Грузовой план судна Определение основных (стр. 3 из 4)
Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения
| Статьи нагрузки | Масса (т) | Плечи (м) | Моменты (тм) | ||
| X | Z | Мx | Mz | ||
| НА МОМЕНТ ОТХОДА | |||||
| Судно перед загрузкой | 1286 | -9,85 | 4,72 | -12667,1 | 6069,9 |
| Судовые запасы | 191,5 | 0,16 | 1,99 | 31,6 | 381,1 |
| Перевозимый груз | 1361,8 | 4,72 | 3,54 | 6427,1 | 4821,5 |
| Судно после загрузки | 2839,3 | -2,19 | 3,97 | -6208,4 | 11272,5 |
| НА МОМЕНТ ПРИХОДА | |||||
| Судно порожнем | 1286 | -9,85 | 4,72 | -12667,1 | 6069,9 |
| Запасы | 109,7 | 29,46 | 2,35 | 3231,8 | 257,5 |
| Груз | 1361,8 | 4,72 | 3,54 | 6427,1 | 4821,5 |
| Итого: | 2757,5 | -1,09 | 4,11 | -3008,2 | 11148,9 |
Для водоизмещения судна после загрузки D = 2839,3 т и плотности воды gи=1,0 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср.
Грузовая шкала построена для плотности γ≠γи, то следует учесть поправку к средней осадке Т`ср, определённой по грузовой шкале, на плотность воды:
(1.8)
где g = 1,0 т/м3 – плотность, для которой построена грузовая шкала;
Т`ср = 2,92 м – средняя осадка по грузовой шкале при g = 1,0 т/м3;
δ = 0,82 – коэффициент полноты водоизмещения;
α= 0,89 – коэффициент полноты площади ватерлинии.
ΔТо = (1,0–1,023)/1,0·0,834/0,862·2,92= -0,06 м
Тср = 2,92 м – 0,06 м = 2,86 м на отход
ΔТп = (1,0–1,016)/1,0·0,834/0,862·2,85= -0,03 м
Тср = 2,85 м – 0,03 м = 2,82 м на приход
Для средней осадки Tcp1 = 2,86 м из информации по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин:
Xc1 = – 0,80 м – абсцисса центра величины;
Xf1 = -1,52 м – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;
Zc1 = 1,47 м – аппликата центра величины;
r1 = 4,9 м – поперечный метацентрический радиус;
R1 = 325 м – продольный метацентрический радиус;
a) Определяем момент, дифферентующий судно на 1 см на отход и приход по формуле:
(1.9)(1.9)
где D1 – водоизмещение судна в грузу;
H – продольная метацентрическая высота;
L – расчетная длина судна.
H = R1+Zc – Z g,
где Z g – аппликата центра тяжести.
H= 325 + 0,80 − 3,97 =321,8 м
М1 = 2839,3×321,8/100×110 = 83,1 тм/см (на отход)
М2 = 2757,5×321,8/100×110 = 80,7 тм/см (на приход)
б) Определение дифферента судна после загрузки в начале и конце рейса:
dн=D1·(Xg1-Xc1)/M·100 (1.10)
где Xg1 – абсциса центра тяжести судна.
dн =2839,3·(-2,19+0.80)/83,1·100= -0,47 м
dк=D2·(Xg1-Xc1)/M·100 (1.11)
dк =2757,5·(-1,09+0.80)/80,7·100= -0,10 м
В результате пересчета с учетом приема балласта мы добились приемлемого значения дифферента для судна.
Расчет посадки и остойчивости судна на отход и приход выполняется по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа и дублируется расчетами по диаграмме осадок носом и кормой.
Расчет посадки судна по грузовой шкале и гидростатическим кривым представлен в таблице 1.4
* Zm = Zc + r
Таблица 1.4
| Наименование величины и формулы | Обозначение | Значение величины | |
| отход | приход | ||
| Водотоннажность (т) | D | 2839,3 | 2757,5 |
| Абсцисса ЦТ судна (м) | Xg (дополнение 1) | -2,19 | -1,09 |
| Плотность забортной воды | Ρ (задание) | 1,023 | 1,016 |
| Осадка судна (м) | T (дополнение 3) | 2,86 | 2,82 |
| Момент, дифф. Судно на 1 см (т/см) | M1 (формула 1.9) | 83,1 | 80,7 |
| Абсцисса ЦВ судна (м) | Xc (дополнение 1) | -0,8 | -0,8 |
| Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м) | Xf (дополнение 1) | -1,52 | -1,52 |
| Аппликата поперечного метацентра (м) | Zm* (дополнение 1) | 6,37 | 6,37 |
| Коэффициент общей полноты | δ (дополнение 1) | 0,834 | 0,834 |
| Дифферент судна (м) | d=[D∙(Xg − Xc)/M]/100 | -0,47 | -0,10 |
| Осадка судна носом (м) | Tн = T – d (1/2 – Xf/L) | 2,62 | 2,77 |
| Осадка судна кормой (м) | Tк = T + d (1/2 + Xf/L) | 3,10 | 2,87 |
Для дальнейших расчетов принимаем значения величин, полученные при расчетах по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа.
Составление грузового плана судна. Расчет остойчивости судна. Составление диаграмм статической и динамической остойчивости судна
Расчет начальной метацентрической высоты производится по формуле:
h = Zm – Zg, (2.1)
где Zm – аппликата метацентра;
Zg – апликата центра тяжести.
По формуле (2.1) произведем расчет начальной поперечной метацентрической высоты для начала рейса и конца рейса:
с) Рассчитываем поперечную метацентрическую высоту:
h1= Zm – Zg1 = 6,37 – 3,97 = 2.40 м
h2= Zm – Zg2 = 6,37 – 4,11 = 2,26 м
Рассчитаем исправленную поперечную метацентрическую высоту:
h1,2 = Zc1,2 + p1,2 – Zg1,2 (м) (2.2)
где Zg1,2 = Z + Δmh, м
Δmh – поправка к метацентрической высоте на учет влияния свободных поверхностей (выбирается из приложения 2).
Таблица 2.1 – расчет параметров начальной остойчивости:
| Наименование величин | Обозначение | Формулы | Значения | |
| отход | приход | |||
| Водоизмещение | D | 2839,3 | 2757,5 | |
| Аппликата ЦТ судна | Zg | 3,97 | 4,11 | |
| Аппликата поперечного метацентра | Zm | 6,37 | 6,37 | |
| Неисправленная метацентрическая высота | h0 | h0 = Zm − Zg | 2,40 | 2,26 |
| Поправка к метацентрической высоте | Δh | Δh = ΣΔmh/D | 0,15 | 0,15 |
| Исправленная метацентрическая высота | h | h = h0 – Δh | 2,25 | 2,11 |
Проверку остойчивости выполняем по материалам «информации по остойчивости судна» по допустимым метацентрическим высотам:
максимальное плечо L > 0,2 м при Qmax = 30 град;
угол заката Qзак > 60 град;
исправленная метацентрическая высота h > 0.15 м;
критерий погоды ДО > 1;
угол крена от действия постоянного ветра Q < 15 град;
критерий ускорения ДО > 1.
Построение диаграммы статической остойчивости
В «Информации об остойчивости судна для капитана» имеется универсальная диаграмма статической остойчивости, предложенная профессором Г.Е. Павленко, т.е. она представляет собой набор диаграмм статической остойчивости для различных водоизмещении судна в диапазоне от водоизмещения порожним до водоизмещения в полном грузу. При использовании универсальной диаграммы плечи статической остойчивости l находятся непосредственно по чертежу для значений D, h и Q. Диаграмма построена с учётом влияния свободной поверхности жидких грузов на остойчивость.
Исходными данными являются:
Водоизмещение судна D1=2839,3 т и поперечная метацентрическая высота с учётом поправки Dmh на влияние свободной поверхности жидких грузов h1=2,25 м. Снятые плечи диаграммы статической остойчивости по метацентрической высоте и водоизмещению заносим в таблицу 1.6.
Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости. Для построения диаграммы динамической остойчивости в таблице производим расчёт плеч диаграммы динамической остойчивости. Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости. Плечо динамической остойчивости вычисляется по формуле:
Таблица 2.2 – Расчет диаграмм статической и динамической остойчивости
| Рассчитываемая величина | Значение расчетных величин | |||||||
| на отход | ||||||||
| Угол Q (град) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| Плечо статической остойчивости l (м) | 0 | 0,45 | 0,93 | 1,29 | 1,25 | 0,98 | 0,70 | 0,39 |
| Σинт l | 0 | 0,45 | 1,83 | 4,05 | 6,59 | 8,82 | 10,5 | 11,59 |
 | 0 | 0,04 | 0,16 | 0,35 | 0,57 | 0,77 | 0,91 | 1,01 |
| на приход | ||||||||
| Угол Q (град) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| Плечо статической остойчивости l (м) | 0 | 0,43 | 0,88 | 1,20 | 1,16 | 0,89 | 0,54 | 0,25 |
| Σинт l | 0 | 0,43 | 1,74 | 3,82 | 6,18 | 8,23 | 9,66 | 10,45 |
| 0 | 0,04 | 0,15 | 0,33 | 0,54 | 0,72 | 0,84 | 0,91 | |
Расчет параметров остойчивости судна
Проверка остойчивости по диаграмме моментов.
Определяем исправленный момент с учётом поправки на влияние жидких грузов со свободной поверхностью: