Расчётный объёмный кренящий момент от поперечного смещения зерна, отнесённый к единице длины грузового помещения, в соответствии с
Правилами Регистра, определяется по формуле:
МLy = Sпуст . yпуст (4.11)
где Sпуст - площадь перемещающейся пустоты, м2;
yпуст - поперечное перемещение пустот, м.
Для вычисления Sпуст воспользуемся формулой:
Sпуст1 = (b2* tg150)/2 (4.12)
Sпуст2 = Bтр . 0,1 (4.13)
где Sпуст1 - начальная площадь пустоты, м2;
Sпуст2 - площадь пустоты после смещения, м2;
b - ширина пустоты по крышке люка;
Bтр - ширина трюма, Bтр = 9,9 м (определяется по рисунку 1.1 с учетом масштаба по ширине);
Sпуст2 = 9,9* 0,1 = 0,99 м2
Sпуст2= Sпуст1
0,99 = b2/2 * tg150 = b2/2*0,27
b2 = 1,01/0,134 = 7,54 м2
b = 2,7 м
Поперечное смещение пустоты упуст вычисляется по формуле (из Рисунка 4.8):
yпуст = Bтр - Bтр/2 - b/3
yпуст = 9,9-9,9/2-2,7/3 = 4,05 м
Используя формулу (4.11), найдём расчётный кренящий момент MLy:
MLy = 0,99*4,05= 4,01 м3
Плечо расчётного кренящего момента
определяется по формуле:
(4.14) где М - водоизмещение судна, т (см. Часть 2)
- длина всех трюмов,
= 61 м (определяется по рисунку 1.1 с учетом масштаба по длине);
mзерн - удельный погрузочный объём зернового груза, м3/т;
k =1,06 для полностью загруженного трюма, k =1,12 для частично загруженного трюма
Удельный погрузочный объём m кукурузы равен 1,4 м3/т
Из формулы (4.12) получаем:
Для проверки остойчивости после смещения зерна в обоих случаях на график статической остойчивости (Рисунки 4.9, 4.11) наносят график кренящего момента. График кренящего момента в соответствии с Правилами Регистра судоходства представляется прямой линией, проведенной через точки с координатами Q =00;
и
Q =40
0;
. Статический угол крена от смещения зерна определяется по диаграмме статической остойчивости.
Остаточная площадь диаграммы после смещения зерна Sост вычисляется по диаграмме статической остойчивости численными методами.
Рисунок 4.9 - Диаграмма статической остойчивости в случае полного заполнения трюмов.
Остаточную площадь диаграммы определим из заштрихованного прямоугольного треугольника: 
град.м.=0,157 рад.м., что больше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м).б) Рассмотрим второй случай, когда предусматривается частичное заполнение трюмов. В случае частичной загрузки трюмов (Рисунок 4.10) условный расчётный угол смещения поверхности зерна принимается равным 250.
Расчётный объёмный кренящий момент от поперечного смещения зерна, отнесённый к единице длины грузового помещения, в соответствии с Правилами Регистра, определяется по формуле (4.11)
Для вычисления Sпуст воспользуемся формулой:
Sпуст = (B2тр*tg250)/8 (4.15)
где Sпуст - площадь пустоты после смещения, м2
Bтр - ширина трюма, Bтр = 9,9 м
Sпуст =9,92/8*0,466 = 5,71 м2.
Рисунок 4.10 - Схема перемещения зерна в случае частичного заполнения трюма.
Поперечное смещение пустоты упуст вычисляется по формуле (из Рисунка 4.10):
упуст = Bтр- Bтр/6- Bтр/6
упуст = 9,9-9,9/6-9,9/6 = 6,6 м
Используя формулу (4.9), найдём расчётный кренящий момент MLy:
MLy = 5,71*6,6=37,69 м3
Плечо расчётного кренящего момента определяется по формуле (4.14)
| |
Рисунок 4.11 - Диаграмма статической остойчивости в случае частичного заполнения трюмов
Остаточную площадь диаграммы определим из заштрихованного прямоугольного треугольника:
град.м. =0,051 рад.м., что меньше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м.).Проверка требований остойчивости судна в соответствии с Правилами Регистра судоходства:
Согласно «Международного зернового кодекса» и отечественным правилам перевозки зерна характеристики остойчивости судна, после смещения зерна, должны удовлетворять следующим требованиям:
· угол статического крена судна qд от смещения зерна не должен превышать 12° или угла входа палубы в воду qd, если он меньше 12°.
· остаточная площадь Sост диаграммы статической остойчивости между кривыми восстанавливающих и кренящих плеч до угла крена, соответствующего максимальной разности между ординатами двух кривых qmax или 40°, или угла заливания qзал в зависимости от того, какой из них меньше, при всех условиях загрузки должна быть не менее 0,075 м. рад.
У судов типа «Амур» угол заливания равен qзал = 29,12о.
В случае полного заполнения трюмов угол статического крена судна Qст равен 1,20, а это меньше 120. Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,19 рад.м., что больше 0,075 рад.м.
Следовательно, можно сделать вывод, что в случае полного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна удовлетворяют всем требованиям.
В случае частичной загрузки трюмов угол статического крена судна Qд равен 12,70, а это больше 120. Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,051 м.рад, что меньше 0,075 м.рад.
Тогда, делаем вывод, что в случае частичного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна не удовлетворяют всем требованиям.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЗОН БОРТОВОЙ, КИЛЕВОЙ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОЙ
ДИАГРАММЫ Ю.В. РЕМЕЗА.
5.1 Определение периодов собственных бортовых, килевых и
вертикальных колебаний судна в заданном случае нагрузки.
Значительное возрастание амплитуд бортовых и килевых колебаний судна наблюдается на нерегулярном волнении при совпадении среднего кажущегося периода волн и периода бортовой, килевой или вертикальной качки.
Собственные периоды различных видов качки определяются по формулам
- для бортовой качки; (5.1)
- для килевой и вертикальной качки (5.2) где Тq, Тy, Тz - периоды бортовой, килевой и вертикальной качки
соответственно, с;
В - ширина судна; В = 13,43 м (см. Часть 1);
d - осадка судна; d = 4 м (см. Часть 1);
с - инерционный коэффициент судна; с = 0,8 с/м1/2
h - метацентрическая высота судна; h = 1,40 м (см. Часть 2)
Тогда, используя формулу (5.1), найдём период бортовой качки:
, Тq = 9,08 с
Используя формулу (5.2), найдём период килевой и вертикальной качки:
Тy = Тz = 2,4.41/2 = 4,8 с
5.2. Определение резонансных сочетаний курсовых углов и скоростей судна для бортовой и килевой качки при волнении с интенсивностью 4 и 6 баллов.
Найдём расчётную длину волны по формуле:
(5.3) где tо - средний период нерегулярных волн, c;
kl - коэффициент, учитывающий степень нерегулярности волнения;
kl принимается kl = 0,78.
Период tо может быть вычислен по следующей формуле:
(5.4)где h3% - определяется по шкале Бофорта.
Расчет производится для волн, высота которых соответствует 4 и 6
балльному волнению.
