Проверка посадки судна и построение диаграмм статической и динамической остойчивости
Судно с трюмным грузом и 100% запасов
Наименование статей нагрузки | Вес, Р кН | Плечи весов, м | Статические моменты весов, кНм | ||
X | Z | Мх | Мz | ||
Судно порожнем | - 8,30 | 4,68 | - 76775 | ||
Судовые запасы | - 30,3 | 1,93 | - 33693,6 | 2146,16 | |
Команда | - 14,3 | 5,77 | - 1444,3 | 582,77 | |
Груз в трюмах | 4,69 | 3,43 | 30391,2 | 22226,4 | |
Балласт | 4,38 | 1,98 | 27725,4 | 12533,4 | |
Итого: | -53796,3 | 80778,73 |
Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:
XG = = = 2,3 ZG = = = 3,4
Судно с трюмным грузом и 100% запасов
Наименование статей нагрузки | Вес, Р кН | Плечи весов, м | Статические моменты весов, кНм | ||
X | Z | Мх | Мz | ||
Судно порожнем | - 8,30 | 4,68 | - 76775 | ||
Судовые запасы | - 30,3 | 1,93 | - 33693,6 | 2146,16 | |
Команда | - 14,3 | 5,77 | - 1444,3 | 582,77 | |
Груз в трюмах | 4,69 | 3,43 | 30391,2 | 22226,4 | |
Палубный груз | 7,5 | 39877,5 | |||
Балласт | 4,38 | 1,98 | |||
Итого: | -25853,7 | 123672,83 |
Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:
XG = = = -0,85 ZG = = = 4,1
Осадка судна с палубным грузом
Из приложения 5 при V=2995,02 м3:
XС = – 1,061 м ; ТСР = 3,17 м ; mΔ = 551,9 кН/см ; ХF = –1,701 м
1. Рассчитывают дифферентующий момент МДИФ по формуле:
МДИФ=МХ – D . XС = –25853,7– 30100 . (–1,061) = –6082,4 кНм
где МХ -статический момент водоизмещения относительно миделя; D - водоизмещение, кН; ХС - абсцисса центра величины.
2. Определяют дифферент Δ по формуле:
Δ= = –0,11м.
где m - момент, дифферентующий на 1 см.
3. Осадка носом
ТН = ТСР + Δ (0,5 – ХF/L) = 3,17–0,11. (0,5+1,701/92)=3,11 м
где ТСР- средняя осадка; XF - абсцисса ЦТ площади ватерлинии; L - расчетная длина судна.
4. Осадка кормой
ТК = ТСР – Δ. (0,5 +ХF/L) = 3,17 +0,11. (0,5 - 1,701/92)=3,22 м
Осадка судна без палубного груза
Из приложения 5 при V=2465,97 м3:
XС= –0,8025 м; ТСР= 2,65 м; mΔ=513,925 кН/см; ХF= –1,53 м
1. Рассчитывают дифферентующий момент МДИФ по формуле:
МДИФ= МХ – D . XС= –5965,3 кНм
2. Определяют дифферент Δ по формуле:
Δ= = –0,11 м
3. Осадка носом
ТН= ТСР + Δ (0,5 – ХF/L) = 2,59 м
4. Осадка кормой
ТК = ТСР – Δ. (0,5 +ХF/L) = 2,69 м
Остойчивость судна
№ | С палубным грузом | Без палубного груза | |||
Водоизмещение | D=P | кН | |||
Момент | МZ | кНм | 123672,83 | 80778,73 | |
Допустимый момент | МДОП | кНм | |||
Разность | ΔМ=MZI–МДОП | кНм | -11327,17 | -26421,676 | |
Допустимая метацентрическая высота | hДОП | м | 1,6 | 2,0 | |
Метацентрическая высота | h | м | 1,95 | 3,25 |
ΔМ < 0: Отрицательное значение разности ΔМ указывает на то, что точка с координатами D1 и MZ1 лежит ниже кривой предельного момента веса и, следовательно, судно в данном состоянии удовлетворяет требованиям остойчивости РМРС в части величины метацентрической высоты.
Расчет плеч статической остойчивости
С палубным грузом (V=2995 м3; ZG = 4,1м)
Угол крена θ° | |||||||||
Sin θ ° | 0,174 | 0,342 | 0,5 | 0,643 | 0,766 | 0,866 | 0,94 | 0,985 | |
Плечо lРθi , м | 1,03 | 2,02 | 2,86 | 3,43 | 3,66 | 3,57 | 3,28 | 2,93 | 2,55 |
ZG *sin θ 0, м | 0,713 | 1,402 | 2,05 | 2,636 | 3,14 | 3,55 | 3,854 | 4,038 | 4,1 |
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м | 0,316 | 0,617 | 0,81 | 0,793 | 0,519 | 0,02 | -0,574 | -1,108 | -1,55 |
Без палубного груза (V= 2465,9 м3; ZG = 3,4 м)
Угол крена θ° | |||||||||
Sin θ ° | 0,174 | 0,342 | 0,5 | 0,643 | 0,766 | 0,866 | 0,94 | 0,985 | |
Плечо lРθi , м | 1,11 | 2,18 | 3,11 | 3,76 | 4,01 | 3,89 | 3,55 | 3,11 | 2,65 |
ZG *sin θ 0, м | 0,591 | 1,162 | 1,7 | 2,186 | 2,604 | 2,944 | 3,196 | 3,349 | 2,81 |
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м | 0,519 | 1,01 | 1,41 | 1,573 | 1,405 | 0,945 | 0,354 | -0,239 | -0,75 |
-- С палубным грузом
-- Без палубного груза
Требования РМРС:
1) Максимальное плечо ДСО lMAX должно быть не менее 0,2 м, для судов длиной L>80 м, при θ > 30°. В данной работе lMAX= 0,793 для судна с палубным грузом, lMAX = 1,573 м для судна без палубного груза.
2) Закат диаграммы должен быть не менее 60°. В данной работе 60° < θЗАК <70° для судна с палубным грузом и 80° < θЗАК <90° для судна без палубного груза.
3) Начальная поперечная метацентрическая высота должна быть положительна. Угол максимума диаграмм θMAX >30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.
Расчет диаграммы динамической остойчивости
С палубным грузом
θ° | lB | ∑(2)попарно | ∑(3)сверху | ld=0,0872*(4) | АB = D * (5) |
0,316 | 0,316 | 0,316 | 0,027 | 827,75 | |
0,617 | 0,933 | 1,249 | 0,108 | 3250,8 | |
0,81 | 1,427 | 2,676 | 0,233 | 7013,3 | |
0,793 | 1,603 | 4,279 | 0,373 | 11227,3 | |
0,519 | 1,312 | 5,591 | 0,487 | 14658,7 | |
0,02 | 0,539 | 6,13 | 0,534 | 16073,4 | |
-0,574 | -0,554 | 5,576 | 0,486 | 14628,6 |
Без палубного груза
θ° | lB | ∑(2)попарно | ∑(3)сверху | ld=0,08725*(4) | АB = D * (5) |
0,519 | 0,519 | 0,519 | 0,045 | 1115,2 | |
1,01 | 1,529 | 2,048 | 0,178 | 4411,3 | |
1,41 | 2,42 | 4,468 | 0,389 | 9640,5 | |
1,573 | 2,983 | 7,451 | 0,649 | 16084,1 | |
1,405 | 2,978 | 10,429 | 0,909 | 22527,7 | |
0,945 | 2,35 | 12,789 | 1,115 | 27633,045 | |
0,354 | 1,299 | 14,088 | 1,228 | 30433,5 | |
-0,239 | 0,115 | 14,2003 | 1,238 | 30681,3 | |
-0,75 | -0,989 | 13,214 | 1,15 | 28500,45 |
-- С палубным грузом
-- Без палубного груза
Требования ИМИ:
1) Плечо динамической остойчивости ld при угле крена θ= 40° должно быть не менее 0,09 м. В данной работе ld = 0,373 м для судна с палубным грузом и ld= 0,649 м для судна без палубного груза.
2) Плечо динамической остойчивости ld при угле крена θ= 30 0 должно быть не менее 0,055 м. В данной работе ld = 0,233м для судна с палубным грузом и ld = 0,389м для судна без палубного груза
3) Разность плеч динамической остойчивости ld при углах крена θ = 40° и θ= 30° должна быть не менее 0,03 м. В данной работе Δld = 0,162 м, для судна с палубным грузом и Δld =0,26 для судна без палубного груза.
4) Плечо статической остойчивости при угле крена θ≥ 30° должно быть не менее 0,2 м, хотя бы в одной точке DCO.
5) Максимум DCO должен быть при угле крена θ ≥ 30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.
6) Для грузовых и пассажирских судов метацентрическая высота должна быть h >0,15 м. В данной работе h = 1,95 м для судна с палубным грузом и h = 3,25 м для судна без палубного груза.