Расчет посадки, остойчивости и общей прочности судна в процессе эксплуатации

  • ЧАСТЬ I. РАСЧЕТ ПОСАДКИ, ОСТОЙЧИВОСТИ
  • q0

    число тонн на 1 см осадки

    4,85 т/см

    абсцисса центра величины

    -7,78 м

    ZС0

    аппликата центра величины

    4,44 м

    Хf0

    абсцисса Ц.Т. площади ватерлинии

    -7,61 м

    r0

    поперечный метацентрический радиус

    0,17 м

    R0

    продольный метацентрический радиус

    678 м

    При отсутствии на чертеже величины q её можно рассчитать по формуле:

    3. Находятся поправки к водоизмещению, определенному по грузовой шкале:

    • поправка на плотность воды:

    =—26,3 т

    r0 и r — соответственно измеренная и стандартная плотность воды, стандартная r = 1,025 т/м3;

    • поправка на дифферент:

    = 59,34 т

    q0 — число тонн на 1 см осадки,

    Хf0 — абсцисса ц.т. площади ватерлинии.

    • поправка на обводы корпуса в оконечностях:

    = 11,62 т

    где:

    • lН и lК — отстояние марок углубления от носового и кормового перпендикуляров соответственно, определяется по боковому виду судна;
    • поправка на изгиб корпуса:
    • = 621 т;
    • f — стрелка прогиба корпуса, см.

    = -173 см.

    4. Водоизмещение судна с учетом поправок при начальной посадке судна:

    = 1934,3 т

    5. Определяется положение центра величины по длине судна с учетом дифферента по формуле:

    = -7,76 м

    Запасы и их размещения

    Вместимость помещений, м3

    Количество принятых запасов, т

    Координаты Ц.Т. запасов

    Моменты

    Х, м

    Z, м

    Мх, тм

    Мz, тм

    Топливо ПБ

    54

    55,3

    -32,31

    3,23

    -1786,74

    178,62

    Топливо ЛБ

    54

    55,3

    -32,31

    3,23

    -1786,74

    178,62

    Провизия

    1

    0,9

    -35,52

    8,28

    -31,97

    7,45

    Смазочное масло

    3,8

    3,4

    -37,07

    0,29

    -126,04

    0,99

    Пресная вода ПБ

    23,5

    11,25

    -46,68

    2,43

    -525,15

    27,34

    Пресная вода ЛБ

    23,5

    11,25

    -46,68

    2,43

    -525,15

    27,34

    Итого запасов

    159,8

    137,4

    -38,43

    3,32

    -4781,79

    420,35

    Помещение

    Объём танка (м3)

    Объём груза (м3)

    Аппликата центра объема (м)

    Удельный погрузочный объем (м3 / т)

    Масса груза (т)

    Плечи

    Моменты

    X

    Z

    Mx

    Mz

    Трюм №1 совместно твиндек

    1131

    960,63

    2,9

    1,25

    768,3

    35,4

    2,8

    27197,82

    2151,24

    Трюм №2 совместно твиндек

    1195

    1005,75

    3,2

    1,25

    804,6

    9,8

    3,3

    7885,1

    2655,2

    Трюм №3 совместно твиндек

    1195

    1005,75

    3,2

    1,25

    804,6

    9,8

    3,3

    7885,1

    2655,2

    Трюм №4 совместно твиндек

    1229

    990,63

    2,89

    1,25

    792,5

    36,1

    2,89

    28609,25

    2290,33

    Итого

    4750

    3962,52

    1,25

    3170

    22,78

    3,08

    71577,27

    9997,6

    SVгр

    SРгр

    Хгр

    Zгр

    SМх

    SМz

    Масса Р, т

    Плечи

    Моменты

    Х, м

    Z, м

    Мх, тм

    Мz, тм

    Судно перед погрузкой

    1934,3

    -7,67

    3,9

    -9326,72

    4742,4

    Судовые запасы

    137,4

    -38,43

    3,32

    -5280,28

    456,17

    Груз

    3170

    22,78

    3,5

    71577,27

    9997,6

    Судно после погрузки

    5241,7

    10,94

    3,11

    57352

    16293,57

    D1

    SМх/D1

    SМz/D1

    SМх

    SМz

    ХС1

    абсцисса Ц.В.

    11,1 м

    Хf1

    абсцисса Ц.Т. площади ватерлинии, м;

    7,04 м

    ?С1

    аппликата Ц.В.

    3,1 м

    ?m1

    аппликата поперечного метацентра

    6,4 м

    r1

    поперечный метацентрический радиус

    4,2 м

    R1

    продольный метацентрический радиус

    319 м

    момент, дифферентующий на 1 см

    38,7 тм/см

    q1

    число тонн на 1 см осадки

    5,8 т/см

    Момент инерции свободной поверхности относительно продольной оси наклонения рассчитывается по формуле:

    • где: l — длина отсека;
    • b — ширина отсека;
    • k — безразмерный коэффициент, зависящий от формы свободной поверхности грузов.

    Значения этого коэффициента для прямоугольника:

    • В соответствии с требованиями Правила Морского Регистра Судоходства РФ включаются только цистерны, для которых: Dmh >—_,11 Dmin.

    Составляется расчетная комбинация из танка каждого вида груза. Для этого составляется таблица, в которую заносятся танки по каждому виду груза или топлива с указанием их характеристик

    Для танкера учитывается влияние свободной поверхности всех танков.

    Влияние свободной поверхности топливных цистерн можно не учитывать. В нашем случае основным грузом является асбест в мешках, который не имеет свободной поверхности. Поэтому расчеты на влияние свободной поверхности на начальную остойчивость судна не производим.

    N n/n

    Название помещения

    Масса груза, Р, т

    Плечо до миделя, Х, м

    Момент, MХ, тм

    1

    Трюм №1

    768,3

    35,4

    27197,82

    2

    Трюм №2

    804,6

    9,8

    7885,1

    3

    Трюм №3

    804,6

    9,8

    7885,1

    4

    Трюм №4

    792,5

    36,1

    28609,25

    5

    Топливо ПБ

    55,3

    -32,31

    -1786,74

    6

    Топливо ЛБ

    55,3

    -32,31

    -1786,74

    7

    Провизия

    0,9

    -35,52

    -31,97

    8

    Смазочное масло

    3,4

    -37,07

    -126,04

    9

    Пресная вода ПБ

    11,25

    -46,68

    -525,15

    10

    Пресная вода ЛБ

    11,25

    -46,68

    -525,15

    Сумма

    3307,4

    66795,48

    Nn/n

    Расчетные величины

    Значения расчетных величин

    1

    ?

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    2

    0

    0,17

    0,34

    0,5

    0,64

    0,77

    0,87

    0,94

    0,96

    3

    0

    0,54

    1,06

    1,56

    2

    2,38

    2,71

    2,92

    2,99

    4

    c пантокарен

    0

    1,33

    3,7

    4,7

    6,2

    7,2

    7,6

    7,85

    7,73

    5

    (4) — (3)

    0

    0,79

    2,64

    3,15

    4,2

    4,82

    3,89

    3,93

    3,74

    6

    0

    0,79

    3,43

    6,57

    10,77

    15,59

    19,48

    23,41

    27,15

    7

    0

    0,07

    0,3

    0,57

    0,94

    1,36

    1,69

    2,04

    2,36

    • 1.10 Расчет посадки и проверка остойчивости судна к концу рейса
    • Расчет посадки и начальной остойчивости к концу рейса
    • К концу рейса расходуется 90% и более запасов, что вызывает изменение посадки и остойчивости.
    • Израсходованные запасы рассматривают как снятый малый груз, поэтому изменение посадки рассчитывается по схеме расходования малого груза в следующей последовательности;
    • составляется таблица израсходованных за рейс запасов(90% РЗ)
    • Таблица 1.6
    • Таблица израсходованных запасов
    • n/n

      Запасы и их расположение

      Масса израсходованных запасов, т

      Плечи

      Моменты

      Х, м

      Z, м

      Мх, тм

      Мz, тм

      1.

