Определение массы груза по осадке судна

Определение массы груза по осадке, как правило, производится специально приглашённым сюрвейером и обязательно контролируется представителем администрации судна, поэтому, знание порядка проведения расчётов совершенно необходимо судоводителю.

Перед погрузкой:

· Балластные танки по возможности опорожняются (затем производятся замеры неоткачиваемых остатков) или «запрессовываются», т.е., в них закачивается балласт до тех пор, пока он не пойдёт через вентиляционные трубы танков (по-английски – make overflow). Вес остатков балласта определяется по калибровочным таблицам танков с учётом дифферента и плотности балласта.

· Производятся замеры запасов топлива, масла, пресной воды. Иногда, при короткой стоянке, когда не планируется приём топлива и пресной воды, количество запасов сюрвейер может принять по заявке судовой администрации т.к., важны не запасы сами по себе, а их расход за время погрузки, который может быть принят в разумных пределах также по заявке судовой администрации.

· Ареометром (по-английски - areometer или densimeter) измеряется плотность забортной воды (примерно на середине осадки вблизи миделя судна или несколько раз вблизи миделя и оконечностей судна, после чего плотность осредняется). Следует помнить, что плотность воды может меняться как по длине, так и по осадке судна. Особенно, если вблизи носа или кормы в море впадает ручей или ливневая канализация, а также в местах, подобных норвежским фьордам, где стекающая с гор пресная вода часто образует отдельный слой на поверхности морской воды. Измерения производятся на открытой палубе, поэтому ареометр должен принять температуру окружающей среды.

· По маркам углублений определяются осадки (обычно 6 осадок – 2 в носу, с правого и левого бортов, 2 в корме, с правого и левого бортов (в корме может быть и 1, если марки углублений нанесены на пере руля или на транце судна) и 2 в середине корпуса). В середине корпуса судна марки углублений могут отсутствовать, в этом случае измеряется высота надводного борта от палубной линии до поверхности воды при помощи рулетки и вычитается из высоты борта судна (moulded derpth). То же делается, если марки углублений не видны из-за высокого причала, наличия напротив марок кранцев или расположения марок под подзором корпуса.

· Производится расчёт водоизмещения.

· Перед погрузкой определяется так называемая «константа», т.е. масса не изменяющихся в ходе погрузки мелких запасов на судне, ила и не откачиваемых и не измеряемых остатков воды в балластных танках, скопившихся за годы эксплуатации судна слоёв краски и т.д. Константа, помимо всего прочего, учитывает также ошибки в принимаемой к расчёту массе судна порожнём. Как правило, константа для данного судна приблизительно известна заранее, из прежних определений массы груза по осадке и мало меняется с течением времени (если не производилась, например, чистка балластных танков от ила или конструктивные изменения на судне), что может служить для приблизительного контроля правильности расчётов водоизмещения до погрузки. Константа получается путём вычета из водоизмещения в балласте водоизмещения судна порожнём, массы балласта и массы судовых запасов.

· После погрузки водоизмещение определяется вновь, а затем определяется масса груза, как разность водоизмещений в балласте и в грузу, плюс масса откачанного в процессе погрузки балласта, плюс (минус, если запасы в процессе погрузки не расходовались, а принимались) разность запасов перед погрузкой и после её окончания.

При выгрузке действия производятся в обратном порядке, т.е., сначала определяется водоизмещение в грузу, а после выгрузки – в балласте.

Расчёт водоизмещения по осадке.

Водоизмещение судна определяется по грузовой шкале, приведённой в «Информации капитану об остойчивости и прочности корпуса судна» по средней расчётной осадке. Последняя вычисляется не просто как средняя из 6 ( или 5) измеренных, а учитываются поправки на крен судна, на прогиб или перегиб корпуса, на дифферент и на отстояние марок углублений от перпендикуляров. Затем учитывается поправка к водоизмещению на плотность забортной воды.

Существует несколько методик определения средней осадки, дающих приблизительно одинаковые результаты. При этом следует помнить, что в «Информации капитану об остойчивости» судна иностранной постройки абсциссы центра величины и центра тяжести действующей ватерлинии берутся от кормового перпендикуляра и всегда положительны, а на судах российской постройки они иногда берутся от миделя в нос (положительны) и в корму (отрицательны).

Иностранные сюрвейеры обычно пользуются следующей методикой:

· Определяется средняя осадка на носовых марках углублений, как средняя из носовых осадок правым и левым бортами:

(36).

· Аналогично определяются средние осадки по корме и в середине корпуса судна (на миделе).

· Находятся поправки к средним осадкам на отстояние марок углублений от перпендикуляров. Перпендикуляры проходят через пересечение конструктивной ватерлинии с корпусом судна, чаще всего – через пересечение указанной ватерлинии с форштевнем и ось баллера руля. При расчёте водоизмещения за средние носовые и кормовые осадки принимаются именно осадки на перпендикулярах. Вместе с тем марки углублений далеко не всегда навариваются на корпус судна на одной вертикали с перпендикуляром. Мало того, они могут располагаться под углом к горизонтали (например - на форштевне судна на рис. 11) или «уступом» - например, до определённой осадки – на пере руля или рудерпосте, а выше – на транце или на борту судна со сдвигом в корму (корма судна на рис. 11). При этом они отстоят от перпендикуляров на расстояния f и a соответственно. Из рис. 11 видно, что осадка на перпендикуляре (например, на носу – ей соответствует точка е) не равна осадке на марке углублений (точка с), отличаясь от неё на величину dH. То же касается и кормы, где осадки на перпендикуляре и на марке углублений отличаются на величину dK. В средней части корпуса судна марки углублений (если они есть), чаще всего находятся на миделе или в непосредственной близости от него (не более 0,5 м), но если это не так, то необходимо принимать поправку на отстояние марок углублений и от миделя.

FP AP

Рис. 11 Определение поправки к осадкам за дифферент судна.

Из подобия треугольников mnk и cke (рис. 11) для поправки за расположение носовой марки углублений получаем:

(37),

где LBD – расстояние между марками углублений.

Отсюда

(38),

Как видно из рисунка эта поправка отрицательна при дифференте на корму и расположении марки углублений в корму от носового перпендикуляра, положительна при дифференте на нос и том же расположении марки углублений. Если марка углублений расположена в нос от перпендикуляра – наоборот.

Аналогично – для кормового перпендикуляра:

(39).

Знак поправки для кормы будет обратный знаку поправки для носа.

Исправленные осадки для носа и кормы:

(40),   (41).

Знак в формулах (40) и (41) зависит от знака дифферента.

На некоторых судах для расчёта осадок на перпендикулярах вместо указанных формул можно применять имеющиеся в судовой документации специальные номограммы (схемы марок углублений).

· Определяется средняя осадка между носом и кормой (mean draft):

(42).

· Определяется средняя из упомянутой в предыдущем пункте и средней осадки на миделе (mean of means):

(43).

· Определяется средняя расчётная осадка (mean of mean of means). Таким образом, учитывается прогиб или перегиб корпуса судна:

(44).

• По средней расчётной осадке с помощью грузовой шкалы определяется расчётное водоизмещение судна .

· Так как грузовая шкала рассчитана для судна, сидящего на ровный киль, в случае, если судно имеет дифферент, берутся две поправки к водоизмещению за дифферент.

Первая поправка учитывает изменение водоизмещения из-за

дифферента. Обводы в кормовой части судна обычно более полные, чем в носовой. В этом случае при дифференте на корму при той же средней осадке водоизмещение больше, чем на ровном киле, а центр тяжести действующей ватерлинии смещается ближе к корме. Так как дифферентовка судна происходит относительно этого центра, а не относительно миделя, необходимо учесть приращение водоизмещения на величину объёма, образующегося при условном развороте судна на ровный киль относительно этой точки (заштрихованный объём на рис. 11):

(45),

где - количество тонн на сантиметр осадки. Берётся с грузовой шкалы для данной расчётной осадки. Знак этой поправки берётся по следующему правилу: она положительна, если центр величины и большая из осадок носом или кормой находятся по одну сторону от миделя.

Вторая (квадратичная) поправка (поправка Немото) компенсирует погрешность, возникающую из-за непрямостенности бортов. При этом путём приближённого дифференцирования находится скорость изменения дифферентующего момента в диапазоне от величины осадки на 0,5 м меньше средней расчётной до значения осадки на 0,5 м больше средней расчётной. Затем получившееся значение скорости изменения момента приближённо интегрируется в диапазоне фактического дифферента. Эта поправка всегда положительна:

(46),

где и - моменты, дифферентующие судно на 1 см, взятые: первый – на 50 см выше, а второй – на 50 см ниже средней

расчётной осадки из гидростатических элементов судна.

Для расчёта второй поправки некоторые сюрвейеры применяют также формулу:

(47),

где и - количество тонн на сантиметр осадки соответственно на 50 см выше и на 50 см ниже средней расчётной осадки, берётся из гидростатических элементов судна.

В – расчётная ширина судна.

· Рассчитывается исправленное расчётное водоизмещение:

(48),

· Так как грузовая шкала рассчитана на определённую плотность воды (пресную, с плотностью 1 или морскую воду с плотностью 1,025), при определении фактического водоизмещения необходимо учесть изменение весового водоизмещения за счёт плотности:

(49),

где - соответственно измеренная плотность воды и плотность воды, для которой определялось водоизмещение по грузовой шкале.

Некоторые другие методики расчёта массы груза по осадке, равно как и определённые нюансы расчёта поправок к водоизмещению при сильном изгибе и скручивании корпуса судна (характерно для судов смешанного плавания) излагаются в курсе лекций автора данного пособия.