Оценка остойчивости судна по нормам

Оценка остойчивости выполняется согласно требований "Правил классификации и постройки морских судов" Российского Морского Регистра судоходства. При этом, судно должно отвечать следующим требованиям:

– судно должно, не опрокидываясь, противостоять одновременному действию динамически приложенного давления ветра и бортовой качки;

– числовые значения параметров диаграммы статической остойчивости судна на тихой воде и исправленной начальной метацентрической высоты должны быть не ниже назначенных;

– должно быть учтено влияние на остойчивость последствия возможного обледенения;

– должны удовлетворяться дополнительные требования.

Противостояние одновременному действию динамически приложенного давления ветра и бортовой качки проверяется по критерию погоды. Критерием погоды называется условие.

(4.1)

где b и a – площади на диаграмме статической остойчивости ограниченные некоторыми линиями.

Расчет b и a и оценка остойчивости в целом выполняется всоответствии с правилами, изложенными в части IV "Остойчивость", разделе 2.1."Критерий погоды". Все расчеты в этом и последующих пунктах выполняется для водоизмещения судна по КВЛ.

Плечо парусности: Zv = ____ м;

Линия Lw1= ____ м

Линия Lw2= ____ м

Амплитуда качки:

Площадь: ____ рад.*м

Площадь: ____ рад.*м

Критерий погоды: К= ____

Силуэт судна представлен на рисунке 4.1.

Числовые значения параметров диаграммы статической остойчивости судна на тихой воде и исправленной начальной метацентрической высоты нормируются следующим образом, максимальное плечо диаграммы статической остойчивости должно быть не менее 0,25 м для судов длиной L<80 ми не менее 0.20 м для судов длиной L > 105 м при угле максимума диаграммы q > 30° для, промежуточных длин величина максимального плеча определяется линейной интерполяцией. Предел положительной статической остойчивости (угол заката диаграммы) должен быть нe менее 60°. Исправленная на влияние жидких грузов начальная метацентрическая высота должна быть положительной,

Характеристики остойчивости

Наименование критерия	Требования норм	Фактическое значение
Критерий погоды, не менее	1,00
Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости, м	при L < 80 м	0,25
при L > 105 м	0,20
Угол максимума диаграммы статической остойчивости, град.	300
Исправленная начальная метацентрическая высота, м	> 0,15
Плечо диаграммы динамической остойчивости на 30 град.	0,055
Плечо диаграммы динамической остойчивости на 40 град.	0,09
Разность плеч диаграмм динамической остойчивости на 40 и 30 град.	0,03

РАСЧЕТ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ

Способ Благовещенского используется в случае затопления на судне отсеков, симметричных относительно ДП и простирающихся от борта до борта. Для расчета используется способ приема груза. Обычно расчет непотопляемости выполняется для отсеков, соответствующих наиболее благоприятному варианту затопления.

Рассмотрим расчет непотопляемости при затоплении машинного отделения, как наиболее неблагоприятный вариант затопления. Расчет непотопляемости будем выполнять способом С. Н. Благовещенского. Диаграмма Благовещенского показывает изменение осадок носом, кормой и в центре тяжести при затоплении машинного отделения. Параметры для построения диаграммы:

= ____ м

= ____ м

= ____ м

где e_нн- изменение осадки носом при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на носовом перпендикуляре;

e_рн -изменение осадки в центре тяжести объема затопленного отсека при расположении этого центра на носовом перпендикуляре;

e_нк - изменение осадки носом при расположении центра тяжести объема затопленного отсека на кормовом перпендикуляре;

e_кн -изменение осадки кормой при расположении центра тяжести затопленного отсека на носовом перпендикуляре;

e_кк -изменение осадки кормой при расположение центра тяжести объема затопленного отсека на кормовом перпендикуляре;

e_рк- изменение осадки в центре тяжести объема затопленного отсека при расположении этого центра на кормовом перпендикуляре;

V_о= _____ - объемное водоизмещение до затопления отсека, м³

H_о= _____ - продольная метацентрическая высота до затопления отсека, м

S_о= _____ - площадь грузовой ватерлинии до затопления отсека, м²

X_f= _____ - абсцисса центра тяжести площади этой ватерлинии, м

v_о = _____ - масса воды, влившейся в условный отсек, т

Диаграмма Благовещенского приведена на рисунке 4.1.

Определим параметры посадки при затоплении любого отсека. Объем по исходную ватерлинию затопленного отсека V определяется по формуле:

),

где m - коэффициент проницаемости затапливаемого отсека оборудованием и набором; для МКО m=0.8

w_m - площадь к-го шпангоута по исходную ватерлинию;

j - номер носового шпангоута затопленного отсека;

j+n - номер кормового шпангоута затопленного отсека;

dL - теоретическая шпация; dL= _____ м

V= _____ , м³

Для определения элементов затопленного отсека его представляют в виде отдельных фигур или тел, характеристики которых известны. Площади переборок, ограничивающих отсек, определяется с помощью масштаба Бонжана. Для этого снимаем площади теоретических шпангоутов по КВЛ, например, , , (см.рисунок 5.1).

Площадь потерянной ватерлинии:

= ____ м²

Момент инерции относительно продольной оси площади потерянной ватерлинии:

= ____ м⁴

По рисунку 5.2 определяем:

e_р= _____ м

e_н= – _____ м

e_к= _____ м

Масса воды m₁, фактически влившейся в отсек определяется по формуле:

_____ т

Определяем изменение осадки носом и кормой:

= _____ м,

=_____ м.

Осадки носом и кормой

Осадка носом и кормой определяется по формуле:

= ____________ м,

= ___________ м.

Осадка в центре тяжести затопленного отсека равна:

dр= +х_р(dн-dк)/ L= _____ м

Аппликата центра тяжести объема затопленного отсека определяетсяпо формуле

, м

Площадь ватерлинии в затопленном отсеке:

,

где к - номер шпангоута;

j - номер ватерлинии;

y – ордината ВЛ в затопляемом отсеке.

Расчет элементов затопленного отсека выполняется в таблице 5.1

Поперечная начальная метацентрическая высота после затопления отсека:

= ____ м

где , , – водоизмещение, осадка и поперечная метацентрическая высота по грузовую ватерлинию;

– изменение средней осадки;

– аппликата ЦТ влившейся в отсек воды (определяется расчетом по таблице 5.1);

– момент инерции свободной поверхности воды в отсеке.

h₀= ____ м

Аварийную и исходная (грузовая) ватерлиния представлены на рисунке 5.3.

Непотопляемость судна при затоплении машинного отделения по Требованиям Регистра обеспечена. Аварийная ватерлиния пройдет ниже верхней палубы (см. рисунок 5.3). Поперечная начальная метацентрическая высота после затопления соответствует Требованиям Правил Регистра [1] к элементам остойчивости поврежденного судна.

ВЫВОД

В данном курсовом проекте мы рассчитали следующие величины:

1) Гидростатические кривые

2) Остойчивость на больших углах крена

3) Остойчивость по правилам Регистра

4) Остойчивость при затоплении отсека

В первом разделе мы определили зависимости площадей погруженных частей шпангоутов от осадки. По этим данным построили чертеж «Масштаб Бонжана». По масштабу Бонжана можно вычислить водоизмещение V и абциссу Xc.

Во втором разделе были вычислены элементы теоретического чертежа:

Площадь ватерлинии; Абсцисса центра тяжести площади ватерлинии; Объемное водоизмещение; Абсцисса центра величины; Момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси Ох; Момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси; Начальный поперечный метацентрический радиус; Начальный продольный метацентрический радиус; Аппликата метацентра; Коэффициент общей полноты; Коэффициент полноты площади ватерлинии; Коэффициент полноты площади мидель-шпангоута. По этим значениям были построены соответствующие графики.

В третьем разделе мы определили остойчивость на больших углах крена. Были построены диаграммы статической и динамической остойчивости. Диаграмма статической остойчивости - это зависимость восстанавливающего момента m_b и плеча восстанавливающего момента 1_тета от угла крена судна. Диаграмма динамической остойчивости - это зависимость работы восстанавливающего момента А_в и плеча динамической остойчивости I_d от угла крена судна.

В четвертом разделе курсового проекта рассчитаны критерии погоды по правилам Регистра 1999 года. Оба этих критерия выполняются, следовательно, судно способно противостоять одновременному действию динамически приложенного давления ветра и бортовой качки. Остальные требования "Правил классификации и постройки морских судов" тоже выполняются.

В пятом разделе были вычислены необходимые параметры для диаграммы Благовещенского. Диаграмма Благовещенского показывает изменения осадок носом e_н, кормой e_к и в центре тяжести объема затопленного отсека e_р при затоплении некоторого условного отсека. Поперечная начальная метацентрическая высота после затопления отсека стала больше, чем начальная поперечная метацентрическая высота. Из этого следует, что поперечная остойчивость судна после затопления отсека увеличилась.

Литература

1. Семенов-Тян-Шанский В. В. Статика и динамика корабля. Учебник для вузов. – л.:Судостроение. 1973. – 608 стр.

2. Справочник по теории корабля: В трех томах. Том 2. Статика судов. Качка судов./под редакцией. Я. И. Войткунского. – Л.: Судостроение, 1985.-440 стр.

3. Статика корабля: учебник/ Рождественский В. В. , Луговский В. В., Борисов Р. В., Мирохин Б. В. .- Л.; Судостроение, 1986.-240 стр.

4. Благовещенский С. Н., Холодилин А. Н., Справочник по статике и динамике корабля. В двух томах. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. Том 1. статика корабля. – Л.: Судостроение. 1973.-335 стр.

5. Правила классификации и постройки морских судов. 1995. Российский Морской Регистр судоходства. Том 1. – СПб.: Транспорт. 1995. –458 с.