      Топливо ПБ

      49,77

      -32,31

      2,91

      -1608,07

      144,83

      2

      Топливо ЛБ

      49,77

      -32,31

      2,91

      -1608,07

      144,83

      3

      Провизия

      0,81

      -35,52

      7,45

      -28,77

      6,03

      4

      Смазочное масло

      3,06

      -37,07

      0,26

      -113,43

      0,8

      5

      Пресная вода ПБ

      10,13

      -46,68

      2,19

      -472,87

      22,18

      6

      Пресная вода ЛБ

      10,13

      -46,68

      2,19

      -472,87

      22,18

      123,67

      -34,8

      2,76

      -4304,08

      340,86

      Всего израсходовано

      еRЗАП

      C3

      Z3

      ??Х

      еMZ

      • — рассчитывается водоизмещение судна к концу рейса:
      • = 13,73 т,
      • — определяется изменение средней осадки:
      • = -0,213 м,
      • — определяется Т2 к концу рейса:
      • = 5,39 м,
      • — рассчитывается поперечная метацентрическая высота:
      • = 15,39 м,
      • — рассчитывается продольная метацентрическая высота:
      • = 330,19 м,
      • — рассчитывается угол дифферента от расхода запасов:
      • = -0,00072,
      • — определяется осадка носом и кормой:
      • = 5,23 м,
      • = 5,53 м,
      • определяется дифферент:
      • = -0,3 м.
      • Расчет осадок ТН2 и ТК2 необходимо также произвести по диаграмме изменение осадок и сравнить с рассчитанными выше:
      • — определяется осадка ТК2 и ТН2 с помощью графика изменения осадок оконечностей от приема 100 т груза:
      • = 5,78 м; = 5,11 м,
      • где: dТН = -23,09 см и dТК = 48,41 см — определяют по графику изменения осадки носом и кормой при приеме 100 т. груза в точку с абсциссой, равной ХЗ.
      • Перестроение диаграмм статической и динамической остойчивости с учетом расхода запасов
      • Плечо статической остойчивости после приема груза вычисляется по формуле:
      • При снятии груза ( расходование запасов ) ??З и ?Т2 принимаются со знаком “- “, тогда l будет равно:
      • где: K1 и К2 — численные значения, получаемые после преобразования уравнения для плеча:
      • = 1,024; = 0,66.
      • Расчет диаграммы статической и динамической остойчивости к концу рейса удобно производить в табличной форме — табл.1.8
      • Таблица 1.7
      • №п/п

        Расчётные величины

        Значения расчётных величин

        1.

        и°

        0

        10

        20

        30

        40

        50

        60

        70

        80

        2.

        sinи

        0

        0,174

        0,342

        0,5

        0,643

        0,766

        0,866

        0,940

        0,985

        3.

        l

        0

        0,91

        1,92

        2,63

        2,97

        2,97

        2,56

        2,21

        1,73

        4.

        К1l

        0

        0,93

        1,97

        2,69

        3,04

        3,04

        2,62

        2,26

        1,77

        5.

        к2 sinи

        0

        0,11

        0,23

        0,33

        0,42

        0,51

        0,57

        0,62

        0,65

        6.

        l1 = K1l -K2Sinи

        0

        0,82

        1,74

        2,36

        2,62

        2,54

        2,05

        1,64

        1,12

        7.

        У lинт

        0

        0,82

        2,56

        4,92

        7,54

        10,07

        12,12

        13,77

        14,89

        8.

        ld = ? /2 * Уlинт

        0

        0,14

        0,44

        0,86

        1,31

        1,75

        2,11

        2,4

        2,59

        • После расчета l1 и ld1 строятся диаграммы статической и динамической остойчивости и производится проверка остойчивости по правилам Регистра.
        • Проверка остойчивости к концу рейса
        • Проверка остойчивости производится в следующей последовательности.
        • Определяются:
        • кренящий момент от действия ветра:
        • = 263,12 тм,
        • где:
        • = 726,06 кв.м, — площадь парусности после расходования запасов: = -0,213;
        • Pv= 105,1 — удельное давление ветра (из табл. 2.1.2.2 части IV Правил);
        • = 3,45 м — плечо парусности (возвышение Ц.П. над действующей ватерлинией).

        • Минимальный опрокидывающий момент определяется по диаграмме динамической остойчивости, перестроенной с учетом расхода запасов.
        • Производится проверка остойчивости после расходования запасов (критерий погоды, метацентрическая высота, параметры ДСО).

        • Далее делается вывод о степени удовлетворения остойчивости требованиям правил Регистра в рассматриваемом варианте загрузки:
        • — определяем минимальный опрокидывающий момент с помощью диаграммы динамической остойчивости, построенной с учётом запасов:
        • Мопр = lопр?2 = 0 (тм),
        • где lопр= 1,55 м — плечо опрокидывающего момента (с ДДО).

        • — рассчитываем значение критерия погоды:
        • K = = ,01 ? 1
        • -метацентрическая высота h2 = 15,39 м > 0
        • — параметры диаграммы статической остойчивости
        • lмах = 2,6 м ? 0,2 м
        • имах = 40° ? 30°
        • из= 114° ? 60°
        • Следовательно остойчивость судна удовлетворяет требованиям правил Регистра.

        Характеристики

        Значения характеристик

        B/l

        ?

        0,1

        0,2

        0,3

        0,4

        0,5

        0,6

        0,7

        0,8

        K1

        ?

        0,98

        0,96

        0,92

        0,87

        0,81

        0,73

        0,65

        0,57

        B/l

        0,9

        1

        1,1

        1,2

        1,3

        1,4

        1,5

        1,6

        K1

        0,5

        0,38

        0,3

        0,24

        0,17

        0,12

        0,06

        0.04

        T/l

        0

        0,1

        0,2

        0,3

        0,4

        0,5

        0,6

        0,7

        1

        1

        0,57

        0,3

        0,16

        0,08

        0,04

        0,02

        0,01

        0,01

    Определение ходового времени и судовых запасов на рейс. Параметры водоизмещения при начальной посадке судна. Распределение запасов и груза. Расчет посадки и начальной остойчивости судна по методу приема малого груза. Проверка продольной прочности корпуса.

    контрольная работа