Расчет посадки и остойчивости транспортного рефрижератора типа "Охотское море" при затоплении форпика

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория, устройство и борьба за живучесть судна»

Тема: «Расчет посадки и остойчивости транспортного рефрижератора типа Охотское море при затоплении форпика»

реферат

• Объект исследования рефрижераторное судно типа «Охотское море».
• Цель курсовой работы - рассчитать посадку и остойчивость транспортного рефрижератора типа «Охотское море».
• В первом разделе курсовой работы проанализировать назначение и основные характеристики судна.
• Второй раздел курсовой работы посвящен определения размещения грузов и запасов на судне.
• Третий раздел посвящен расчету посадки судна.
• Четвертый раздел посвящен расчету остойчивости судна.
• введение

введение

В соответствии с заданием пре выполнение курсовой работы необходимо рассчитать посадки и остойчивость транспортного рефрижератора типа «Охотское море» при затоплении форпика.

Сохранение и поддержание остойчивости и посадки является залогом безопасности плавания судна. Поэтому командный состав должен постоянно контролировать посадку и в совершенстве владеть методами оценки его остойчивости. Только владея полной и достоверной информации о состоянии судна можно обеспечить его эффективную эксплуатацию в различных условиях плавания.

Основные и исходные данные для разработки темы взяты из справочника «Флот рыбной промышленности».

Выпускник колледжа обязательно должен знать, как рассчитать остойчивость и посадку судна при затоплении какого-либо типа для определения с какой скоростью и как быстро затопиться какой либо отсек и для принятия мер безопасности экипажа когда он с этим столкнется. Чтобы при происшествие он смог выполнить все меры для избежание каких либо мер ведущие к травмам экипажа.

1. Конструктивное обеспечение непотопляемости судна

1.1 Требования к непотопляемости судна

Непотопляемость - это способность судна оставаться на плаву и не опрокидываться при повреждениях корпуса, вызывающих затопление части отсеков. Иначе говоря, непотопляемость - способность поврежденного судна сохранять плавучесть и остойчивость.

Непотопляемость судна как и другие элементы живучести практически обеспечивается: конструктивными, организационно-техническими мероприятиями, а также борьбой за непотопляемость, ведущейся после получения судном повреждений. При проектировании и строительстве судна осуществляются специальные конструктивные меры, придающие ему способность в определенной степени противостоять аварийным повреждениям, нарушающим водонепроницаемость его корпуса, обеспечивающие ему технические возможности поддерживать или восстанавливать свою плавучесть и остойчивость в случае аварии.

Качества судна, обуславливающие его непотопляемость, должны удовлетворять определенным, наперед заданным нормам и требованиям, которые можно разделить на три группы:

I группа - Придание судну достаточных запасов плавучести, остойчивости, общей и местной прочности. Это основы обеспечения непотопляемости, однако высокие эти значения у неповрежденного судна еще не гарантируют сохранение им плавучести и остойчивости при повреждениях. Поэтому не менее важны требования II группы.

II группа - Конструктивное ограничение потерь запаса плавучести и остойчивости при повреждениях судна. При этом должно обеспечиваться предельное число и длина смежных отсеков, при одновременном затоплении которых судно остается на плаву.

III группа - Конструктивное и материально-техническое обеспечение борьбы за непотопляемость. К этой группе относится создание судовых систем, обеспечивающих водоотлив из поврежденных отсеков, перепуск воды, спрямление (по крену и дифференту) судна.

Кратко поясним указанные требования.

Плавучесть судна - способность судна плавать в заданном положении относительно поверхности воды, неся предназначенные по роду его службы грузы.

Запас плавучести (А) - это основной фактор, обеспечивающий непотопляемость судна.

Наглядной характеристикой запаса плавучести служит высота непроницаемого надводного борта. Высокобортные суда имеют преимущество.

У современных судов запас плавучести может достигать 50-80%. У пассажирских судов и ледоколов - 80-100%.

При наличии седловатости верхней палубы судна или палубы полубака весь запас плавучести никогда не может быть использован в интересах непотопляемости, так как это потребовало бы ухода под воду части открытой палубы. Практически может быть использован лишь эффективный запас плавучести (Аэф).

Всякое нарушение непроницаемости надводного борта, в том числе открытие иллюминаторов, люков, портов снижает запас плавучести.

Судно должно выдерживать одновременное затопление заданного предельно допустимого числа смежных главных непроницаемых отсеков (от 2 до 4 и более отсеков - число отсеков зависит от водоизмещения). При этом общая длина затопленных отсеков должны составлять не менее 20?30% длины судна. В оконечностях этот предел может быть большим.

После затопления предельно допустимого числа смежных отсеков судно должно иметь высоту надводного борта не меньше 0,2 надводного борта до повреждения, положительную остойчивость и статический крен не более 150, когда еще возможно использовать оружие и ТС.

Креновая система (если она предусмотрена) должна обеспечивать спрямление корабля на 10?120 со скоростью примерно 10 за 3 мин.

Остойчивость - важнейшее эксплуатационное свойство судна, состоящее в способности судна, выведенного из положения равновесия воздействием внешних сил, вновь возвращаться в исходное положение после прекращения действия этих сил.

Основной характеристикой остойчивости является восстанавливающий момент m, который должен быть достаточным для того, чтобы судно противостояло статическому или динамическому (внезапному) действию кренящих mкр и mдиф дифферентующих моментов.

Запас остойчивости - условное понятие, позволяет рассматривать остойчивость неповрежденного корабля в качестве запаса, рассчитанного на обеспечение аварийной остойчивости.

Требования к остойчивости и ее нормированию имеют целью обеспечить безопасность плавания и непотопляемость, а с другой стороны - обеспечить наиболее благоприятные для боевого использования и эксплуатации поведение судна в различных условиях моря.

В качестве основной нормы для оценки остойчивости неповрежденного судна принимается предельная балльность шквального ветра, ниже которой опрокидывание судна от совместного воздействия ветра и волн мало вероятно. При этом считается, что судно идет лагом к ветру и имеет наибольшее наклонение навстречу шквала. Современные суда при нормальном водоизмещении и качке с амплитудой 250 выдерживают воздействие шквального ветра силой 10?12 баллов (38?50 м/с).

Кроме основного критерия остойчивости, нормируются дополнительные требования:

устранение валкости (способности к получению больших кренов при небольших mкр, например, не опрокидываться при циркуляции) судна;

обеспечение плавности качки (т.е. малых ее амплитуд и угловых скоростей) путем ограничения периода свободных колебаний и ограничением верхнего предела h;

бескреновость (ограничение углов крена при расчетных повреждениях, путем сокращения числа продольных вертикальных непроницаемых конструкций, а так же тем, чтобы ширина бортовых отсеков была не более 0,1 ширины судна).

Остойчивость гражданских морских судов и судов обеспечения ВМФ регламентируется Регистром РФ. Основным критерием остойчивости является погода, а так же нормируются значения поперечной метацентрической высоты и углов крена.

Под общей прочностью корпуса судна понимают его способность выдерживать воздействие внешних сил без разрушения и недопустимых деформаций. Общая прочность должна обеспечивать безопасное плавание судна при заданном по проекту состоянии моря, а также при затоплении расчетного числа отсеков, при отрыве оконечности, при нахождении корабля на вершине волны или на ее подошве.

Общая продольная прочность обеспечивается продольным набором, бортами, днищем, палубами и продольными переборками.

Местная прочность - это способность разделительных элементов корпуса (наружной обшивки, переборок, палуб, платформ, непроницаемых закрытий) выдерживать гидростатическое давление воды, соответствующее линии аварийных напоров. Линия аварийных напоров располагается заведомо выше любой реальной аварийной ВЛ поврежденного судна с учетом скорости движения, качки и волнения моря. Она проходит над верхней палубой на расстоянии (рис. 1.).

Значение по длине судна рассчитывается по формуле

,

где - высота надводного борта в проверяемом сечении при нормальном водоизмещении;

К - коэффициент, равномерно меняющийся от миделя к оконечностям в пределах 0,01?0,05; Lквл - длина судна по КВЛ. Значение у миделя не

Рис. 1. Линия аварийных напоров

Должно быть не менее 0,5 м. Каждый разделительный элемент корпуса на любом уровне должен выдерживать напор (Hz+), где Hz - расстояние от верхней палубы до рассматриваемого уровня.

Прочность носовых переборок (одна - три) усиливается на величину, соответствующую скоростному напору доп = 1,35 м. Надбавка учитывает давление на переборки от ударов волн и движения судна со скоростью 10 узлов при оторванной оконечности.

После качественного проектирования и строительства судна, не менее важной задачей личного состава является повседневное содержание корпуса судна в исправном состоянии.

1.2 Комплекс мер конструктивного обеспечения непотопляемости

Конструктивные мероприятия осуществляются в процессе проектирования, постройки и модернизации судна. Их цель - обеспечить вышеуказанные требования по непотопляемости и возможности ведения борьбы за непотопляемость поврежденного судна.

Основными конструктивными мероприятиями по обеспечению непотопляемости являются: (рис. 2.):

придание судну запасов плавучести, остойчивости, прочности, обеспечивающих возможность безопасного плавания судна при повреждениях его корпуса заданным видом предмета предстовляющем опасность;

прочность водонепроницаемых конструкций корпуса, обеспечивающую восприятие аварийного давления воды и ее нераспространение по судну в условиях затопления предельного числа поврежденных главных водонепроницаемых отсеков при наличии качки судна и наката волн на палубу;

рациональное разделение корпуса на непроницаемые отсеки прочными разделительными конструкциями - переборками, палубами и платформами;

устройство непроницаемых закрытий и уплотнений на всех отверстиях в переборках, палубах, платформах и наружной обшивке;

конструктивная защита корпуса для ограничения повреждений от воздействия взрывов (общее и местное бронирование, конструктивная подводная защита, обеспечение взрывостойкости и равнопрочности судовых конструкций и т.п.);

устройство в корпусе двойного дна, нешироких бортовых отсеков и коффердамов в целях ограничения затоплений при повреждениях корпуса;

оснащение корабля ТС борьбы за непотопляемость.

С учетом требований по непотопляемости показателями степени конструктивного обеспечения непотопляемости являются:

число (2?4) и длина (более 20%) одновременно затапливаемых смежных автономных непроницаемых отсеков, при затоплении которых судно остается на плаву;

минимальная высота надводного борта при затоплении (2?4) отсеков (без автоматической системы перетока) - должна быть положительной (более 0,4?0,6 м);

обеспечение остойчивости при наихудшем случае затопления заданного числа отсеков. При этом для восстановления остойчивости и спрямления поврежденного судна от угла крена 100 до 50 может быть предусмотрена система приема забортной воды в днищевые и бортовые отсеки, а так же системы их осушения;

поврежденное судно должно выдерживать динамически приложенный шквальный ветер до 20?40 м/с (в зависимости от водоизмещения).

Все эти требования должны обеспечиваться конструктивными мероприятиями без приема жидкого балласта до аварии.

Указанные показатели проверяются расчетами, на моделях, при заводских и государственных испытаниях головных судах каждого проекта. Конкретизируем отдельные конструктивные мероприятия по обеспечению непотопляемости. Важнейшим конструктивным мероприятием по ограничению потери запасов плавучести и остойчивости при повреждении судна является деление судна на водонепроницаемые отсеки.

Судно разделяется на отсеки по длине, ширине и высоте корпуса посредством поперечных и продольных переборок, палуб и платформ. Деление на отсеки должно быть простым и предусматривать минимум необходимых отсеков; оно не должно затруднять эксплуатацию судна и борьбу за его живучесть.

Наибольший эффект дает разделение корпуса на главные непроницаемые отсеки поперечными переборками. Число и расстановку поперечных переборок назначают по прототипу, сообразуясь с размещением энергетических отсеков и постов управления. Принятая расстановка переборок проверяется расчетом непотопляемости.

