Чем характеризуется посадка судна

Обновлено: 07.07.2024

ЖАНРЫ 360
АВТОРЫ 281 875
КНИГИ 668 668
СЕРИИ 25 750
ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 620 476

В данной книге представлены методики практических расчетов посадки и дифферента грузовых судов для различных вариантов погрузки и выгрузки в процессе эксплуатации. Все формулы, применяемые для практических расчетов, содержат данные, которые имеются в Информации об остойчивости всех грузовых судов и поэтому легко применимы для решения задач по посадке и изменению дифферента на различных типах судов независимо от их размеров. В зависимости от требуемой точности некоторые расчеты могут быть сокращены. Для тех судоводителей, которые не имеют достаточного опыта выполнения расчетов посадки и дифферента данные методики значительно облегчат работу.

Посадка судна – это положение судна относительно спокойной поверхности воды.

Посадка определяется параметрами положения плоскости действующей ватерлинии относительно судна.

К этим параметрам относятся:

1. Средняя осадка судна – аппликата точки пересечения плоскости действующей ватерлинии с осью Z. Средняя осадка обычно обозначается Тср.

2. Угол дифферента – угол между следом действующей ватерлинии на диаметральной плоскости судна и осью X. Угол дифферента обычно обозначается Ψ.

3. Угол крена – угол между следом действующей ватерлинии на плоскость мидель-шпангоута и осью Y. Угол крена обычно обозначается θ.

На практике в расчетах посадки судна углом дифферента Ψ не пользуются. Дифферент судна находят как разность осадок носом и кормой.

Основная цель расчетов посадки судна состоит в определении осадок судна при различных случаях его загрузки.

Рис. 1. Посадка судна без дифферента и крена.

Рис. 2. Посадка судна с дифферентом.

Рис. 3. Посадка судна с креном.

На фото грузовой теплоход река-море плавания на ровном киле.

Для того чтобы грузовое судно могло выдерживать, не опрокидываясь, воздействие ветра и волн, оно должно иметь достаточный запас плавучести.

Запасом плавучести называется объем водонепроницаемой части корпуса судна, расположенного выше соответствующей сезонной грузовой ватерлинии ГВЛ.

Запас плавучести определяет массу грузов (или воды), которую судно, плавающее по ГВЛ, может принять до полной потери плавучести.

Основным критерием запаса плавучести является высота надводного борта, достаточная для обеспечения безопасного плавания в определенных районах и в определенное время года.

Высота надводного борта устанавливается Классификационным обществом, осуществляющим надзор за техническим состоянием судна, на основании Международной конвенции о грузовой марке. Необходимо отметить, что требования данной конвенции, не распространяется на суда, которые осуществляют плавание исключительно в пределах Каспийского моря, Великих Американских озер и по реке Святого Лаврентия, по рекам Ла-Плата, Парана и Уругвай. Все данные о разрешенной для данного грузового судна высоте надводного борта указываются в Международном свидетельстве о грузовой марке (International Load Line Certificate), которое выдается Классификационным обществом.

Пример Международного свидетельства о грузовой марке судна.

На рисунке изображение грузовой марки сухогрузного судна в Международном Свидетельстве о Грузовой Марке.

На каждом грузовом судне, выполняющем международные рейсы, обязательно должен быть, как минимум один экземпляр последнего издания Международной конвенции о грузовой марке. В настоящее время действует Международная Конвенция о Грузовой Марке 1966 года, измененная протоколом 1988 года к ней (КГМ 66/88), пересмотренная в 2003 году) с поправками. (International Convention on Load Lines, 1966, as amended by the 1988 Protocol relating thereto (LL 66/88) (revised in 2003), as amended).

Для контроля высоты надводного борта в условиях эксплуатации на каждом борту грузового судна, на мидель-шпангоуте, наносят грузовую марку.

Грузовая марка

Грузовая марка наносится по правилам, изложенным в Международной конвенции о грузовой марке 1966 года, измененной протоколом 1988 года к ней (КГМ 66/88) (пересмотренной в 2003 г.) с поправками.

Правила предполагают, что характер груза и размещение груза, балласта, запасов и так далее, обеспечивают достаточную остойчивость судна и не создают в его конструкциях чрезмерных напряжений. Также соблюдаются требования по остойчивости и делению судна на отсеки.

Общая конструктивная прочность судна должна быть достаточной для осадки, соответствующей назначенному надводному борту.

Суда должны соответствовать стандартам остойчивости в неповрежденном состоянии, изложенным в Резолюции ИМО А. 749 (18) – Кодекс об остойчивости в неповрежденном состоянии для всех типов судов, принятом в ноябре 1993 г., дополненного поправками резолюцией Комитета по безопасности ИМО MSC.267(85) 4 декабря 2008 года и вступившего в силу 1 июля 2010 года. (Resolution A.749(18) – Code on Intact Stability for all types of ships covered by IMO instruments, November 1993, as amended by MSC.75(69) adopted in May 1998. This Code was updated by res. MSC.267(85) on 4 December 2008, expected applicable from 1 July 2010.)

Если специально не предусмотрено иное, то правила Конвенции о грузовой марке применяются к судам, кили которых были заложены или находились в стадии постройки на 1 января 2005 года и после этой даты.

Для судов, кили которых были заложены, или которые находились в стадии постройки на 1 января 2005 года, применяются требования Международной конвенции о грузовой марке 1966 года, измененной Протоколом 1988 года, принятым Международной конференцией по Гармонизированной системе освидетельствований и оформления свидетельств 1988 года.

Грузовая марка состоит из палубной линии, знака грузовой марки и марочной гребенки.

Палубная линия – это горизонтальная линия длиной 300 миллиметров и шириной 25 миллиметров. Наносится на миделе, с каждого борта судна. От верхней кромки палубной линии измеряется высота установленного надводного борта судна. Положение палубной линии и точка от которой устанавливаются сезонные высоты надводного борта во всех случаях указывается в Международном свидетельстве о грузовой марке.

Грузовая марка – это специальный знак, который наносится на борта судна на мидель-шпангоуте и обозначает сезонные высоты надводного борта установленные для данного судна в соответствии с Международной конвенцией о грузовой марке.

Он представляет собой круг с наружным диаметром 300 миллиметров и шириной 25 мм пересеченный по середине горизонтальной линией длиной 450 мм и шириной 25 мм. Верхняя кромка линии проходит точно через середину круга. Расстояние от верхней кромки горизонтальной линии до верхней кромки палубной линии обозначает минимально допустимую высоту летнего надводного борта судна. Над горизонтальной линией, слева и справа от круга, как правило, навариваются буквы, обозначающие Классификационное общество, осуществляющее надзор за данным судном. Должно быть не более четырех букв, являющихся начальными буквами названия организации. Высота букв 115 мм, а ширина 75 мм.

Посадкой судна называется положение его по отношению к поверхности спокойной воды. В общем случае посадка характеризуется системой параметров Т_м , θ и ψ (рис. 1.4), предложенной В. Г. Власовым, в которой Т_м - расстояние ОА от основной плоскости до точки пересечения произвольной ватерлинии с осью Oz (θ - угол крена, составляемый следом АВ ватерлинии на плоскости мидель - шпангоута с осью Оу (положительный при наклонении на правый борт); ψ - угол дифферента, составляемый следомВЛ ватерлинии на ДП с осью Ох (положительный при дифференте на нос). Параметры посадки Власова получили в статике корабля наибольшее распространение, так как они измеряются в главных плоскостях теоретического чертежа, что очень удобно.

Рис. 1.4 Параметры посадки судна

Рассмотрим некоторые частные случаи посадки судна.

1. Основная плоскость (хОу) горизонтальна, плоскость мидель–шпангоута ( yOz ) и ДП (хО z ) вертикальны. Судно сидит без крена (прямо) и на ровный киль (угол крена θ = 0 и угол дифферента ψ = 0) (рис.1.5). В этом случае посадка судна характеризуется лишь одним параметром - осадкой Т = Т_м.

Рис. 1.5. Посадка судна прямо и на ровный киль

2. Плоскость мидель-шпангоута ( yOz ) вертикальна, ДП (хО z ) наклонена на угол θ, основная линия, проходящая через прямолинейный участок киля, горизонтальна (рис.1.6). Судно считается сидящим на ровный киль, но с креном. Посадка характеризуется осадкой на миделе Т_м, осадками на правом Т_п и на левом Т_л бортах, а также углом крена θ. При этом в полусвязанной сис-теме координаты точек правого борта равны х, , , а левого - х, , .

Рис. 1.6. Посадка судна на ровный киль с креном

3. Диаметральная плоскость ( xOz ) вертикальна, а плоскость мидель-шпангоута (уО z ) наклонена. Основная линия, а также первоначальная ватерлиния В₀Л₀ (ее называют накрашенной) образуют с горизонтальной плоскостью угол дифферента ψ). Судно считается сидящим прямо, но с дифферентом и его посадка характеризуется осадкой Т_и и углом ψ) (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Посадка судна прямо с дифферентом

При малых дифферентах судно вращается так, что центр тяжести площади начальной ватерлинии F , лежащий на расстоянии от плоскости мидель-шпангоута, остается неподвижным. Так как осадка в этом сечении равна Т, всоответствии с рис. 1.7 для осадки на носовом перпендикуляре можно записать

а на кормовом -

Изменение осадки на носовом перпендикуляре можно определить, считая, что линия форштевня в пределах изменения осадки вертикальна. Из Δ FEA получим δТ_н = АЕ = FE tgψ , или

Соответственно из Δ FE ₁ A ₁ получим

На основании формул (1.10) и (1.11)

Т_н = T + tgψ ; (1.12)

В выражения (1.10), (1.11) величины и ψ подставляются со своими знаками.

При проведении расчетов часто необходимо знать осадку на каком-либо шпангоуте, находящемся на расстоянии от мидель-шпангоута.

С помощью рис. 1.7 можно записать по аналогии с формулой (1.12)

Т _i = T + tgψ . (1.14)

Для мидель-шпангоута x _i = 0 , и из выражения (1.14) следует

T _м = T – x _f tgψ . (1.15)

Осадку носом и кормой и осадку на i-м шпангоуте можно выразить через осадку на мидель - шпангоуте, если выражение (1.15) подставить в формулы (1.12) и (1.13):

Т_н = T _м + tgψ ; tgψ ; Т _i = T _м + tgψ . (1.16)

Разность между Т_н и Т_к называется линейным дифферентом Δ, равным

Δ = Т_н - Т_к = L tgψ . (1.17)

Так как угол ψ положителен при наклонении на нос, то линейный дифферент будет также положительным, а при наклонении на корму - отрицательным.

4. Плоскость мидель-шпангоута yOz наклонена, диаметральная плоскость xOz наклонена на угол . Первоначальная В₀Л₀ образует с горизонтальной плоскостью угол дифферента (рис. 1.8). Считается, что судно сидит и с креном, и с дифферентом (общий случай посадки).

Рис. 1.8. Посадка судна с креном и дифферентом

В этом случае посадка определяется осадками на правом и левом борту , и осадками носом и кормой , причем

В полусвязанной системе координат шпангоутное сечение накрененного судна можно рассматривать так же, как и в прямом положении и применять все формулы, выведенные при θ = 0. При этом осадка, отсчитываемая по оси , в каждом сечении с абсциссой x _i будет равна

где = Т_м cos θ ; tg = tg ψ cos θ . Осадка и дифферент по своему физическому смыслу не отличаются от осадки и дифферента судна, находящегося в прямом положении. Можно представить себе несимметричный по отношению к плоскости xOz корпус судна, у которого осадка - осадка на мидель-шпангоуте, а угол между плоскостью действующей ватерлинии и плоскостью хОу представляет собой угол дифферента , значение которого положительно при дифференте на нос.

Для решения некоторых задач статики требуется иметь уравнение плоскости ватерлинии в системе координат Oxyz . В общем случае это уравнение можно записать следующим образом:

F (х, у, z ) = Ах + By + Cz + D = 0 .

Если использовать параметры посадки В. Г. Власова, получим, что А = tgψ ; В = tg θ; С = -1; D = Т_м , и уравнение плоскости ватерлинии окончательно запишется в виде:

F (х, у, z ) = x tg ψ + у tg θ - z + Т_м = 0 .

В аналитической геометрии доказано, что угол α между плоскостью ватерлинии и ОП, равный углу между нормалью к плоскости ватерлинии и осью Oz , определяется из выражения

Посадкой называется положение судна относительно спокойной поверхности воды. Положение действующей ватерлинии относительно корпуса, а значит, и посадку судна в общем случае определяют три параметра:

- d - средняя осадка (осадка на миделе);

- D_f - дифферент (разность осадок носом и кормой);

- Θ - угол крена - наклонение судна в плоскости мидель-шпангоута.

Наклонение судна в диаметральной плоскости можно выразить также и через угол дифферента Ψ.

Угол дифферента связан с дифферентом D_f

При малом значении угла Ψ можно считать, что

tg Ψ 0 Ψ Ψ 0 /57,3 0 , тогда Ψ 0 = 57,3 0

При принятой системе координат положительным считается дифферент на нос (Ψ >0), а угол крена - на правый борт (Θ >0).

Возможны следующие случаи посадки:

А. Судно плавает прямо и на ровный киль (Θ = 0, Ψ = 0). В этом случае посадка характеризуется только одним параметром - средней осадкой d.

Б. Судно плавает прямо, но с дифферентом (Θ = 0, Ψ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами в одном из следующих сочетаний:

- средней осадкой d и углом дифферента Ψ;

- средней осадкой d и дифферентом D_f;

- осадками носом d_н и кормой d_к, измеряемые соответственно на носовом и комовом перпендикулярах.

Названные выше параметры связаны между собой следующими зависимостями:

В. Судно плавает на ровный киль, но с креном (Ψ = 0, Θ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами - средней осадкой d и углом крена Θ.

Г. Общий случай посадки (судно плавает с креном и дифферентом). Посадка характеризуется тремя параметрами в одном из следующих сочетаний:

Для контроля за осадкой судна при изменении его нагрузки, а также для определения его дифферента используют марки углубления.

Марки углубления наносят на обоих бортах судна в носу и

корме, а также в районе мидель-шпангоута. Высота цифр, измеренная по нормали к ОП, равна 1 дм (100 мм), расстояние между ними также 1 дм (100 мм), или соответственно 50 мм и 50 мм; при нанесении марок углублений в футах высота цифр и интервал между ними принимаются равными 0,5 футам (6 дюймам). Метрические марки наносятся арабскими цифрами, футовые - римскими (рис.1.5). По маркам углубления замеряют габаритную осадку, т.к. нижняя кромка каждой цифры показывает расстояние по вертикали до нижней кромки горизонтального киля. Кроме того, марки углубления не обязательно располагаются на носовом и кормовом перпендикулярах судна.

Рисунок 1.5 − Марки углублений

При отсутствии указанной шкалы осадки на перпендикулярах определяются по формулам:

где d_нм и d_км - отстояние от основной плоскости нижней кромки киля в плоскостях носовых и кормовых марок углубления (знак плюс, когда кромка проходит ниже основной плоскости, минус - выше ос-

l₁ и l₂ - отстояние носовых и кормовых марок углубления от плоскости мидель-шпангоута.

Рисунок 1.6 − Шкала, связывающая осадки на перпендикулярах с осадками на марках углубления

На некоторых судах для определения осадок устанавливаются осадкомеры, показания от которых автоматически передаются на мостик.

Угол крена на судах замеряется кренометром. Для замера угла дифферента некоторые суда могут иметь специальные приборы - дифферентометры.

Посадкой судна называется его положение относительно спокойной поверхности воды. Посадка характеризуется поперечным наклонением — углом крена θ и продольным — углом дифферента φ.

Марками осадок называются знаки, наносимые на штевнях судна (а на длинных судах и на миделе), по которым определяют осадки судна. Марки осадок наносят либо в метрической системе (рис. 133, а) (высота цифр и промежутков между ними 10 см = 1 дм), либо в футах (рис. 133, б) (высота цифр и промежутков равна 1/2 фута или 6 дюймам). Значение осадки соответствует нижней кромке цифр.

Литература

Устройство и основы теории морских судов - Горячев А.М., Подругин Е.М. [1983]

Посадкой наз. положение судна относительно спокойной поверхности воды. В общем случае посадка судна определяется параметрами, фиксирующими положение судна относительно поверхности воды или положение ватерлинии относительно судна.

Рис.5 Посадка судна.

Если диаметральная плоскость наклонена на некоторый угол к вертикальной плоскости, то таким параметром будет угол θ,который наз. углом крена (Рис.5 а); если плоскость мидель – шпангоута наклонена на некоторый угол по отношению к вертикальной плоскости, то таким параметром будет угол ψ,называемый углом дифферента (Рис.5 б).

Посадку судна в общем случае определяют три параметра:

- d – средняя осадка (осадка на миделе), м ;

- D_f – дифферент (разность осадок носом и кормой D_f = d_н – d_к ), м;

-θ – угол крена – (наклонение судна в плоскости мидель – шпангоута), град.;

Угол дифферента связан с дифферентом D_f :

tg ψ = (d_н – d_к) /L = D_f/L

При малом значении угла ψ можно считать, что tg ψ ○ ≈ ψ ○ ≈ ψ ○ /57 ○ ,3,тогда ψ ○ = 57 0 ,3(D_f / L).

При принятой системе координат положительным считается дифферент на нос (ψ > 0),а угол крена на правый борт (θ> 0).

Возможны следующие случаи посадки:

А. Судно плавает прямо и прямо на ровный киль (θ = 0, ψ = 0).В этом случае посадка характеризуется только одним параметром – средней осадкой d.

Б. Судно плавает прямо, но с дифферентом (θ = 0, ψ ≠ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами в одном из следующих сочетаний:

- средней осадкой d и углом дифферента ψ;

- средней осадкой d и дифферентом D_f;

- осадками носом d_н и кормой d_к, измеряемые соответственно на носовом и кормовом перпендикулярах.

Названные выше параметры связаны между собой следующими зависимостями:ψ ○ = 57 0 ,3(d_н – d_к / L) ; d = (d_н + d_к) /2

В.Судно плавает на ровный киль, но с креном ( ψ = 0, θ ≠ 0). В этом случае посадка характеризуется двумя параметрами – средней осадкой d и углом крена θ.

Г.Общий случай посадки(судно плавает с креном и дифферентом). Посадка характеризуется тремя параметрами в одном из следующих сочетаний:

d , ψ иθ ; d_н , d_киθ ; d , D_fиθ.

Для контроля за осадкой судна при изменении его нагрузки, а также для определения его дифферента используют марки углубления. Марки углубления наносят на обоих бортах судна в носу и на корме, а также в районе мидель – шпангоута. Высота цифр, измеренная по нормам к ОП, равна 1дм (100 мм), расстояние между ними также 10 см, или соответственно 50 мм и 50 мм; при нанесении марок углублений в футах высота цифр и интервал между ними принимают равными 0,5 футам (6 дюймам). Метрические марки наносятся арабскими цифрами, футовые – римскими (Рис.6)

Рис. 6 Марки углублений (осадок).

По маркам углубления замеряют габаритную осадку т. к. нижняя кромка каждой цифры показывает расстояние по вертикали до нижней кромки горизонтального киля. Кроме того, марки углубления не обязательно располагают на носовом и кормовом перпендикулярах судна.

При отсутствии указанной шкалы осадки на перпендикулярах определяются по формулам:

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие параметры определяют посадку судна ?

2. Какие случаи посадки характерные для судов?

3. Для чего, где и как наносятся марки углубления?

4. Имеется ли разница между осадками снятыми по маркам углубления и осадок рассчитываемых в судовой документации и в чем она заключается?

Читайте также: