Определение посадки и начальной стойчивости судна при приеме или снятии груза в общем случае

Рис.148. Потеря остойчивости во время грузовых операциях в порту.

В случае отсутствия в имеющейся на судне документации диаграммы осадок носом и кормой и диаграммы контроля остойчивости, но при наличии кривых элементов теоретического чертежа (Гидростатических кривых, Hydrostatic curves) посадка судна и его остойчивость после приема или снятия груза могут быть определены следующим графоаналитическим способом.

Рис. 149. Кривые элементов теоретического чертежа (Hydrostatic curves).

Если принимаемый или снимаемый, груз малый (не превышает 10—12% от водоизмещения судна), то для определения изменения посадки и остойчивости после его приема или снятия целесообразно воспользоваться следующим, более простым и менее трудоемким, приближенным способом, не предусматривающим значительной части описанных выше построений на кривых элементов теоретического чертежа. Считая известными (из расчета нагрузки) начальное водоизмещение судна Δ и координаты его центра тяжести x_g и z_g, а также массу т и координаты центра тяжести х, у и z принимаемого (снимаемого) груза, находят по грузовому размеру (или грузовой шкале) соответствующую осадку d судна, сидящего по ватерлинию WL прямо и на ровный киль. Ватерлинию WL наносят на кривые элементов теоретического чертежа, с которых снимают: площадь ватерлинии S; аппликату метацентра z_m; абсциссу центра величины х_с; абсциссу центра тяжести площади ватерлинии x_f и момент М, дифферентующий на 1 м.

Находят начальные дифферент и поперечную остойчивость судна (до приема или снятия груза) по формулам.

Замечая, что снятие с судна груза массой m всегда можно рассматривать как прием груза той же массы, но с отрицательным знаком, в дальнейшем будем рассматривать только случай приема груза.

Прием на судно малого груза в произвольную точку с координатами х, у, z (подразумеваются координаты центра тяжести груза) можно рассматривать как процесс, слагаемый из двух последовательных грузовых операций, а именно:

1) приема груза в точку с координатами x_f , y_{f =}0, z, т. е. расположенную на одной вертикали с центром тяжести площади ватерлинии WL;

2) переноса груза по горизонтали в заданную точку с координатами х, у.

Если груз малый, то можно принять допущение, что после выполнения первой операции изменяются только осадка и остойчивость судна согласно следующим формулам:

где q – число тонн на 1 см осадки.

После выполнения второй операции появляются моменты переноса mу и m(х—x_f), которые приводят к изменению крена и дифферента судна. Новые значения угла крена и дифферент находятся по формулам:

Новые осадки носом и кормой и новая средняя осадка после приема малого груза определяются выражениями:

Осуществляя грузовую операцию приема или снятия груза, необходимо иметь в виду, что прием груза ниже ватерлинии (WL) вызывает увеличение, а прием выше нее — уменьшение коэффициентов остойчивости. В случае снятия груза будет иметь место противоположное явление: коэффициенты.

После приема груза водоизмещение судна стало D1 = D + Р, а осадка

Т1 = Т + ΔТ.

При приеме груза меняют положение все три точки, характеризующие поперечную остойчивость; центр величины – из-за

изменения осадки судна, а, следовательно, и формы погруженного в воду объема корпуса судна; центр тяжести – вследствие изменения нагрузки судна, а

поперечный метацентр – вследствие изменения формы площади ватерлинии и объема, погруженной в воду части корпуса судна.

Рис. 150. Изменение остойчивости судна от приема или снятия (расходования) грузов.

Метацентрическая высота, характеризующая остойчивость судна, вследствие всех названных причин, получит следующее изменение:

Δh = P/(D + P)* (T + ΔT/2 - h - Zp)

h' =h+ Δh =h+ P/(D + P)* (T + ΔT/2 - h - Zp)

Здесь знак плюс соответствует приему груза, знак минус – его снятию (расходованию).

Рис. 151. Судно потеряло остойчивость при переносе груза.