Разделения на отсеки подводной и надводной частей корпуса поперечными переборками должны непременно соответствовать друг другу, для этого главные поперечные переборки доводятся до верхней палубы и до палубы полубака. Это мероприятие является мерой против распространения воды по высоко расположенным палубам. Ответственным мероприятием по обеспечению непотопляемости является также оборудование водонепроницаемыми закрытиями и уплотнения всех прорезанных отверстий (дверей, люков, горловин, иллюминаторов, отверстий для прохода трубопроводов, кабельных трасс, валопроводов). Поддержание их в постоянной исправности, проведение своевременного ТО - первейшая обязанность л/с судна. Невыполнение указанных требований к водонепроницаемости и прочности преград, разделяющих судно на отсеки, лишает смысла само это деление, которое становится не только бесполезным, но даже вредным, порождая у экипажа лишь иллюзию безопасности. Неудовлетворительное обеспечение водонепроницаемости переборок и палуб является основной причиной распространения воды по неповрежденным отсекам судна. Особенно часто источниками водотечности при этом являются неплотности дверей и люков, низкое качество уплотнений в местах прохода через переборки и палубы электрокабелей, шпигатов, сточной и фановой систем, вентиляции, а так же сальников валопроводов.

Суммарная производительность стационарных и переносных водоотливных насосов была составляла не менее 0,35?0,5 от нормального водоизмещения, с тем, чтобы обеспечить откачку воды из наибольшего из помещений, входящих в данный автономный отсек, за время не более чем 30 минут. Поэтому необходимо предусматривать не менее одного ВОН в каждой противопожарной зоне, а так же погружаемые ЭСН и водоотливные мотонасосы;

средства восстановительного ремонта корпуса и корпусных конструкций в корабельных условиях. Эти средства носят название - аварийно-спасательного имущества (АСИ) [62];

оборудование в ПЭЖ (документация по непотопляемости, система информационной поддержки СИП БЖ, информационные планшеты, манипуляторные схемы, трюмно-электрическая сигнализация, кренометры, осадкомеры, средства связи и т.п.).

2. Краткие технические характеристики рефрижератора типа «Охотское море»

Главные размерения:

Длина, м

Наибольшая………………………………….186.80

Между перпендикулярами……………………..172

Ширина наибольшая, м………………………….25

Высота борта до верхней палубы, м ………..15.40

Осадка по грузовую марку, м…………………538

Водоизмещение по груз. марку, т……...24953

Дедвейт при осадки 8.53 м, т……………14947

Автономность, сут…………………….……...90

Количество коечных мест………………….107

Скорость судна, уз……………………….…18.9

Регистровая вместимость, рег.т:

Валовая…………………………………...…..18302

Чистая……………………………………….…9802

Обьем грузовых помещений, м………...22382

В том числе:

Рефрижераторных……………………….….20926

Мучных……………………………………….1456

Обьем цистерн запаса, м…………………9608

В том числе:

Дизельного топлива………………………….6099

Котельного топлива………………………….3135

Пресной воды……………………………….…374

Питьевая вода………………………………….147

Грузовое устройство

Грузовые стрелы………………………………..14

Грузоподъемностью 5 т………………………..12

Грузоподъемностью 10 т…………………………2

Электро. лебедки………………………………...14

Тип, марка…………………………………….ЛЭ59

Тяговое усилие, тс……………………………... 5/3

Скорость подьма груза, м/мин……………….3052

Энергетическая установка

Главный двигатель-дизель……………………….2

Тип, марка………………………………....16РС2V

Мощность, л.с……….……2х7440 при 500 об/мин

Валогенератор……………………………………..2

Мощность, кВт…………..2х1700 при 500 об/мин

Вспомогательный дизель-генератор……………..3

Первичный двигатель-дизель

Тип, марка………………………………....6Т23НН

Мощность, л.с………………...750 при 750 об/мин

Движетель………………………………... ВРШ

Рефрижераторная установка

Назначение-

Охлаждение грузовых трюмов, кондиционирование

Воздуха

Тип - компрессионная

Хладагент - фреон - 22

Система охлаждения трюмов -

Воздушная с непосредственным кипением

Хладагента в воздухоохладителях

Компрессорный агрегат……………………………7

Тип, марка……………………………………SK54-2E

Холодопроизводительность -

7 х 100000 ккал/ч при tисп = -38 оС; tконд =+5оС.

