ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2019
Просмотров: 12933
Скачиваний: 276
30
же значениям водоизмещения, соединяются наклонными прямыми, по которым
интерполируется водоизмещение для любой плотности.
Кроме шкал водоизмещения проводятся шкалы дедвейта, получающиеся
смещением на величину водоизмещения судна порожнем. Кроме указанных
наносятся также шкалы: ???? – числа тонн, изменяющих осадку на 1 см, и
???? – момента, дифферентующего судно на 1 см.
Грузовая шкала строится для посадки судна на ровный киль и в
предположении абсолютной жесткости корпуса, в то время как судно может
иметь дифферент, а корпус – деформироваться. Эти причины и вызывают
необходимость введения поправок на дифферент и изгиб корпуса.
3.2 Поправки к водоизмещению, определяемому по грузовой шкале
Когда требуется определить водоизмещение с возможно большей
точностью, например, при определении массы принимаемого или снимаемого
груза по изменению водоизмещения, к его величине, снятой с грузовой шкалы,
вводятся поправки.
При дифференте судна осадки на перпендикулярах не совпадают с
осадками, прочитываемыми на марках углубления, кроме того, смещается
сечение шпангоута, по осадке которого водоизмещение при дифференте и на
ровный киль, одинаково. Все это приводит к поправке на дифферент к
водоизмещению, найденному по грузовой шкале для средней осадки,
определенной по маркам углубления (рис. 3.2).
Рис. 3.2 Определение осадок по маркам углубления
н
к
н
к
м
диф
н
к
100
2
2
f
l
l
M
M
T
q
x
q
L l
l
, т, (3.1)
где ???? – число тонн на 1 см, снимаемое с грузовой шкалы при средней осадке,
т/см;
????
н
и
????
к
– расстояния от марок углубления, до носового и кормового
перпендикуляров, соответственно, м;
31
????
????
– абсцисса центра тяжести площади ватерлинии, м;
????
н
и
????
к
– моменты, дифферентующие судно на 1 см, снимаемые с
грузовой шкалы при осадках носом и кормой соответственно, тм/см;
????
м
– осадка на миделе, определенная по марке углубления, м;
???? – длина судна между перпендикулярами, м.
Дополнительная поправка на изгиб корпуса приближенно определяется
выражением
изг
0,74 q f
, т, (3.2)
где ???? – стрелка прогиба корпуса в сантиметрах
м
ср
100
f
T
T
, см, (3.3)
где T
ср
– средняя осадка, м.
На некоторых грузовых шкалах дается шкала водоизмещения только для
стандартной плотности
= 1,025 т/м
3
. В этом случае вводится еще поправка на
фактическую плотность забортной воды
ф
ф
пл
шк
, т, (3.4)
где ∆
шк
– весовое водоизмещение, снимаемое с грузовой шкалы при средней
осадке, т.
Окончательное значение весового водоизмещения найдется как сумма
шк
диф
изг
пл
, т. (3.5)
Все поправки суммируются со своими знаками и последняя из них
учитывается, только если ∆
шк
определено не для фактической, а для
стандартной плотности или для пресной воды.
3.3 Изменение средней осадки при приеме и снятии груза. Условие
параллельного погружения
При приеме на судно груза, массой m , его осадка увеличится, а
дополнительно вошедший в воду объем ????
вытеснит такую же массу воды.
???? ∙ ????
Рассмотрим сначала прием малого груза. Под малым будем понимать груз,
вызывающий такое изменение осадки, в пределах которого борта судна можно
считать прямостенными и площадь ватерлинии постоянной (рис.3.3).
32
Рис. 3.3 Изменение осадки и приращений координат центра тяжести и центра
величины судна, при приеме малого груза:
а) – поперечный разрез судна; б) – продольный разрез судна
На практике считается, что условие прямостенности при приеме малого
груза для транспортных судов выполняется, если масса груза не превосходит 10
% от весового водоизмещения ∆ судна.
В таком случае вошедший в воду добавочный слой объемного
водоизмещения ????∇
будет представлять собой вертикальный цилиндр с
площадью основания, равной площади ватерлинии ????
вл
, и высотой, равной
изменению осадки ????????. Объем этого цилиндра ???????? = ????
вл
∙ ????????, а дополнительная
масса воды, вытесненной судном, будет ???? ∙ ????
