Проверка остойчивости судна
Расчет объемного водоизмещения и координат центра величины
Осадка : Тн = м. , Тк = м. L = м. ΔL=
Объемное водоизмещение судна плавающего с дифферентом, вычисляется по формуле :
V = ΔL Σисп ωι, где
L - расчетная длина судна, м.
ΔL – L /10 – теоретическая шпация , м..
ωι- погруженная часть ι шпангоута, м².
ι – номер шпангоута
V = м³.
Абсцисса центра величины судна, плавающего с дифферентом, рассчитываются в табличной форме, по выражению : Х с = ΔLΣисп ι(ωι – ι’)
Σисп ωι
Х с = м.
| Номер шпангоутов,ι | Площади шпангоутов, м². | Разность (ωι – ω’ι) | произведение ι(ωι – ω’ι) | |
| Нос ω’ι | Корма ωι | |||
| Сумма | --------------------- | |||
| Поправка | --------------------- | |||
| Исправленная сумма | --------------------- | |||
| V = ΔL Σисп ωι | м³ | |||
| Х с = ΔLΣисп ι(ωι – ι’) Σисп ωι | м |
Расчет посадки судна при погрузке
Дано : УПО(μ) = м³/т
Средний уровень загрузки трюма от настила двойного дна:
Тр № = м, Тр № = м,
По чертежу размещения грузов на судне (Прил. 1)
Определяем центры объемов, объемы и абсциссы центров масс, принятых на судно грузов.
Для полной загрузки : тр № f = м³ , с = м., х = м.
Тр № f = м³, с = м., х = м.
Ргр в тр № = f /μ = / = т.
Ргр в тр № = f/μ = / = т.
| Статьи нагрузки | Масса составляющих нагрузки, Рι т. | Отстояние от миделя, хι м. | Момент, Мхι, тм. | Возвышение над ОП., zι, м. | Момент, Мzι, тм |
| 1 Судно порожнем | |||||
| Груз в тр №1 | |||||
| Груз в тр №2 | |||||
| Груз в тр №3 | |||||
| Груз в тр №4 | |||||
| Водоизмещение в грузу |
По диаграмме осадок определяем Тн и Тк
| Носом м. | Кормой м. | |
| осадка | ||
| Минимальная глубина | ||
| С учетом безопасного запаса к осадке для песчаного грунта ( + 0,2 м) | ||
| С учетом безопасного запаса к осадке для каменистого грунта ( + 0,25 м) |
Для загрузки 50% : тр № f = м³ , с = м., х = м.
Тр № f = м³, с = м., х = м.
Ргр в тр № = f /μ = / = т.
Ргр в тр № = f/μ = / = т.
| Статьи нагрузки | Масса составляющих нагрузки, Рι т. | Отстояние от миделя, хι м. | Момент, Мхι, тм. | Возвышение над ОП., zι, м. | Момент, Мzι, тм |
| 1 Судно порожнем | |||||
| Груз в тр №1 | |||||
| Груз в тр №2 | |||||
| Груз в тр №3 | |||||
| Груз в тр №4 | |||||
| Водоизмещение в грузу |
По диаграмме осадок определяем Тн и Тк
| Носом м. | Кормой м. | |
| осадка | ||
| Минимальная глубина | ||
| С учетом безопасного запаса к осадке для песчаного грунта ( + 0,2 м) | ||
| С учетом безопасного запаса к осадке для каменистого грунта ( + 0,25 м) |
Расчет посадки после перемещения груза
Определяем возвышения ЦТ переносимого груза до (Zo) и после (Z1) переноса груза
Zo = м. , Z1 = м. Рг = т.
Определяем коэффициент продольной остойчивости Кψ
Кψ = D * Нm,
Где D – водоизмещение в грузу, т.
Нm = R+Zc – Zg
Значения R и Zc находим по кривым плавучести и начальной остойчивости, Zg находим по расчетам из предыдущего раздела.
R= м.
Zc= м.
Hm =
Кψ =
Определяем коэффициент продольной остойчивости после перемещения груза
К’ψ = Kψ – Pг(Z1-Zo) =
Определяем угол дифферента
tgψ = Pг(Х1 – Хо) =
К’ψ
Хо и Х1 – абсциссы центра масс груза Рг до и после переноса.
Определяем осадки носом и кормой
Тн’ = Тн +(L/2 – Xf ) tgψ = м.
Тк’ = Тк - (L/2 + Xf ) tgψ = м.
Xf = центр тяжести площадей действующей ватерлинии, м.
Проверка остойчивости судна
Определяем водоизмещение судна в грузу:
Dг = D + n конт Р конт = т. , где
D- водоизмещение судна без контейнеров т.
n конт – число контейнеров
Рконт – масса одного контейнера
По водоизмещению из таблицы кривых плавучести выбираем Тср.
Тср = Тн =Тк = 1,4 м.
Мz = D Zg + n конт Р конт Zg конт = тм.
Где zg – возвышение центра массы судна над основной плоскостью.
Zg конт – возвышение цт контейнера над ОП
Zg конт = Н +h лз + hконт/2 = м.
Определяем возвышение центра массы судна с контейнерами над основной плоскостьюZg
Zg = Mz = м.
Dг
Определяем площадь парусности S
S = Sнпк + 1,05 L Нi +n’конт lконт hконт , где
Sнпк – площадь парусности надпалубных конструкций, м/кв
Hi – высота надводного борта, м.
lконт, hконт – длина и высота контейнеров , м.
S = м²
Определяем возвышение центра парусности над основной плоскостью, м
Zп = Sнпк Zнпк + 1,05 L Hi(Тср + Нi/2) + n’конт l конт hконт Zgконт
S
Zп = м.
Определим приведенное плечо кренящей пары , м. при динамическом действии ветра на судно
Z = ZТ + a1a2T
Где ZТ – возвышение центра парусности над плоскостью действующей ватерлинии, м.
a1 и a2 – поправочные коэффициенты выбираем из табл Речного Регистра.
Т – средняя осадка
Возвышение центра парусности zт, м, над плоскостью действующей ватерлинии (при средней осадке Т):
ZТ = Zп – Т = ,
| B/T | a1 |
| £ 2‚5 3‚0 4‚0 5‚0 6‚0 7‚0 8‚0 9‚0 ³ 10 | 0‚40 0‚41 0‚46 0‚60 0‚81 1‚00 1‚20 1‚28 1‚30 |
| zg/B | a2 |
| 0‚15 0‚20 0‚25 0‚30 0‚35 0‚40 > 0,45 | 0‚66 0,58 0‚46 0‚34 0‚22 0‚10 |
Z = м.
Определяем метацентрическую высоту
r = м
Zc = м.
hm = Zc +r – Zg = м.
Расчет динамически приложенного кренящего момента от давления ветра:
Мкр = 0,001 Р Z S (кНм)
Где: P давление ветра (Па) выбираем из табл. Речного Регистра
S - площадь парусности судна (м/кв)
| Возвышение центра парусности ZТ ‚ м | Условное расчетное динамическое давление ветра р‚ Па | ||
| «М» | «О» | «Р» и «Л» | |
| не более 0‚5 1‚0 1‚5 2‚0 2‚5 3‚0 4‚0 5‚0 не менее 6‚0 |
Mкр = кН м
Расчет амплитуды качки θm (град)
Определим частоту качки по формуле
m = m1 m2 m3
где
m1 = mo/√ho – характеризует частоту собственных колебаний судна (на тихой воде)
m0 = f (n1) , где n1 = (h0 /³√D) /(Zg/B) =
h0 – метацентрическая высота без учета поправки на свободные поверхности жидкости
из табл. Речного Регистра по n1 находим mo =
| n1 | m0 |
| < 0,10 0,15 0,25 0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 2,50 >3,00 | 0‚42 0‚52 0‚78 1‚38 1,94 2,40 3,00 3,30 3,50 3,60 |
m1 = /√ =
Множитель m2 = f(В/Т) , В/Т =
По табл. Речного Регистра находим m2
| B/T | m2 |
| < 2,50 3,00 3,50 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 >10,00 | 1‚00 0,90 0,81 0,78 0,81 0,87 0,92 0,96 0,99 1,00 |
m2 =
Множитель m3 = f(d) , где d – коэфф. полноты водоизмещения
табл. Речного Регистра находим m3
| d | m3 | d | m3 |
| < 0‚45 0,50 0,55 0,60 | 1‚00 0,95 0,86 0,77 | 0‚65 0,70 0,75 > 0‚80 | 0‚72 0,69 0,67 0,66 |
m3 =
m =
из табл. Речного Регистра находим θm = f(m)
| m, | Амплитуда бортовой качки‚ qm, град | ||
| Класс судна | |||
| «М» | «О» | «Р»* | |
| 0‚40 0‚60 0‚80 1‚00 1‚20 1‚40 1‚60 1‚80 |
θm = град
По плану мидель- шпангоута определяем угол заливания = град. Для расчетов принимаем зачение 0,8 от этого угла θзал = грд.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДП
План мидель-шпангоута М1:100
Определение опрокидывающего момента по диаграмме статической остойчивости
По hm и Dг входим в универсальную диаграмму остойчивости, находим плечи статической остойчивости, строим диаграмму статической остойчивости и находим l доп.
| Угол крена грд. | ||||||||
| l ст. м. |
По плечам статической остойчивости рассчитываем таблицу плеч динамической остойчивости
| угол | l ст, м. | Сумма II попарно | СуммаIII сверху | ld = IV *0,0872 |
| I | II | III | IV | V |
По диаграммам статической и динамической остойчивости определяем
lдоп 1 и lдоп 2
lдоп 1 = м
lдоп 2 = м
определяем предельно допустимый момент по опрокидыванию.
Мдоп 1 = gDг l доп , где
g =9,81 ускорение силы тяжести
Мдоп1 = (кН м)
определяем предельно допустимый момент по заливанию
Мдоп = gDг l доп2
Мдоп2 = (кН м)
Проверяем основной критерий (критерий погоды )
Мкр < или = М доп1
Мкр < или = М доп2