Управление мореходными качествами судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предисловие

Методические указания и задание составлены в соответствии с программой курса «Управление мореходными качествами судна». Указания и задание предназначены для специалистов студентов 5 курса дневной и заочной формы обучения специальности «Судовождение».

1. Содержание работы

Для обеспечения безопасной эксплуатации судна после его загрузки и во время перемещения в морских условиях должны обеспечиваться его мореходные качества

Важными из них являются обеспечение правильной посадки, остойчивость, плавучесть и прочность корпуса. Особенно важным для судна является его поведение в условиях волнения, когда наступает заливание палубы, возникновение больших наклонений и ускорений судна, ухудшение состояния людей, появление инерционных перегрузок корпуса, устройств и механизмов, снижение безопасности плавания, появление дополнительных изгибающих моментов и местных нагрузок корпуса, ухудшение ходовых и маневренных качеств судна и ограничение его функционального использования.

Поведение судна в таких условиях существенно зависит от правильной загрузки судна и составления грузового плана судна, расчетов критериев остойчивости и общей прочности корпуса судна. Поэтому определение последних представляет значительный практический интерес.

В настоящей работе на основании расчетов посадки и дифферента специализированного нефтеналивного судна (танкера) типа «Сплит» и выполненных измерений параметров остойчивости определяются амплитуда качки и величина поперечной метацентрической высоты при плавании. С помощью построенной диаграммы статической и динамической остойчивости определяются рекомендуемые нормативы параметров остойчивости. Производятся расчеты общей продольной прочности корпуса, исключающие опасность опрокидывания судна и его переломов.

2. Общие требования к оформлению работы

2.1 Материалы работы должны быть оформлены пояснительной запиской на листах стандартного формата А4. Записка должна содержать условия задания (Приложение 5), исходные формулы, результаты расчётов с соответствующими пояснениями, диаграммы статической и динамической остойчивости а также выводы.

2.2 Расчетные формулы должны сопровождаться обозначениями входящих в них величин с указанием их размерности в системе СИ. Результаты расчетов следует оформлять с соблюдением правил приближенных вычислений.

3. Задание

Следует выполнить следующий комплекс расчетов для судна, основные элементы которого приведены ниже:

1. Расчет продолжительности рейса судна

2. Расчет судовых запасов на рейс

2. 1 Размещение запасов топлива

2. 2 Размещение запасов смазочного масла

2. 3 Размещение запасов пресной воды

2. 4 Размещение запасов продовольствия

3. Размещение груза

4. Расчет координат центра тяжести судна

5. Расчет посадки судна

6. Расчет остойчивости судна (выводы по главе)

7. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости.

8. Проверка остойчивости.

9. Расчет продольной прочности корпуса.

В таблице указаны основные элементы судна, условия плавания, прочие условия и задания. Номер варианта в таблице заданий соответствует последней цифре шифра студента.

Таблица 1

Задания на курсовую работу

№ п/п		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Расход топлива (т/сут)	qm	40, 0 т/сут для всех вариантов
Данные рейса	расстояние (мили)	S	3500	2000	2500	3000	3500	3600	4200	2400	5300	4000
	скорость хода (узл)	Uс	17, 3	17, 2	17, 1	17, 0	17, 3	17, 2	17, 1	17, 0	17, 6	17, 3
Плотность морской воды (т/м3) в порту отхода	с	1, 015	1, 016	1, 018	1, 027	1, 025	1, 021	1, 014	1, 023	1, 013	1, 014
Плотность груза, м3/т	с гр	0, 95	0, 86	0, 92	0, 68	0, 82	0, 90	0, 85	0, 84	0, 72	0, 78

Технико-эксплуатационные характеристики судна

1.	Тип судна		«Сплит»
2.	Длина судна: между перпендикулярами	L	173. 9	м
	Габаритная	Lгб	186, 2	м
3.	Ширина судна	В	23, 4	м
4.	Высота борта судна	Н	12, 5	м
5.	Данные по судну: а) порожнем:
	Водоизмещение	oґ	7100	т
	осадка судна порожнем: средняя	Тср	2, 74	м
	аппликата центра тяжести	zg	10, 85	м
	абсцисса центра тяжести	Хп	-16, 5	м
	б) в полном грузу:
	Водоизмещение	Dгрґ	30400	т
	осадка судна средняя	Тср	9, 84	м
	площадь парусности	Sп	1400	м2
	Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	zV	4, 84	м
	Дедвейт	Dдв ґ	22600	т
	площадь скуловых килей	Ак	64	м2
6.	Экипаж судна: количество	nэк	40	чел
	масса с вещами и грузом	рэк	5, 1	т
	абсцисса центра тяжести	хэк	-64, 72	м
	аппликата центра тяжести	zэк	11, 85	м

Методические указания по виполнению курсовой работы

1. Расчет продолжительности рейса судна

Продолжительность рейса судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

tр = tх (1)

Ходовое время - t/х судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

t/х= S / Uc, час (2)

Общее ходовое время - tх судна от порта отправления до порта назначения рассчитывается по формуле:

tх= t/х/ 24, сут (3)

Результаты расчета составляющих продолжительности рейса судна сведены в Таблицу 1. 1

Таблица 1. 1

№ п/п	Наименование величины	Условные обозначения величины	Значение величины	Размерность
1.	Расстояние между портами	S		миль
2.	Скорость хода судна на переходе	Uc		уз
3.	Ходовое время судна от порта отправления до порта назначения	t/х		Час
4.	Продолжительность рейса судна: в часах, в сутках	tр tрс		час сут

2. Расчет судовых запасов на рейс

Судовые запасы (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) рассчитываются:

- запас топлива на рейс судна с учетом штормового запаса по формуле:

Ртопл=1, 1* qm *tх, т (4)

- запас смазочного масла на рейс судна в процентах от запаса топлива по формуле:

Рсм. м. = 0, 05 * Ртопл, т (5)

- запас пресной воды для нужд экипажа, исходя из санитарной нормы на одного человека в сутки по формуле:

Рпр. в. = 1, 1*0, 1. * nэк *tх, т (6)

nэк - количество экипажа на судне

- запас продовольствия для нужд экипажа, исходя из нормы потребления в килограммах на одного человека в сутки по формуле:

Рпрод. = 1, 1* 0, 003 tх* nэк, т (7)

Общее количество судовых запасов на рейс рассчитывается по формуле:

Рзап. = Ртопл+ Рсм. м + Рпр. в + Рпрод (8)

Результаты расчета составляющих судовых запасов на рейс судна сведены в таблицу 1. 2

Таблица 1. 2

№ п/п	Наименование величины	Условные обозначения величины	Значение величины	Размерность
1	2	3	4	5
1.	Запасы: топлива смазочного масла пресной воды продовольствия	Ртопл Рсм. м Рпр. в Рпрод		т т т Т
2.	Общее количество судовых запасов	Рзап		Т

При составлении грузового плана загрузки судна используются таблицы:

вместимости топливных танков для размещения запасов топлива на рейс;

вместимости запасов смазочного масла для размещения запасов смазочного масла на рейс;

вместимости танков пресной воды для размещения запасов пресной воды на рейс;

вместимости танков водяного балласта для размещения водяного балласта при удифферентовании судна в течении всего рейса, с расчетом, чтобы судно имело:

допустимое значение по крену и дифференту или посадку, близкую к положению на ровный киль без крена;

вместимость грузовых танков для размещения массы груза, назначенного к перевозке в данном рейсе.

Составление грузового плана загрузки судна рекомендуется начинать с размещения судовых запасов в следующей последовательности;

размещаются запасы топлива;

размещаются запасы смазочного масла. При этом некоторые топливные танки могут использоваться для размещения запасов смазочного масла, а избыточное количество запасов топлива может размещаться в грузовых танках.

размещаются запасы пресной воды;

размещается масса груза.

При размещении судовых запасов придерживаются следующих правил, чтобы обеспечить остойчивость судна при погрузке.

Запасы топлива размешаются в топливных танках в следующей последовательности:

заполняются расходные танки;

заполняются танки, расположенные в MKО (машинно-котельном отделении),

заполняются танки двойного дна;

заполняются носовые диптанки;

заполняются топливно-балластные танки.

2. Запасы смазочного масла заполняются в той же последовательности.

Некоторые топливные танки могут использоваться для размещения смазочного масла, а избыточное количество запасов топлива может размещаться в грузовых танках.

3. Запасы продовольствия размещаются в провизионные помещения поровну.

При заполнении танков судовыми запасами следует выполнять следующие правила:

танки заполняются полностью, для исключения влияния свободной поверхности жидкости на остойчивость судна или - оставлять частично заполненными рекомендуется:

танки, расположенные по диаметральной плоскости судна или два или четыре танка, но расположенные симметрично по левому и правому бортам.

Размещение судовых запасов и груза производится в табличной форме:

отдельными таблицами на каждый вид судового запаса (топлива, смазочного масла, пресной воды, продовольствия, водяного балласта и груза) или одной таблицей, только с соответствующим разделением надписью: «Размещение запасов топлива» и т. д.

По окончании размещения каждого вида судового запаса производится расчёт координат центра тяжести Xg и Zg вида судового запаса, груза и балласта, а по окончании загрузки и удиферентования его для положения близкого к ровному килю и без крена, также производится расчет координат центра тяжести Xgi и Zgi судна после загрузки с учетом дифферента до 0, 5 м на корму.

2.1 Размещение запасов топлива

Размещение запасов топлива, определённого на рейс судна производится в топливные и грузовые танки и оформляется в табличной форме (таблица 1. 3) в строгой последовательности для того, чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке и производстве расчетов.

Вместимость топливных танков.

Таблица 1.3

№ п/п	Наименование топливного танка	Шпангоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза, запаса, (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (т. м)	Mz (т. м)
1	2	3	4	5	6 (5*0, 98)	7	8	9	10
	Бункер-танк	ЛБ	46-55	206, 0	191, 5		-48, 11	5, 24
	Бункер-танк	ПБ	46-55	206, 0	191, 5		-48, 11	5, 24
	Танк двойного дна	ЛБ	43-47	65, 3	61, 4		-56, 07	1, 25
	Танк двойного дна	ПБ	25-47	87, 8	82, 5		-58, 05	1, 31
	Расходный танк №1	ЛБ	46-55	58, 1	54, 1		-48, 43	9, 26
	Расходный танк №1	ПБ	46-55	58, 1	54, 1		-48, 43	9, 26
	Расходный танк для котла	ЛБ	13-20	55, 0	51, 2		-76, 72	10, 88
	Расходный танк для котла	ПБ	13-20	55, 0	51, 2		-76, 72	10, 88
	Расходный танк №2	ЛБ	24-28	26, 7	25, 1		-68, 21	10, 98
	Расходный танк №2	ПБ	24-28	26, 7	25, 1		-68, 21	10, 98
	Отстойный танк	ЛБ	28-32	30, 9	21, 1		-64, 97	10, 98
	Отстойный танк	ПБ	28-32	30, 9	21, 1		-64, 97	10, 98
	Отстойный танк	ЛБ	46-55	78, 0	72, 5		-48, 43	9, 26
	Отстойный танк	ПБ	46-55	78, 0	72, 5		-48, 43	9, 26
15	Переливной танк		47-50	24, 5	22, 8		-49, 82	0, 67
16	Сборный танк осадков сепаратора		47-50	10, 0	9, 3		-49, 93	0, 68
17	Грузовой танк №9	ЦТР	56-60	1399, 8	1301, 8		-36, 90	6, 21
18	* * * * * *	ЛБ	56-60	760, 7	707, 4		-37, 84	6, 88
19	* * * * * *	ПБ	56-60	760, 7	707, 4		-37, 84	6, 88
20	Грузовой танк №8	ЦТР	60-64	1738, 1	1616, 4		-26, 30	6, 46
21	* * * * * *	ЛБ	60-64	828, 9	770, 8		-26, 26	6, 59
22	* * * * * *	ПБ	60-64	828, 9	770, 8		-26, 26	6, 59
23	Диптанк	ЛБ	106-128	705, 3	655, 9		+69, 25	9, 73
24	Диптанк	ПБ	106-128	716, 8	666, 6		+69, 15	9, 71

Примечание:

Заполнять танки запасами топлива в следующей последовательности:

* с № 1 по № 10; * с № 17 по № 22;

* с № 23 по № 24; * с № 15 по № 16;

Отстойные танки №№ 11, 12, 13, 14 - можно использовать под запасы смазочного масла.

Если использовались танки №№ 11 и 12 под запасы смазочного масла, то танки №№ 13 и 14 следует использовать под запасы топлива, а если танки №№ 13 и 14 под запасы смазочного масла, то танки №№ 11 и 12 под запасы топлива.

при нехватке танков под запасы топлива - использовать грузовой танк №9-Центр или бортовые (левого и правого бортов), №№ 17, 18, и 19;

если опять недостаточно танков под запасы топлива - использовать грузовой танк Центр №№ 8 и 9 или бортовые (левого и правого бортов), №№ 20, 21, и 22;

если опять недостаточно танков под запасы топлива - использовать танки №№ 23 и 24.

При размещении запасов топлива по танкам №№ 11, 12, 13, 14, 15 и 16, придерживаться следующего:

по возможности танки №15 и 16 не заполнять или, в крайнем случае, заполнить танк №15;

или заполнить танк №15 полностью, а танк №16 - на 80% т. е. на 7. 5 т;

не заполнять танки №№ 23 и 24 (танки водяного балласта)

Расчеты производятся следующим образом:

значение «масса» рі (графа 6) умножается

* на плечо Хі (графа 7) и результат записывается в графу 9 (МХі) ;

* на плечо Zі (графа 8) и результат записывается в графу 10 (МZі) ;

по окончании расчета по всем пунктам граф 9 и 10 производится:

* нахождение сумм - (графа 6) = Р (вида запаса или груза)

- (графа 9) = Мх

- (графа 10) = Мz

*расчет значений координат центра тяжести вида запаса или груза рассчитываются по формулам:

Х = Мх / Р Z = МZ / Р (9)

По окончании размещения запасов топлива в топливные танки производится:

- нахождение сумм по графам 6, 9 и 10, т. е.

= по графе 6 = Ртопл

= по графе 9 = Мх топл (гр 6 * 7)

= по графе 10 = Мz топл (гр 6 * 8)

где n - это количество заполненных танков

i - номер заполненного танка.

- расчёт значений координат центра тяжести, размещенного запаса топлива производится по формулам:

хg топл = х топл = Мх топл / Ртопл (10)

zg топл = z топл = Мz топл / Ртопл (11)

[ с точностью до 0, 1 м и до 0, 1 т*м ]

2.2 Размещение запасов смазочного масла

Размещение запасов смазочного масла, определённого на рейс судна, производится в танки смазочного масла в табличной форме (Таблица 1. 4) в строгой последовательности, а при нехватке танков под запасы смазочного масла можно использовать некоторые топливные танки для того, чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке.

Таблица вместимости танков смазочного масла.

Таблица 1.4

№ п/п	Наименование танка	Шпан-гоут	Вместимость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (тм)	Mz (тм)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Танк смазочного масла главного двигателя	ЛБ	33-38	45, 0	40, 1		-60, 32	10, 98
	Танк смазочного масла главного двигателя	ПБ	33-38	45, 2	40, 2		-60, 32	10, 98
	Танк цилиндрового масла	ЛБ	38-39, 9	14, 4	12, 8		-57, 92	10, 98
	Танк цилиндрового масла	ПБ	39, 5-41	14, 8	13, 2		-55, 70	10, 98
	Танк смазочного масла (кормовой)	ЛБ	24-25, 5	10, 7	9, 5		-69, 26	10, 98
	Танк смазочного масла (кормовой)	ПБ	24-25, 5	10, 7	9, 5		-69, 26	10, 98
	Танк смазочного масла (носовой)	ЛБ	25, 5-27	11, 0	9, 7		-68, 05	10, 97
	Танк смазочного масла (носовой)	ПБ	25, 5-27	11, 0	9, 7		-68, 05	10, 97
	Восстановительный масляный танк	ЦТР	35-40	40, 8	36, 3		-56, 50	0, 36
	Сточно-сборный масляный танк	ЦТР	24-35	40, 3	36, 3		-65, 40	0, 67
	Сборный танк осадков масла		24-30	20, 6	18, 2		-67, 85	0, 65
	Танк смазочного масла	ЛБ	24-35	46, 3	41, 1		-63, 85	4, 75
	Танк смазочного масла	ПБ	26-38	45, 8	40, 7		-62, 75	4, 78

Примечание:

Заполнять танки запасами смазочного масла нужно в последовательности:

С № 1 по № 10, №№ 12 и 13 № 11;

При нехватке танков под смазочное масло использовать топливные танки:

№№ 11 и 12 или

№№ 13 и 14 или

№№ 11, 12, 13 или 14

Танк № 11 - заполнять в крайнем случае полностью, или -на 80%, т. е. на 14, 6 т., а лучше оставить не заполненным.

3. Расчёты производятся также, как описано выше для топлива.

2.3 Размещение запасов пресной воды

Размещение запасов пресной воды, определённого на рейс судна, производится в танки пресной воды, а при нехватке танков под запасы пресной воды можно использовать некоторые танки водяного балласта, в табличной форме (Таблица 1. 5), для того чтобы не нарушать остойчивость судна при погрузке и произведении расчётов.

Расчеты координат центров тяжести производятся по формулам:

Xg пр. в. = Zпр. в = Мz пр. в. /Рпр. в. (12)

Zg пр. в = Z пр. в. = Мz пр. в/Рпр. в (13)

Таблица вместимости танков пресной воды

Таблица 1. 5

№ п/п	Наименование Танка	Шпан- гоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса груза, запаса (т)	Плечо	Момент
						X (т)	Z (т)	Mx (тм)	Мz (тм)
1.	Танк пресной воды	ЦТР	0 - 8	92. 0	90. 2		-85. 00	9. 27
2.	Танк пресной воды	ЦТР	8 - 12	65. 6	64. 3		-80. 55	8. 66
3.	Танк пресной воды	ЛБ	5 - 12	40. 9	40. 1		-81. 43	11. 70
4.	Танк пресной воды	ПБ	5 -12	40. 9	40. 1		-81. 43	11. 70
5.	Танк мытьевой воды	ЛБ	12 - 23	60. 0	58. 8		-74. 20	1. 25
6.	Танк мытьевой воды	ПБ	12 -33	60. 0	58. 8		-74. 20	1. 25
7.	Спускной танк охлаждённой воды главного двигателя		24 -33	15. 0	14. 7		-65. 33	1. 52

Примечание:

Заполнять танки запасами пресной воды нужно в последовательности с № 1 по № 6, а при нехватке танков под пресную воду - использовать танки водяного балласта № 4 и 5.

Танк № 7 заполнятьна 80%, т. е. на 11. 8 т. или в крайнем случае, полностью.

Расчёты производится так же, как указано ранее для топлива и смазки.

2.4 Размещение запасов продовольствия

эксплуатация судно рейс

Размещение запасов продовольствия, определённого на рейс судна, производится в провизионное помещение в табличной форме (Таблица 1. 6.

Расчет значений координат центра тяжести запасов продовольствия производится аналогично.

Таблица вместимости провизионных помещений.

Таблица 1. 6

№ п/п	Наименование танка	Шпангоут	Вместимость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса запаса, груза (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (тм)	Mz (тм)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Кладовая №1	0 -5	8, 2			-86, 52	13, 25
	Кладовая №2	0-6	8, 4			-83, 55	8, 66
	Холодильная камера	13-20	10, 2			-76, 50	10, 88

Примечание:

Запасы продовольствия - размещать примерно поровну в три помещения или по своему усмотрению. (Пример: Рпрод= 10. 6 т, то по 3. 5; 3. 5 и 3. 6 т)

Расчёты производятся так же, как и в предыдущих пунктах.

3. Размещение груза

Приступить к размещению груза необходимо после расчета запасов на рейс и предварительно определить максимальные возможности по приему груза, который не должен превышать Р = Dгр ґ - Рзап

Таблица вместимости грузовых танков

Таблица 1. 7

№ п/п	Наименование танка	Шпан-гоут	Вмести-мость (м3)	Масса груза, (т) (5*0, 98)	Плечо	Момент
					Х (м)	Z (м)	Mx (т. м)	Mz (т. м)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	№1	Центр	88-105	1702, 1		+55, 63	6, 57
2.		ЛБ	88-105	552, 8		+55, 10	6, 44
3.		ПБ	88-105	552, 8		+55, 10	6, 44
4.	№2	Центр	84-88	1737, 5		+43, 90	6, 46
5.		ЛБ	84-88	760, 2		+43, 75	6, 83
6.		ПБ	84-88	760, 2		+43, 75	6, 83
7.	№3	Центр	80-84	1740, 4		+32, 20	6, 46
8.		ЛБ	80-84	830, 2		+32, 20	6, 46
9.		ПБ	80-84	830, 2		+32, 20	6, 46
10.	№4	Центр	76-80	1740, 7		+20, 50	6, 46
11.		ЛБ	76-80	842, 8		+20, 50	6, 51
12.		ПБ	76-80	842, 8		+20, 50	6, 51
13.	№5	Центр	72-76	1738, 2		+8, 80	6, 46
14.		ЛБ	72-76	843, 5		+8, 80	6, 51
15.		ПБ	72-76	843, 5		+8, 80	6, 51
16.	№6	Центр	68-72	1740, 1		-2, 90	6, 46
17.		ЛБ	68-72	843, 5		-2, 90	6, 51
18.		ПБ	68-72	843, 5		-2, 90	6, 51
19.	№7	Центр	64-68	1739, 1		-14, 60	6, 46
20.		ЛБ	64-68	842, 8		-14, 60	6, 51
21.		ПБ	64-68	842, 8		-14, 60	6, 51
22.	№8	Центр	60-64	1738, 1		-26, 30	6, 46
23.		ЛБ	60-64	828, 9		-26, 30	6, 59
24.		ПБ	60-64	828, 9		-26, 30	6, 59
25.	№9	Центр	56-60	1399, 8		-36, 90	6, 21
26.		ЛБ	56-60	760, 7		-37, 84	6, 88
27.		ПБ	56-60	760, 7		-37, 84	6, 88
28.	Цистерна химической мойки грузовых танков	56-57	118, 0		-14, 39	9, 39

Размещение груза по грузовым танкам производится последовательно с носовых - с №1 и до кормовых - до №9, если грузовые танки №№9 и 8 не заняты под судовые запасы топлива,

4. Расчёт координат центра тяжести судна

По окончании загрузки судовых запасов, груза и заполнения соответствующих танков для удифферентования судна с минимальными значениями производится расчёт координат центра тяжести судна после загрузки путём заполнения табличной формы (Таблица 1. 8) с последующим расчётом координат центра тяжести Xg1 и Zg1

Расчет координат центра тяжести судна после загрузки

Таблица1. 8

№ п/п	Наименование танка	Масса запаса, груза (т)	Плечо	Момент
			X (м)	Z (м)	Mx (т. м)	Mz (т. м)
1	2	3	4	5	6	7
2	Судно порожнем	7100	-16, 5	10, 85	-117150	77035
3	Экипаж	5, 1	-64, 72	11, 85	-330, 1	60, 4
	Судовые запасы:
	топливо
	смазочное масло
	пресная вода
	продовольствие
4	Груз
5	Балласт
6	Судно после загрузки Р	(не более 30400 т)

5. Расчёт посадки судна

Расчёт посадки судна после загрузки производится в следующей последовательности:

а). Расчёт координат центра тяжести судна после загрузки;

б). Расчёт параметров посадки судна после загрузки;

Для водоизмещения судна после загрузки и плотности воды си =1, 025 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Тср.

Грузовая шкала построена для плотности с?си,, то учитываем поправку к средней осадке, определённой по грузовой шкале, на плотность воды по формуле:

ДТ=Тср*д (с - си) / (б* си), (14)

где с =1, 025 т/м3 - плотность, для которой построена грузовая шкала;

си - фактическая плотность воды в порту загрузки (по заданию) ;

Тср - средняя осадка по грузовой шкале при с =1, 025 т/м3;

Фактическая осадка судна с учетом поправки на плотность воды составит:

Тф = Тср + ДТ (15)

По гидростатическим кривым (информации об остойчивости) судна по приложению 2 определяем значение величин:

- коэффициент полноты водоизмещения;

- коэффициент полноты площади ватерлинии.

Xc - абсцисса центра величины;

Xf - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Zm - поперечный метацентр

М- момент дифферентующий на 1 см.

Подставляя данные определяют дифферент судна после загрузки по формуле:

d=D* (Xg-Xc) /M*100, м (16)

Примечание:

Для получения дифферента на корму, числитель должен быть отрицательным. Это можно достичь подобранным размещением груза или дополнительным приемом водяного балласта с использованием табл. 1. 9, но без превышения водоизмещения судна в полном грузу.

Таблица 1. 9

Таблица вместимости балластных цистерн

№ п/п	Наименование танка	Шпан-гоут	Вмести-мость (м3)	Тоннаж танка (т)	Масса запаса, груза (т)	Плечо	Момент
						X (м)	Z (м)	Mx (т. м)	Mz (т. м)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Фортик	ЦТР	128-	182, 0	180, 8		+81, 00	5, 38
	Носовой коффердом	ЛБ	105-106	92, 5	91, 7		+61, 90	7, 08
	Носовой коффердом	ПБ	105-106	92, 5	91, 7		+61, 90	7, 08
	Кормовой коффердом	ЛБ	5556	53, 5	52, 5		-44, 25	7, 30
5.	Кормовой коффердом	ПБ	55-56	53, 5	52, 5		-44, 25	7, 30
6.	Диптанк	ЛБ	106-128	711, 0	704, 5		+69, 25	5, 72
7.	Диптанк	ПБ	106-128	711, 0	704, 5		+69, 25	5, 72
8.	Диптанк	ЛБ	106-128	705, 3	655, 9		+69, 25	9, 73
9.	Диптанк	ПБ	106-128	716, 8	666, 6		+69, 25	9, 71

Размещение массы водяного балласта в танки производится такое, как размещение видов судовых запасов и груза, в табличной форме, но заполнение таблицы производится в несколько иной последовательности.

Примечание:

Заполняют строку под № 4 в таблице 1. 8 после загрузки груза без балласта.

Рассчитывают значение величина Мх по графе 6.

Вычитается из полученного значения Мх значение остаточного момента ДМх,.

4. По полученному значению Мx// - и заполняют «Таблицу вместимости танков водяного балласта.

Заполнение таблицы 1. 8 производится в обратной последовательности:

Рассчитывают значение массы водяного балласта (для графы 6 из Табл. 1. 8) по формуле и т. д. для всех номеров танков, которые мы хотим использовать для компенсации значения Мx//, а затем производятся расчёты по определению общих координат центра тяжести балласта.

Результаты всех расчетов составляющих после загрузки судна сводятся в таблицу 1. 10.

Таблица №1.10

Таблица результатов расчетов составляющих после загрузки судна

Наименование величины	Обозначения и формулы	Значения величины
Водоизмещение (т)	D
Абсцисса ЦТ судна (м)	хg (док. судна)
Плотность забортной воды (т3/м)	с (по заданию)
Осадка судна (м)	Т (ф-ла 15)
Момент дифферен. на 1 см (т/см)	М (приложение 2)
Абсцисса центра величины (м)	Хс (приложение 2)
Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м)	Xf (приложение 2)
Аппликата поперечного метацентра (м)	Zm (приложение 2)
Коэффициент общей полноты	д (приложение 2)
Дифферент судна (в м)	d = D (Xg - Xc) / 100*M
Осадка судна носом	Тн=Т-d (1/2-Xf/L)
Осадка судна кормой	Тк=Т+d (1/2+Xf/L)

6. Расчёт остойчивости судна

По окончании размещения судовых запасов, груза, водяного балласта, а также производства расчётов координат центра тяжести судна, параметров посадки судна после загрузки, производятся расчёты параметров поперечной остойчивости судна после загрузки по формуле:

h = Zm - Zg, м (17)

Выводы. Используя результаты расчётов после размещения судовых запасов (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) и груза дифферент судна удовлетворил требованиям загрузки с дифферентом до 0, 5 м на корму, а расчёты начальной остойчивости показали, что они более 0, 2 м согласно требованиям Регистра.

7. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Далее производим расчет плеч статической и динамической остойчивости

Расчет плеч статической и динамической остойчивости производим с помощью пантокарен при постоянном шаге угла крена.

Для этого по объемному водоизмещению V=D/р - (плотность воды, в которой находиться судно) заходим в таблицу «Пантокарены» и с помощью линейной интерполяции выбираем плечи формы остойчивости.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости с использованием пантокарен (приложение 3) представлен в таблице 1. 11.

Таблица 1.11

Рассчитываемая величина	Значение расчетных величин
Угол И (град)	0	10	20	30	40	50	60	70
sin И	0	0, 174	0, 342	0, 5	0, 643	0, 766	0, 866	0, 939
Плечо остойч. формы, м ?ф (из пантокарен)	0
Плечо остойч. веса, м ?в = Z* sin И	0
Плечо статич. остойч., м ?ст = ?ф - ?в	0	>	> v	> v	> v	> v	> v
Интегральная сумма ? инт ?ст	0	^	^	^	^	^	^
Плечо динам. остойч., м. рад ?d=0, 0873*? инт ?ст	0

Вычисление плеч динамической остойчивости ?d можно произвести с использованием таблицы 1. 12

Таблица 1.12

И (град)	?ст плечо статической остойчивости	Сумма ?ст	Общая ? инт ?ст	Плечо динамической остойчивости
0		?0 = 0
10	?10	??10 = ?10	??10	0, 0873*??10
20	?20	??20= 2?10+?20	??20	0, 0873*??20
30	?30	??30= ??20+?20+?30	??30	0, 0873*??30
40	?40	??40=??30 +?30+?40	??40	0, 0873*??40
50	?50	??50= ??40+?40+?50	??50	0, 0873*??50
60	?60	??60=??50+?50+?60	??60	0, 0873*??60
70	?70	??70= ??60+?60 +?70	??70	0, 0873*??70

По данным таблицы 1.11 производим построение ДСО и ДДО (приложение 4).

Используя полученные данные, произведем расчёт нормируемых параметров остойчивости. Они представлены в таблице 1. 13.

Давление ветра Pv, в Па (н/м2), для судов неограниченного района плавания можно получить из табл. 1. 14

Амплитуда качки судна и2r, снабженного скуловыми килями по правилам Регистра вычисляется по формуле:

и2r= к X1 X2 Y (18)

где к - коэффициент по правилам Регистра определяется по таблице 1. 15 из соотношения 100 Ak/ (LB)

Аk = 64 м2 - площадь скуловых килей (по заданию)

Таблица 1.15

Ak/ (LB), %	0	1. 0	1. 5	2. 0	2. 5	3. 0	3. 5	4. 0
K	1	0. 98	0. 95	0. 88	0. 79	0. 74	0. 72	0. 70

ХІ - безразмерный множитель определяется по таблице1. 16 из соотношения В/Т

B/Т	2, 4 и <	2, 5	2, 6	2, 7	2, 8	2, 9	3, 0	3, 2	3, 4
X1	1, 0	0, 98	0, 96	0, 95	0, 93	0, 91	0, 90	0, 86	0, 82

Таблица 1.16

Х2 - безразмерный множитель определяется по таблице1. 17 из коэффициента общей полноты (приложение 2)

Таблица 1.17

Д	0, 45	0, 50	0, 55	0, 60	0, 65	0. 70
Х2	0, 75	0, 82	0, 89	0, 95	0, 97	1, 00

Y - множитель, град. выбирают из таблицы 1. 18 в зависимости от отношения корня квадратного из начальной метацентрической высоты к ширине судна.

