Посадка и остойчивость судна

Обновлено: 07.07.2024

Для определения посадки и остойчивости судна при произвольном перемещении грузов необходимо рассмотреть раздельно вертикальное, поперечное горизонтальное и продольное горизонтальное перемещение.

Необходимо помнить, что в начале следует выполнить расчеты, связанные с изменением остойчивости (вертикальное перемещение, подъем груза)

3.6.1 Вертикальное перемещение груза (рис.3.9) из точки 1 в точку 2 не создает момента, способного наклонить судно, и следовательно, его посадка не меняется (если только остойчивость судна при этом остается положительной). Такое перемещение приводит только к изменению по высоте положения центра тяжести судна. Можно сделать вывод, что данное перемещение приводит к изменению остойчивости нагрузки при неизменной остойчивости формы. Перемещение центра тяжести определяется по известной теореме теоретической механики:

где m – масса перемещаемого груза,

z₁ и z₂ – аппликаты ЦТ груза до и после перемещения.

Приращение метацентрических высот составит:

Судно после перемещения груза будет иметь поперечную метацентрическую высоту:

Вертикальное перемещение груза не приводит к значительному изменению продольной метацентрической высоты, ввиду малости δН по сравнению с величиной Н.

Рисунок 3.9 – Вертикальное Рисунок 3.10 – Поперечное горизонтальное

перемещение груза перемещение груза

3.6.2 Подвешенные грузыпоявляются на судне в результате подъема груза из трюма на палубу, приемом улова, выборкой сетей с помощью грузовых стрел и т.п. Влияние на остойчивость судна подвешенный груз (рис.3.9) оказывает аналогично вертикально перемещенному, только изменение остойчивости происходит мгновенно в момент отрыва его от опоры. При подъеме груза, когда натяжение в шкентеле станет равным весу груза, происходит мгновенное перемещение центра тяжести груза из точки 1 в точку подвеса (точку 2) и дальнейший подъем не будет оказывать влияние на остойчивость судна. Оценить изменение метацентрической высоты можно по формуле

где l = (z₂ – z₁) – первоначальная длина подвеса груза.

На небольших судах, в условиях пониженной остойчивости, подъем груза судовыми стрелами может представлять значительную опасность.

3.6.3 Поперечное горизонтальное перемещение грузамассой m (рис.3.10) приводит к изменению крена судна в результате возникающего момента m _кр с плечом (y₂ – y₁)cosΘ.

где y₁ и y₂ – ординаты положения ЦТ груза до и после перемещения.

Учитывая равенство кренящего m_кр и восстанавливающего моментов m_Θ, используя метацентрическую формулу остойчивости, получим: Δh sinΘ = m l_y cosΘ, откуда

Учитывая, что углы крена небольшие, можно считать, что

tgΘ = Θ = Θ 0 /57,3 0 ,

и формула примет вид:

Θ 0 = 57,3 0 m l_y /Δh.

Если до перемещения груза судно имело крен, то в данной формуле угол следует рассматривать как приращение δΘ 0

3.6.4 Продольное горизонтальное перемещение груза(рис.3.11) приводит к изменению дифферента судна и поперечной метацентрической высоты. По аналогии с предыдущим случаем при М_Ψ = М_диф, получим:

tg Ψ = m l_х /ΔН, или

Ψ 0 = 57,3 0 m l_х /ΔН.

На практике продольные наклонения чаще оценивают величиной дифферента D_f = Ψ 0 L /57,3 0 , тогда

где L – длина судна.

Используя момент, дифференующий судно на 1 см (входящий в состав грузовой шкалы и КЭТЧ),

Главное не только знать эти данные, но и правильно их применять в расчетах на практике

Рулевое устройство Рулевое устройство служит для изменения направления движения судна или удерживать его на заданном курсе. В последнем случае задачей […]

Сравнивая танкеры дедвейтом 250 и 25 тыс. т, заметим, что мощность судовой энергетической установки (СЭУ) большего судна не будет десятикратно […]

Работы, связанные с отсоединением механизмов и съемкой их в собранном виде с постоянного места работы или судовых фундаментов, принято называть […]

Остойчивость — способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент и возвращаться в состояние равновесия по окончании воздействия внешних сил (Внешнее воздействие может быть обусловлено ударом волны, порывом ветра, сменой курса и т. п.). Это одно из важнейших мореходных качеств плавучего средства. Запасом остойчивости называется степень защищённости плавучего средства от опрокидывания.В зависимости от плоскости наклонения различают поперечную остойчивость при крене и продольную остойчивость при дифференте. Применительно к надводным судам, из-за удлинённости формы корпуса судна его продольная остойчивость значительно выше поперечной, поэтому для безопасности плавания наиболее важно обеспечить надлежащую поперечную остойчивость. В зависимости от величины наклонения различают остойчивость на малых углах наклонения (начальную остойчивость) и остойчивость на больших углах наклонения. В зависимости от характера действующих сил различают статическую и динамическую остойчивость. Статическая остойчивость — рассматривается при действии статических сил, то есть приложенная сила не изменяется по величине. Динамическая остойчивость — рассматривается при действии изменяющихся (то есть динамических) сил, например ветра, волнения моря, подвижки груза и т. п. Важнейшими факторами, влияющими на остойчивость, являются расположение центра тяжести и центра величины судна(ЦВ).Рассмотрим поперечную остойчивость:Цт -центр тяжести судна. Он постоянно сохраняет свое положение при данном расположении грузов и не зависит от угла крена. Он может сместиться только при изменении нагрузки судна после грузовых операций, приема или откатки балласта, расхода судовых запасов, смещения грузов от качки, обледенения и т. п.
ЦВ -центр величины. Является центром тяжести погруженного объема судового корпуса. В этой точке приложена равнодействующая выталкивающих сил воды. Центр величины перемещается при изменении формы погруженной части корпуса судна, т.е. при крена.
Δ -равнодействующая сила весового водоизмещения судна. Эта сила всегда направлена вниз.
точка А -центр величины в прямом положении судна, т.е. без крена. Если судно на плаву, Δ=ɣV ЦВ -центр величины при крене судна.ɣV -равнодействующая сила выталкивающих сил воды. Она равна произведению объемного веса воды ɣ на объем погруженной части корпуса V и направленная всегда по вертикали вверх.
l -плечо восстанавливающего момента(плечо статической остойчивости). Это кратчайшее расстояние между направлением действия сил Δ и ɣV.МЦ -центр кривизны линии по которой перемещается ЦВ.Zc -возвышение ЦВZg -возвышение ЦТZm -возвышение МЦr -начальный метацентрический радиусa -возвышение ЦТ над ЦВh -метацентрическая высота, или возвышение МЦ над ЦТСоотношение величин: h=Zm-Zg=r+Zc-Zg=r-aСудно будет остойчиво и сможет вернуться в прямое положение, если восстанавливающий момент больше кренящего, а ЦВ находится между линией Δ и наклоненным бортом. Если это условие не будет соблюдено — судно опрокинетсяПри небольших углах крена r остается постоянным и поэтому для l может быть применено выражение:l=h*sinθ где, θ -угол крена.Тогда: Мв=Δ*h*sinθМв -величина восстанавливающего элемента
Запас плавучести — объем непроницаемой для воды надводной части судна, расположенной от грузовой (конструктивной) ватерлинии до верхней непрерывной водонепроницаемой палубы и включающей водонепроницаемые надстройки и рубки. 3апас Плавучести определяет количество воды, поступление которой при аварии выдерживает судно до полного погружения, поэтому является важнейшей характеристикой его непотопляемости. Степень непотопляемости тем выше, чем больше относительно 3апас Плавучести (отношение 3апаса плавучести к расчетнотному объемному водоизмещению судна). Достаточный запас плавучести в процессе проектирования и постройки судна достигается рядом конструктивных мероприятий, к числу которых относятся: обеспечение достаточной высоты надводного борта, устройство водонепроницаемых закрытий и разделение судна на отсеки прочными водонепроницаемыми переборками и палубами. При отсутствии последних, любое повреждение подводной части судна может привести к полной потере запаса плавучести и гибели судна. Запас плавучести в этом случае конструктивно не обеспечен.

Читайте также: