; X = 22,81

Площадь ватерлинии до затопления

S = q_м / ,

S = 2500/1,025=2439,024

где q_м - число тонн на метр осадке - определяется по таблицы гидростатических элементов как разница соседних значений водоизмещения, деленная на разницу соответствующих им значений осадки.

Рассчитывается объем воды, влившейся по исходную ватерлинию

v = _* v₀,

v = 0,3*2713,6 = 814,1 м³

где v₀ = d_{тр *} l _* b - объем отсека по исходную ватерлинию;

v₀ = 7,52*18,9*19,1 = 2713,6 м³

d_тр = d + (х_тр - х_f ) _* - осадка отсека по исходную ватерлинию;

l, b - длина и ширина отсека.

d_тр = 8,06+ (22,81-(-3,14))* (-2,99)/142= 7,52 м

Аппликата затопленного объема z_v = d_тр.

Z_v = 7,52 /2 = 3,76 м

Потерянная площадь ватерлинии и моменты инерции свободной поверхности жидкости в затопленном отсеке определяются из выражений

s = _* l_* b; i_x = _* l_* b³; i_y =_* l³_* b;

s = 0,3*18,9*19,1 = 108,3 м²

i_x = 0,3*18,9*19,1³ = 3292,3 м⁴

i_y = 0,3*18,9³*19,1 = 3223,7 м⁴

изменение средней осадки

d = ;

дd =814,1 /(2439,024-108,3) = 0,35 м

координаты ЦТ площади поврежденной ватерлинии

x_f1 = x_f - (x_s - x_f )_* ; y_f1 = - y_s* ;

x_f1= -3,14-(22,81-(-3,14))* 108,3/(2439,024-108,3) = -4,35 м

y_f1 = 0*108,3 /(2439,024-108,3) = 0 м

потерянные моменты инерции площади поврежденной ватерлинии

I_x = i_x + s_* y_s² + (S - s) _* y²_f1;

I_yf = i_y + s(x_s - x_f )² + (S - s) _* (x_f1 - x_f )²;

дI_x =3292,3+108,3*0+(2439,024-108,3)*0 = 3292,3 м⁴

дI_yf = 3223,7 +108,3 *(22,81-(-3,14))²+(2439,024-108,3)*(22,81-(-3,14))² = 79539,8 м⁴

изменение метацентрических высот

h = (d + - z_v - );

H = (d + - z_v - )/ - ;

дh = 814,1 /(16925/1,025)*(8,06+0,35/2-3,76 -3292,3/814,1) = 0,02 м

дH= 814,1 /(16925/1,025)*(8,06+0,35/2-3,76 -79539,8/814,1)/ (16925/1,025) = -0,0003 м

метацентрические высоты

h_а = h + h;

H_а = H + H,

h_а = 0,58+0,02 = 0,60 м

H_а = 168,76+(-0,0003) = 168,76 м

где H - продольная МЦВ неповрежденного судна, находится из выражения

М_1м = ;

H = 20114,6*142/16925 = 168,76 м

изменение углов крена и дифферента

= 57,3_* (y_v - y_f1) _* ; = (x_v - x_f1) _* ;

дИ° = 0

дш = (22,81-(-4,93))*( 814,1 /(16925/1,025)*168,76) = -0,008 м

осадки носом и кормой

d_на = d_н + d + ( - x_f1) _* ; d_ка = d_к + d - ( + x_f1) _* .

d_на = 6,57 +0,35+(71-(-4,93))* (-0,008) = 7,52 м

d_ка = 9,56 +0,35-(71+(-4,93))* (-0,008) = 9,38 м

Полученные значения параметров посадки и остойчивости сравниваются с нормативными значениями и делается вывод об обеспечении непотопляемости для данной загрузки судна.

Поскольку Информация об остойчивости не позволяет построить ДСО поврежденного судна, то вывод об обеспеченности непотопляемости можно сделать по результатам сравнения МЦВ с допустимой и максимальной осадки с высотой борта (условие прохождения аварийной ватерлинии).

По сравнению полученных значений параметров посадки и остойчивости с нормативными, определяем, что аварийная остойчивость и аварийная плавучесть судна обеспечены

9 Расчеты самостоятельного всплытия судна, сидящего на мели

Расчет производится для состояния судна «на отход».

При посадке судна на мель (камни) без повреждения днища часть поддерживающей силы g компенсируется реакцией грунта R. При этом изменяется посадка и остойчивость судна. В Приложении А указаны значения изменений осадок d_нм и d_км и угол крена _м судна на мели. Для расчета условий самостоятельного всплытия необходимо определить реакцию грунта R и точку ее приложения к корпусу (предполагается, что реакция грунта приложена к днищу в точке с координатами х_м, у_м).

Реакция грунта в точке касания принимается равной

R = q_{м *} d_м,

R = 2500*(-0,11) = -276,1

где q_м - число тонн на метр осадки, определяется по таблице гидростатических элементов;

d_м = ( d_нм + d_км) - _* x_f; = ( d_км - d_нм) - изменение угла дифферента.

дd_м = (-0,10+( -0,12))/2- 0,00014* (-3,14) = -0,11

?? =(-0,10-(-0,12))/142 = 0,00014

Осадка по грузовому размеру судна на мели

d_м = d + d_м.

d_м = 8,06 + (-0,11) = 7,95 м

Потеря остойчивости на мели соответствует снятию груза массой R из района точки касания грунта (у «снимаемого» груза Z = 0)

h_м= ( d_м + - h).

дh_м = -276,1/(16925,0+(-276,1))*( 7,95+(-0,11)/2*2500-0,58) = -0,13

В приведенную формулу реакция грунта R и изменение осадки на мели d_м подставляются со своим знаком.

Метацентрическая высота судна на мели

h_м = h + h_м.

h_м = 0,58 +(-0,13) = 0,45

Координаты точки приложения реакции мели

х_м = x_fм + ; у_м =.

х_м = -2,91 +19752,4*(-0,10-(-0,12)/ (-276,1) = -4,35

у_м = (16925,0*0,45*4)/57,3*(-276,1) = -1,92

Расчет количества груза, снимаемого для обеспечения самостоятельного всплытия судна, определяется следующим образом.

Реакция мели создает продольный момент

М_прод = R_* (х_м - x_f ).

М_прод = (-276,1)*( -4,35-(-3,14))= 332,7 тм

Если точка касания мели расположена в нос от ЦТ площади ватерлинии F (х_м › x_f), то дифферент изменяется на корму, если в корму (х_м ‹ x_f), то дифферент изменяется на нос.

Необходимо выбрать трюм в районе контакта с мелью и удалить из него количество груза, обеспечивающее такой же момент

Р_{Р *} (х_р.тр - x_f ) = М_прод,

где Р_Р - количество удаляемого груза; х_р.тр - абсцисса ЦТ грузового помещения, из которого удаляется груз.

Таким образом, количество груза, который необходимо удалить, рассчитывается по формуле

Р_Р = .

Р_Р = (-276,1)*( -4,35-(-3,14))/( -4,65-(-3,14))= -220,4

Проверка правильности принятого решения осуществляется сравнением осадок в районе контакта с мелью до выгрузки d_R и после d_{R расч}. Самостоятельный сход с мели возможен при выполнении условия d_{R расч} d_R.

Осадка в районе контакта с мелью до разгрузки определяется выражением

d_R = d _м - (х_м - x_f ),

d_R = 7,95-( -4,35-(-3,14))*( 6,47-9,44)/142 = 7,93 м

где d_{н м} = d_н + d_{н м}; d_{к м} = d_к + d_{к м}.

d_{н м} = 6,57+(-0,10) = 6,47 м

d_{к м} = 9,56+(-0,12) = 9,44 м

Для расчета осадки после разгрузки воспользуемся формулами расчета снятия малого груза:

d_ср = ; D_f = ;

дd_ср = -220,4/2500 = -0,09 м

дD_f = -220,4*( -4,65-(-3,14))/ 20114,6 = -0,02 м