Амплитуду качки судна с острой скулой (по Правилам Регистра) следует принимать равной 70% амплитуды, вычисляемой по формуле (18).

Нахождение Мопр следует выполнить по диаграмме динамической остойчивости.

При использовании диаграммы динамической остойчивости для нахождения опрокидывающего момента (рис. 1), необходимо найти вспомогательную точку А,



Рисунок 1

для чего вправо от начала координат отложить амплитуду качки, вычисленную по формуле (18) и на кривой динамической остойчивости зафиксировать точку А'; далее

через точку А' провести прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней, влево от вспомогательной точки А', отложить отрезок А'А, равный двойной амплитуде качки.

Из исходной точки А провести касательную АС к диаграмме динамической остойчивости; от точки А на прямой, параллельной оси абсцисс, отложить отрезок АВ, равный 1 радиану; из точки В восстановить перпендикуляр BE до пересечения с касательной АС в точке Е; измерить отрезок BE, равный плечу опрокидывающего момента (если диаграмма динамической остойчивости построена в масштабе плеч). В последнем случае для определения опрокидывающего момента Мс, в кНм, необходимо значение отрезка BE, в м, умножить на соответствующее водоизмещение судна Dc, в кН (для получения Dc в кН, водоизмещение судна, в т, необходимо умножить на 9, 81).

8. Проверка остойчивости

Остойчивость судна должна удовлетворять следующим основным требованиям:

критерий погоды К ? 1, 0;

максимальное плечо диаграммы статической остойчивости ?? 0, 2м;

угол крена, соответствующий максимальному плечу иmax ? 30°;

угол заката диаграммы статической остойчивости изак ? 60°;

исправленная начальная метацентрическая высота h = 0, 15м.

Проверка остойчивости выполняется по материалам «Информации об остойчивости судна» по допускаемым метацентрическим высотам - h ? hдоп.

Выводы. Используя результаты расчётов, при сравнении с расчетными, сделать выводы - удовлетворяют или не удовлетворяют они требованиям Регистра.

9. Проверка продольной прочности

Проверка продольной прочности рекомендуется производить расчетным методом с использованием таблицы 1. 19.

Таблица 1.19

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значение величин
Изгиб. момент от веса судна порожнем, (кНм)	Мп= КпDoLg Кп= 0, 126	1526151
Изгибающий момент от сил дедвейда, (кНм)	Mdw= 0. 5g
Коэффициент общей полноты	д
Численный коэффициент	Ксп=0, 085д +0, 0315
Изгибающий момент от сил поддержания, (кНм)	Мсп = - КспDLg
Изгибающий момент на тихой воде, (кНм)	Мизг = Мп+Mdw+Мсп
Коэффициент при изгибе (если Мизг будет отрицательным)	Ко	0, 0182
Нормативный изгиб. момент на миделе, (кНм)	Мдоп=КоВL2, 3g	593807
при прогибе (если Мизг будет положительным)	Ко	0, 0205
Нормативный изгиб. момент на миделе, (кНм)	Мдоп=КоВL2, 3g	668849

Изгибающий момент от сил дедвейта определяется после расчета суммы масс дедвейта относительно миделя по таблице 1. 20.

Таблица 1. 20

Наименование помещений	Значение величин
	|Xg|, (м)	Р, (т)	|, (кН)
Трюм №1...
……..
Судовые запасы
Балласт.
…….
Сумма

Выводы. Произведя проверку продольной прочности корпуса судна на тихой воде, расчетным путем можем прийти к выводу, что она обеспечивается, если Мизг. < Мдоп.

Литература

1. Завитаев В. Л. Теоретическое обоснование мореходных качеств судна и их практические расчеты для сухогрузных судов смешанного река-море плавания. Уч. пособ.

К., - 2007. - 164 с.

2. Жинкин В. Б. Теория и устройство корабля: Учебник. - СПб. : Судостроение, 2000. - 336 с.

3. Магула В. Э. и др. Сборник задач по теории, устройству судов и движителям. - Л. : Судостроение, 1968. - 296 с.

Размещено на Allbest.ru