вл
∙ ????????. Приравнивая ее массе
принятого груза, получим
???? = ???? ∙ ????
вл
∙ ????????, т, (3.6)
33
откуда найдем изменение осадки
вл
S
m
d
, т. (3.7)
Равенство (3.6) позволяет найти массу груза ????, прием которого изменяет
осадку судна на 1 см. Полагая
1
100
d
, м, получим
вл
100
S
q
, т/см. (3.8)
Эта величина называется числом тонн на сантиметр осадки. Поскольку
S
зависит от осадки, величина ???? также является функцией осадки и ее значения
приводятся на грузовой шкале судна. Зная ????, изменение осадки от приема груза
массы ???? можно найти по выражению
m
d
q
, м. (3.9)
Величиной ???? пользуются при малых изменениях осадки.
Если прием груза происходит в произвольном месте, то, вообще, судно
изменит не только осадку, но и получит наклонение. Найдем условие, при
котором прием груза вызовет только параллельное погружение судна. После
приема груза к уравновешенным силам веса и плавучести добавятся еще две
силы: вес принятого груза и добавочная сила плавучести. При малом
добавочном объеме, образованном вертикальным погружением судна, центр
тяжести (ЦТ) его находится на вертикали, проходящей через (ЦТ) площади
ватерлинии, определяемый абсциссой ????
????
. Следовательно, чтобы добавочные
силы не создавали пары, наклоняющей судно, (ЦТ) принимаемого груза, также
должен находиться на этой вертикали. Таким образом, чтобы при приеме
малого груза судно не получило наклонений, необходимо груз принимать на
одной вертикали с (ЦТ) площади ватерлинии.
В случае приема большого груза изменение осадки может быть определено
либо по кривым элементам теоретического чертежа, либо по грузовой шкале,
как разность между осадками, соответствующими водоизмещениям после
приема груза и до приема. Условие параллельного погружения судна при
приеме большого груза состоит также в приеме груза на одну вертикаль с (ЦТ)
добавочного слоя водоизмещения, где его положение определяется абсциссой
1
1
1
c
c
x
x
x
, м, (3.10)
34
где ∇
1
и
????
????1
относятся к водоизмещению после приема груза, а
∇ и ????
????
– до
приема.
Если принимается несколько грузов, то следует рассматривать прием
одного эквивалентного груза суммарной массы с общим (ЦТ) всех грузов.
Полученные формулы справедливы и для случая снятия или расходования
груза, при этом только массу ???? следует считать отрицательной величиной и,
следовательно, ????????
также будет отрицательным.
3.4 Изменение осадки судна при переходе в воду другой плотности
При переходе судна в воду иной плотности, которая зависит от солености и
температуры, изменяется его осадка. При изменении плотности меняется также
сила поддержания ∆ = ???? ∙ ∇. Практически изменение плотности воды не
превышает 3%.
Весовое водоизмещение судна при этом не меняется и можно записать
∆ = ???? ∙ ∇= ????
1
∙ ∇
1
, т, (3.11)
где ???? и ∇ – исходная плотность и соответствующее объемное водоизмещение;
????
1
и
∇
1
– новая плотность и соответствующее объемное водоизмещение.
Из сравнения этих выражений получаем
???? ∙ ∇= ????
1
∙ ∇
1
= ????
1
∙ (∇ + ????∇), т. (3.12)
Согласно этой формуле получаем
1
1
, м
3
. (3.13)
Так как изменение водоизмещение мало, можно считать судно
прямостенным в пределах изменения осадки, т. е. ???????? = ????
вл
∙ ????????. После
подстановки этого выражения в формулу (3.13) получим
1
1
вл
1
вл
1
d
S
S
, м, (3.14)
где ????
вл
– площадь ватерлинии, м
2
.
Если учесть, что объемное водоизмещение судна представляет собой
???? = С
????
∙ ???? ∙ ???? ∙ ????, а площадь ватерлинии ????
вл
= С
????
∙ ???? ∙ ????;
где ????
????
– коэффициент полноты водоизмещения (общей полноты);
???? – длина судна между перпендикулярами, м;
???? – ширина судна на мидель-шпангоуте, м;
???? – осадка судна, м;
????
????
– коэффициент полноты конструктивной ватерлинии.