Температура воздуха в трюмах - +15 ; -8 ; -30оС.

3. Расчет элементов остойчивости и посадки судна при затоплении форпика

Таблица 1 - Исходные данные

Наименование, единицы измерения	Обозн.	Значение
Длина судна, м	L	186,80
Ширина судна, м	B	25
Осадка судна, м	T	8,53
Коэффициент общей полноты корпуса	?	0.75
Коэффициент полноты ватерлинии	?	0.8
Поперечная метацентрическая высота, м	h	0.62
Продольная метацентрическая высота, м	H	125
Длина затопленного отсека, м	l	9
Ширина затопленного отсека, м	b	10
Площадь пробоины, м2	F	0.7
Координаты центра тяжести отсека, м	xv	16.3
	yx	1.8
	zv	3.3
Расстояние от ватерлинии до центра пробоины, м	Hb	3.1
Абсцисса центра тяжести площади ватерлинии, м	xf	5.3
Коэффициент расхода	?	0.7

Расчет количества поступившей воды

1. Объем нижней части отсека, м3

v1 = l.b.(T - Hb) = 15 . 9 .(6.4 - 3.1) = 445.5

2. Объем верхней части отсека, м3

v2 = l . b .Hb = 15 . 9 . 3.1 = 418.5

3. Объем затопленного отсека, м3

v = v1 + v2 = 445.5 + 418.5 = 864

4. Расход воды через пробоину при затоплении нижней части отсека, м3/с

5. Расход воды через пробоину при затоплении верхней части отсека, м3/с

Q2 = Q1/2 = 2.73/2 = 1.37

6. Время затопления нижней части отсека, с

t1 = v1/Q1 =445.5/2.73 = 163.2

7. Время затопления верхней части отсека, с

t2 = v2/Q2 = 418.5/1.37 = 357.7

8. Общее время затопления отсека, мин

Расчет элементов судна до получения повреждений

1. Объемное водоизмещение, м3

V = L.B.T.? = 125 . 18 . 6.4 . 0.75 = 10800

2. Площадь ватерлинии, м2

S = L.B.? = 125 . 18 . 0.85 = 1912.5

Расчет элементов аварийного судна

1. Площадь потерянной ватерлинии, м2

Sv = l . b = 15 . 9 = 135

2. Площадь новой ватерлинии, м2

3. Изменение осадки, м

4. Моменты инерции свободной поверхности воды затопленного отсека, м4

5. Координаты центра тяжести площади новой ватерлинии, м

6. Моменты инерции потерянной ватерлинии, м4



остойчивость судно затопление ватерлиния

7. Изменение поперечной метацентрической высоты, м

8. Изменение продольной метацентрической высоты, м

9. Поперечная метацентрическая высота после затопления , м

10. Продольная метацентрическая высота после затопления, м

11. Угол крена, град

12. Угол дифферента, град



13. Осадка носом, м

14. Осадка кормой, м

15. Осадка средняя, м

Список использованных источников

1 Наставление по борьбе за живучесть судна -СПб, ЦНИМФ, 2004 г.

2 Донцов С.В. «Основы теории судна» - Одесса: Феникс, 2007 г.

3 Кацман Ф.М., Милькин Г.Т. «Выбор морского транспортного судна и оценка его мореходных качеств» - СПб: ГМА, 2002 г.

4 «Транспортные рефрижераторные суда промыслового флота. Каталог технических характеристик» - Л: «Гипрорыбфлот», 1974 г.

5 «Флот рыбной промышленности. Справочник»- М: «Транспорт», 1990г.

Размещено на Allbest.ru