7.3. Балластная система

Система предназначена для заполнения и осушения балластных танков. Подача балластного насоса должна быть достаточной для осушения всех балластных танков за (4 – 10) ч в зависимости от размеров судна. По Правилам Регистра [9] внутренний диаметр балластного трубопровода d_бс, мм, определяется по формуле

,

Где: - V_бo – объем наибольшего балластного отсека, м³. Минимальная подача насоса, м³/ч, при известном диаметре трубопровода определяется скоростью движения воды v_бс  2 м/с:

.

Давление, создаваемое насосом, Н_б.с ≈ (0,2 – 0,3) МПа.

Система должна обслуживаться по меньшей мере одним насосом. В качестве балластных могут быть использованы резервные охлаждающие, пожарные и осушительные насосы. В соответствии с требованиями МАРПОЛ и Регистра использование балластных танков в качестве топливных недопустимо.

8. СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

Ориентировочный расчет, целью которого является только определение мощности электродвигателей системы вентиляции, может быть проведен по средним нормам расхода воздуха на вентиляцию. Подача воздуходувок, обеспечивающих вентиляцию жилых помещений, рассчитывается из условия подачи на каждого члена экипажа или пассажира не менее (33 – 50) м³/ч воздуха.

Подача системы вентиляции машинного отделения, м³/ч, определяется из расчета обеспечения работы главных двигателей в штормовых условиях при закрытом машинном отделении:

.

9. САНИТАРНЫЕ СИСТЕМЫ

Сюда входят системы питьевой воды, мытьевой (иначе называемой пресной) воды и забортной воды.

9.1. Система питьевой воды

Питьевая вода хранится в запасных цистернах, располагаемых вне двойного дна. Из запасных цистерн вода подается насосом в пневмоцистерны (гидрофоры). Объем пневмоцистерны принимается 0,2 суточного расхода. Подача насоса питьевой воды определяется из расчета потребления одним человеком в сутки (0,01 – 0,04) м³ питьевой воды в зависимости от группы судна [11] и времени подкачки суточного запаса насосом в течение 3ч. Давление, создаваемое насосом, (0,2 – 0,3) МПа.

9.2. Система мытьевой воды

Расход мытьевой воды составляет в среднем (0,1 – 0,2) м³ на человека в сутки в зависимости от группы судна.

Определение подачи насоса мытьевой воды аналогично предыдущему.

9.3. Система забортной воды

Для расчета подачи насоса расход воды принимается (0,02 – 0,03) м³ на человека в сутки. Определение подачи насоса аналогично предыдущему.

10. МЕХАНИЗМЫ СУДОВЫХ УСТРОЙСТВ

10.1. Рулевое устройство

Приближенно мощность рулевого привода можно определить по следующей расчетной схеме [6].

Условная расчетная нагрузка F (кН), действующая на перо руля на переднем ходу, определяется по формуле

F = F₁+F₂.

Составляющие F₁ и F₂ , кН, определяются по формулам

;

.

Где:- k₁ – коэффициент (в расчете принимается равным 1);

- k₂ – коэффициент, равный 1 для рулей, работающих непосредственно за гребным винтом; 1,25 – для рулей, не работающих непосредственно за гребным винтом,

- b₁ – величина, равная 2,2 для рулей, расположенных в диаметральной плоскости судна; 2,32 – для бортовых рулей;

- δ – коэффициент обшей полноты судна при осадке по летнюю грузовую ватерлинию, равный 0,55 – 0,65 для быстроходных судов; 0,70 – 0,85 для средне- и тихоходных судов;

- λ – величина, определяемая по формуле λ = h_р²/А_р;

- h_р – средняя высота части пера руля в корму от оси вращения, м;

- А_р – площадь пера руля, м², ориентировочно определяемая в зависимости от площади боковой проекции подводной части судна. Для морских транспортных судов она составляет (1,7 – 3,3)%, увеличиваясь с уменьшением скорости. Удлинения судовых рулей λ находятся в пределах 0,8 – 2,5.

- А_в – часть площади пера руля, находящаяся в непереложенном положении в струе гребного винта, м²;

- v_ѕ – скорость судна, узл.;

- D_в – диаметр гребного винта, м, полученный на основании его гидродинамического расчета. