Расчеты самостоятельного всплытия судна, сидящего на мели

Расчет производится для состояния судна «на отход».

При посадке судна на мель (камни) без повреждения днища часть поддерживающей силы r gÑ компенсируется реакцией грунта R. При этом изменяется посадка и остойчивость судна. В Приложении А указаны значения изменений осадок d d_нм и d d_км и угол крена q_м судна на мели. Для расчета условий самостоятельного всплытия необходимо определить реакцию грунта R и точку ее приложения к корпусу (предполагается, что реакция грунта приложена к днищу в точке с координатами х_м, у_м).

Реакция грунта в точке касания принимается равной

R = q_{м *} d d_м,

R = 2500*(-0,11) = -276,1

где q_м – число тонн на метр осадки, определяется по таблице гидростатических элементов; d d_м = (d d_нм + d d_км) - dY_* x_f; dY = (d d_км - d d_нм) – изменение угла дифферента.

δd_м = (-0,10+( -0,12))/2- 0,00014* (-3,14) = -0,11

dY =(-0,10-(-0,12))/142 = 0,00014

Осадка по грузовому размеру судна на мели

d_м = d + d d_м.

d_м = 8,06 + (-0,11) = 7,95 м

Потеря остойчивости на мели соответствует снятию груза массой R из района точки касания грунта (у «снимаемого» груза Z = 0)

d h_м= ( d_м + - h).

δh_м = -276,1/(16925,0+(-276,1))*( 7,95+(-0,11)/2*2500-0,58) = -0,13

В приведенную формулу реакция грунта R и изменение осадки на мели d d_м подставляются со своим знаком.

Метацентрическая высота судна на мели

h_м = h + d h_м.

h_м = 0,58 +(-0,13) = 0,45

Координаты точки приложения реакции мели

х_м = x_fм + ; у_м = .

х_м = -2,91 +19752,4*(-0,10-(-0,12)/ (-276,1) = -4,35

у_м = (16925,0*0,45*4)/57,3*(-276,1) = -1,92

Расчет количества груза, снимаемого для обеспечения самостоятельного всплытия судна, определяется следующим образом.

Реакция мели создает продольный момент

М_прод = R_* (х_м – x_f ).

М_прод = (-276,1)*( -4,35-(-3,14))= 332,7 тм

Если точка касания мели расположена в нос от ЦТ площади ватерлинии F (х_м › x_f), то дифферент изменяется на корму, если в корму (х_м ‹ x_f), то дифферент изменяется на нос.

Необходимо выбрать трюм в районе контакта с мелью и удалить из него количество груза, обеспечивающее такой же момент

Р_{Р *} (х_р.тр – x_f ) = М_прод,

где Р_Р - количество удаляемого груза; х_р.тр - абсцисса ЦТ грузового помещения, из которого удаляется груз.

Таким образом, количество груза, который необходимо удалить, рассчитывается по формуле

Р_Р = .

Р_Р = (-276,1)*( -4,35-(-3,14))/( -4,65-(-3,14))= -220,4

Проверка правильности принятого решения осуществляется сравнением осадок в районе контакта с мелью до выгрузки d_R и после d_{R расч}. Самостоятельный сход с мели возможен при выполнении условия d_{R расч} ³ d_R.

Осадка в районе контакта с мелью до разгрузки определяется выражением

d_R = d _м - (х_м – x_f ) ,

d_R = 7,95-( -4,35-(-3,14))*( 6,47-9,44)/142 = 7,93 м

где d_{н м} = d_н + d d_{н м}; d_{к м} = d_к + d d_{к м}.

d_{н м} = 6,57+(-0,10) = 6,47 м

d_{к м} = 9,56+(-0,12) = 9,44 м

Для расчета осадки после разгрузки воспользуемся формулами расчета снятия малого груза:

d d_ср = ; d D_f = ;

δd_ср = -220,4/2500 = -0,09 м

δD_f = -220,4*( -4,65-(-3,14))/ 20114,6 = -0,02 м

d_{R расч} = d_ср + d d_ср + (х_м – x_f ) .

d_{R расч} = 8,06 -0,09+( -4,35-(-3,14))*( -2,99+(-0,02))/142 = 8,00 м

Проверку правильности принятого решения осуществляем сравнением осадок в районе контакта с мелью до выгрузки d_R и после d_{R расч}. Самостоятельный сход с мели возможен, так как выполняется условие
d_{R расч} ³ d_R. d_{R расч} = 8,00 м > d_R = 7,93 м

Балластировка судна

Расчет производится для состояния судна «на приход».

Необходимо рассчитать комплекс мероприятий, обеспечивающий судну дифферент D_f = 0.

Вначале рассчитывается, на сколько надо изменить продольный момент нагрузки судна, чтобы получить необходимый дифферент, т.е. определить какой момент М_х0 необходим для создания дифферента, равного по величине, но обратного по знаку, действующего

М_х0 = - D_{f пр*} М_1м,

где D_{f пр} – дифферент судна «на приход».

Поскольку судно «на приход» имеет отрицательный дифферент, то заполняются танки, расположенные в нос от мидель-шпангоута – все пустые балластные танки, начиная с форпика, а также танки грязной воды 1.13…1.15.

Если балласта недостаточно, то производится удаление груза, начиная с верхнего помещения трюма № 4.

Таблица 9

Расположение балласта

Балластировка 1
Форпик 1.1	184…нос	191,7	11,00		67,62
Танк 1.2 ПрБ	168…184	175,4	9,01		57,32
Танк 1.3 ЛБ	168…184	175,5	8,98		57,30
Итого Балласта		542,6

М_х0 = -(-1,67)*19817,5 = 33075 тм

X_g1 = -21119/17234 = -1,23 м

М_х1 = -54194 + 33075 = -21119 тм

D₁ = 16691,2 +542,6 = 17234 т

D_f1 = 17234*(-1,23 –(-1,33)) / 20484 = 0,09 м

X_с1 = -1,23 м

М_1М = 20484 тм

После того, как определены мероприятия по созданию необходимого продольного момента, производится уточнение:

- рассчитывается измененное значение абсциссы ЦТ судна X_g1 = ,

где М_х1 = М_х + М_х0; D₁ = D + S(Р_i); D , М_х – водоизмещение и статический момент водоизмещения «на приход»; S(Р_i) – масса принятого балласта минус масса снятого груза;

- по значению D₁ из таблицы гидростатических элементов выбирается значение X_с1; если X_g1 ¹ X_с1, то определяется остаточный дифферент

D_f1 = ,

и мероприятия по балластировке продолжаются до момента выполнения условия равенства абсцисс ЦТ и ЦВ.

Завершается задача заполнением таблицы нагрузок, соответствующей посадке судна «на ровный киль».

Таблица 10

Расположение балласта

Балластировка 2
Форпик 1.1	184…нос	191,7	11,00		67,62
Танк 1.2 ПрБ	168…184	160,0	9,01		57,32
Танк 1.3 ЛБ	168…184	160,1	8,98		57,30
Итого Балласта		511,8

М_х0 = -0,09*20484 = -1769 тм

X_g1 = -22888/17203 = -1,33 м

М_х1 = -21119+(-1769)=-22888 тм

D₁ = 17234 -(542,6 -511,6)=17203 т

D_f1 = 0,00 м

X_с1 = -1,33 м

М_1М = 20446 тм

Z_g = (143022,6 + 4988) / 17203 = 8,60 < 9,34 - остойчивость обеспечена