ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2019
Просмотров: 12979
Скачиваний: 276
55
перевозке тяжелых грузов на палубе и пояснения к этим схемам; приводятся
рекомендации по выбору направления и скорости движения судна по
отношению к волнению; указание о допустимой скорости при маневрировании
по условию крена на циркуляции для судов с грузом контейнеров на палубе;
- типовые случаи нагрузки, содержащие таблицы, показывающие (в
типовых случаях загрузки) распределение грузов и запасов по грузовым
помещениям и цистернам с указанием массы, координат центра тяжести и
соответствующих моментов, а также с указанием цистерн, по которым приняты
поправки на влияние свободных поверхностей;
- оценка остойчивости для нетиповых случаев нагрузки.
Случаи нагрузки должны содержать: судно порожнем, судно при
доковании, случаи нагрузки, требуемые Правилами и другие случаи,
показывающие практические границы эксплуатации судна, в соответствии с его
назначением и случаи балластировки для обеспечения остойчивости.
Сводная таблица типовых случаев нагрузки, содержащая данные:
водоизмещение, посадка судна, координаты центра тяжести судна, начальная
метацентрическая высота и поправка к ней, допустимое возвышение Центра
тяжести судна, значения нормируемых параметров остойчивости (критерий
погоды, параметры диаграммы статической остойчивости, углы крена на
циркуляции и от скопления пассажиров у борта и др.).
Если на судне имеется компьютер и программы для оценки остойчивости
они должны быть одобрены классификационным обществом.
Несмотря на наличие компьютера должны быть приведены все
необходимые документы и методики для самостоятельного выполнения
расчетов по определению всех параметров посадки и остойчивости.
Для судов, требующих контроля прочности, Информация должна
содержать соответствующие диаграммы или таблицы и пояснения.
Если судно приспособлено для перевозки зерна, то в Информацию
включаются данные и диаграммы, облегчающие контроль остойчивости по
Правилам перевозки зерна.
Также во время эксплуатации транспортных судов его экипажу все время
приходится выполнять следующие операции:
- пополнение, расходование и перемещение судовых запасов;
- погрузка, выгрузка и перемещение грузов;
- прием, откачка и перемещение балласта с целью придания судну
необходимой остойчивости и посадки.
Все эти операции можно рассматривать, как общий случай переноса груза
в виде трех последовательных перемещений вдоль координатных осей,
связанных с судном:
- вертикальное перемещение груза;
- горизонтально-поперечное перемещение груза;
- горизонтально-продольное перемещение груза.
56
Эти три перемещения груза для упрощения расчетов можно рассматривать
отдельно друг от друга.
4.4 Вертикальное перемещение
Перенесем груз весом ???? по вертикали из точки ????(????
1
, ????
1
, ????
1
) в точку
????
1
(????
1
, ????
1
, ????
2
)
, как это показано на (рис. 4.5).
Рис. 4.5 Вертикальный перенос груза
Так как водоизмещение остается постоянным, то центр величины ???? и
метацентр ???? не меняют своего положения. Также неизменными останутся
горизонтальные координаты ????
g
и
????
g
центра тяжести судна, поскольку перенос
происходит перпендикулярно этим осям. Изменится лишь координата ????
g
.
Для того чтобы найти перемещение ????????
g
центра тяжести судна, заметим,
что статический момент его массы относительно основной плоскости
изменится на величину ????????
z
= ???? ∙ (????
1
− ????
2
)
, откуда получим
2
1
z
g
M
P
z
z
z
, м.
(4.4)
Очевидно, что на такую же величину изменятся и метацентрические высоты
2
1
g
P
h
H
z
z
z
, м. (4.5)
57
4.5 Поперечное перемещение
Перенесем теперь груз по горизонтали в поперечной плоскости судна из
точки ????
1
(????
1
, ????
1
, ????
2
) в точку ????
2
(????
1
, ????
2
, ????
2
) (рис. 4.6). Горизонтальный перенос
груза равносилен приложению к судну пары сил, момент которой в
рассматриваемом случае расположен в поперечной плоскости.
Рис. 4.6 Горизонтально-поперечный перенос груза
Такой момент вызовет крен судна, поэтому он называется кренящим
моментом. Величина кренящего момента от переноса груза будет
????
кр
= ???? ∙ (????
2
− ????
1
) ∙ ???????????????? ≈ ???? ∙ (????
2
− ????
1
), тм.
(4.6)
Здесь ???????????????? заменен единицей, так как для малых углов крена от 0
°
до 10
°
его значение изменяется от 1,00 до 0,99. При наклонении судна появится
восстанавливающий момент ????
в
. Очевидно, что судно накренится на такой угол
????, при котором восстанавливающий момент уравновесит кренящий
????
кр
= ????
в
или
???? ∙ (????
2
− ????
1
) = ∆ ∙ (ℎ + ????ℎ) ∙ ????, тм, (4.7)
откуда определится угол крена
58
2
1
P y
y
h
h
, рад.
(4.8)
При принятом положительном направлении оси ???????? на правый борт
положительный угол крена будет также на правый борт.
4.6 Продольное перемещение
Перенос груза по горизонтали вдоль судна из точки ????
1
(????
1
, ????
2
, ????
2
) в точку
????
2
(????
2
, ????
2
, ????
2
) (рис. 4.7), равносилен приложению пары сил в продольной
плоскости, которая вызовет дифферент судна, в связи, с чем ее момент
называется дифферентующим. Величина этого момента определится
выражением
????
диф
= ???? ∙ (????
2
− ????
1
) ∙ ???????????????? ≈ ???? ∙ (????
2
− ????
1
)
, тм. (4.9)
Рис. 4.7 Горизонтально-продольный перенос груза
Аналогично предыдущему, условием равновесия будет равенство
дифферентующего и продольного восстанавливающего моментов
????
диф
= ????
в
или
???? ∙ (????
2
− ????
1
) = ∆ ∙ ???? ∙ ????, тм, (4.10)
откуда найдется угол дифферента
2
1
P x
x
H
, рад.
(4.11)
При продольных наклонениях, кроме угла дифферента, необходимо также
определить изменение осадок носом и кормой. Согласно теореме Эйлера ось
равнообъемного наклонения проходит через точку ???? (центр тяжести площади
ватерлинии), абсцисса которой ????
????
определится по диаграмме элементов
теоретического чертежа. Из треугольников ????????????
1
и
????????????
1
найдем
59
, м,
2
, м,
2
н
f
к
f
L
d
x
L
d
x
(4.12)
и новые осадки носом и кормой будут
н1
н
н
к1
к
к
, м,
, м,
d
d
d
d
d
d
(4.13)
а изменение дифферента будет из формул (4.12) и (4.13)
????????
????
= ????????
н
− ????????
к
= ???? ∙ ????, м. (4.14)
В составе нагрузки судна всегда имеются грузы, которые смещаются в
сторону наклонения. Таковы, например, подвешенные и жидкие грузы.
Смещение грузов создает дополнительный момент, который изменяет угол
наклонения судна от воздействия внешних моментов, и поэтому
рассматривается как влияющий на остойчивость судна, то есть уменьшающий
его восстанавливающий момент. Рассмотрим основные виды таких грузов.
4.7 Подвешенный груз
Если груз массой ???? подвешен в точке ????, то при наклонении судна в
произвольной плоскости линия действия силы тяжести груза, оставаясь
вертикальной, все время будет проходить через точку подвеса, как если бы в
ней находился центр тяжести этого груза (рис. 4.8).
Отсюда следует, что влияние подвешенного груза на остойчивость судна,
эквивалентно перемещению груза по вертикали вверх на расстояние от его
центра тяжести до точки подвеса.
Если первоначально диаграмма остойчивости рассчитана для неподвижных
грузов, а затем груз массы ???? оказался подвешенным на подвесе длиной ????
????
, то в
пределах углов крена, при которых груз может свободно отклоняться,
изменение диаграммы остойчивости будет таким же, как от перемещения его
по вертикали в точку подвеса. При этом увеличения аппликаты центра тяжести
(ЦТ) судна ????????
g
определится формулой