Файл: севастопольский государственный универитет морской институт.docx

Рисунок 5.2 – Плечи формы на больших углах крена

5.3 Расчет весовой нагрузки

Расчёт весовой нагрузки производится для определения координат центра тяжести судна при различных случаях нагрузки. Так как в процессе эксплуатации судно может иметь различное водоизмещение и положение ЦТ. Правила Классификационных обществ требуют произвести оценку посадки и остойчивости судно для различных вариантов нагрузки – от максимального водоизмещения до минимального.

Для нашего проекта при проектировании судна будет рассмотрено все четыре нагрузки. Расчеты этих вариантов выполняется в табличной форме, которые представлены в таблицах 5.3 и 5.4.

Таблица 5.3 – Расчет водоизмещения и положения ЦТ судно для варианта 100% груза и 100% запасов



По результатам данных таблицы 5.3 получаем координаты положения центра тяжести судна для варианта 100% груза и 100% запасов:

xg = 2,59 м

zg = 6,71 м

Таблица 5.4 – Расчет водоизмещения и положения ЦТ судно для варианта 0% груза и 10% запасов



По результатам данных таблицы 5.4 получаем координаты положения центра тяжести судна для варианта 0% груза и 10% запасов:

xg = -0,84 м

zg = 5,36 м

Таблица 5.5 – Расчет водоизмещения и положения ЦТ судно для варианта 100% груза и 10% запасов



По результатам данных таблицы 5.4 получаем координаты положения центра тяжести судна для варианта 0% груза и 10% запасов:

xg = 2,75 м

zg = 6,4 м

Таблица 5.6 – Расчет водоизмещения и положения ЦТ судно для варианта 0% груза и 100% запасов



По результатам данных таблицы 5.4 получаем координаты положения центра тяжести судна для варианта 0% груза и 10% запасов:

xg = 3,06 м

zg = 4,62 м

5.4 Расчет начальной остойчивости и дифферента для расчетных случаев нагрузки

При случае нагрузки 100% груза и 100% запасов судно должно сидеть на ровный киль

---

, дифферент допускается на корму не более 1 м на 100 м длины судно. При ходе в балласте для уменьшения ударов волн в носовую оконечность судна при слеминге осадка носом d_н должна быть не менее 2…3% длины судна. Осадка кормой d_к должна обеспечивать полное погружение гребного винта.

Расчет начальной остойчивости и дифферента удобно вести табличным способом. Данный расчет представлен в таблице 5.5.
Таблица 5.7 – Расчет начальной остойчивости и дифферента при различных вариантах нагрузки



Выводы по таблице представлены ниже:

Ход судна в балласте для уменьшения ударов волн в носовую оконечность судна при слеминге осадка носом d_н должна быть не менее 2…3% длины судна. d_н=3,93 м, что составляет 2,67 % от длины судна. Осадка кормой d_к должна обеспечивать полное погружение гребного винта. d_к=6,14, Dв=6,21 м, следовательно, осадка кормой не обеспечивает полное погружение гребного винта на 0,07 м, данное значение не большое, поэтому можно пренебречь и считать что условия погружения винта выполняется.

5.5 Расчет диаграмм статической и динамической остойчивости

Расчет выполняется в табличной форме для четырёх случаев нагрузки:

– 100% груза и 100% запасов;

– 100% груза и 10% запасов;

– 0% груза и 100% запасов;

– 0% груза и 10% запасов.

Плечо остойчивости судна для данного водоизмещения вычисляются по формуле

, (5.8)

где z_gпринимается по весовой нагрузке

Плечо динамической остойчивости определяется по формуле:

(5.9)

Значения плеч статической и динамической остойчивости рассчитываются в табличной форме. Результаты представляются в виде зависимостей плеч статической и динамической остойчивости от угла крена θ.

Результаты расчетов приведены в таблицах 5.8 - 5.11.

Таблица 5.8 – Расчет плеч статической и динамической остойчивости для варианта 100% груза и 100% запасов



Таблица 5.9 – Расчет плеч статической и динамической остойчивости для варианта 0% груза и 10% запасов

---

Таблица 5.10 – Расчет плеч статической и динамической остойчивости для варианта 100% груза и 10% запасов



Таблица 5.11 – Расчет плеч статической и динамической остойчивости для варианта 0% груза и 100% запасов



Данные таблиц 5.8 - 5.11 графически представлены на рисунках 5.3-5.6.

Рисунок 5.3 – Диаграммы остойчивости для варианта 100% груза и 100 % запасов



Рисунок 5.4 – Диаграммы остойчивости для варианта 0% груза и 100 % запасов



Рисунок 5.5 – Диаграммы остойчивости для варианта 100% груза и 10 % запасов



Рисунок 5.6 – Диаграммы остойчивости для варианта 0% груза и 100 % запасов

---

6 Определение высоты надводного борта

Расстояние, являющееся основным критерием безопасности мореплавания, измеренное по вертикали у борта на середине длины судна от верхней кромки палубной линии до верхней кромки горизонтальной линии, соответствующей грузовой марке, то есть высоте корпуса над водой называется надводным бортом.

Согласно Правил Регистра, при расчете надводного борта – учитывается тип судна, его длина, высота борта, седловатость верхней палубы, наличие надстроек, коэффициент общей полноты. В результате расчетов по Правилам на борт судна наносится знак грузовой марки: палубная линия, собственно грузовая марка или диск Плимсоля и гребёнка.

Международная Конвенция о грузовой марке 1966 г. применима к судам всех типов длиной более 24,0 м и валовой вместимостью свыше 150 т. Для судов меньших размеров следует пользоваться Региональными Правилами Российского Морского Регистра судоходства, которые предназначены для таких судов. Согласно Международной Конвенции, все суда делятся на два типа: суда типа «А» и суда типа «В».

К судам типа «B» относятся суда для перевозки только жидких грузов наливом, грузовые танки которых имеют лишь небольшие отверстия для доступа, закрытые водонепроницаемыми крышками на прокладках и т.п.

Данный танкер относится к судам типа «А».

Согласно пункту 1.2 Правил РС определены следующие характеристики танкера, необходимые для расчёта минимального надводного борта:

1. 
   Длина судна L определяется как 96 % полной длины по ватерлинии L_ВЛ, проходящей на высоте, равной 85 % наименьшей теоретической высоты борта d₁ или как длина от передней кромки форштевня до оси баллера руля по той же ватерлинии, если эта длина больше.
   

L_ВЛ = 152,88 м (при d₁ = 0,85·D_min = 0,85·12 = 10,2 м).

Тогда длина L = 0,96·L_ВЛ = 0,96·152,88 = 146,765 м.

2. 
   Ширина судна В, м – наибольшая ширина, измеренная в середине длины судна, до наружной кромки шпангоута на судах с металлической обшивкой; B = 20,41 м.
   
3. 
   Расчетная высота борта D, м – теоретическая высота борта на миделе плюс толщина листа палубы у борта, равна D = 12 м.
   
4. 
   Коэффициент общей полноты C_b – коэффициент, определяемый по формуле
   

---

где  – объемное водоизмещение корпуса без обшивки, при теоретической осадке

Таким образом, расчетный коэффициент общей полноты



Надстройкой считается закрытое палубное сооружение на палубе надводного борта, находящееся под воздействием моря и простирающееся от борта до борта или не доходящее до любого из бортов судна на расстояние не более 4 % ширины судна В.

Базисный минимальный летний надводный борт определяется по таблице 4.1.3.2 Правил РС в зависимости от типа судна и его расчетной длины. Если расчетная длина не является целым числом, то f_т определяется линейной интерполяцией

мм.

Для судов типов А минимальный летний надводный борт определяется по таблицам 4.1.2.3 и 4.1.3.2 с учетом приведенных ниже поправок. Эти поправки учитывают отклонение геометрических характеристик судна от стандартных, для которых приведены табличные значения минимального летнего надводного борта.

Если коэффициент общей полноты C_b больше 0,68, то базисный надводный борт должен быть умножен на коэффициент, определяемый по формуле

(C_b + 0,68)/1,36 = (0,751 + 0,68)/1,36 = 1,052.

1,052·1899,24 = 1997,86 мм.

Тогда поправка на коэффициент общей полноты равна

1997,86 – 1899,24 = 98,62 мм.

Если расчетная высота борта D превышает L/15, надводный борт должен быть увеличен на поправку. Для рассматриваемого наливного судна, расчётная величина борта равна D=12 м и превышает величину L/15 = 9,78 м. Следовательно, поправка составляет

= (12 – 146,765/15)·250 = 553,92 мм,

где R = 250 – при длине судна более 120 м;

Если действительное вертикальное расстояние от верхней кромки горизонтального киля до верхней кромки палубной линии, больше или меньше значения D, разность между высотами должна быть соответственно прибавлена к надводному борту или вычтена из него.

Поправка на положение палубной линии принята равной нулю, т.к. вертикальное расстояние от верхней кромки горизонтального киля до верхней кромки палубной линии равно расчётной высоте борта D = 12 м.

---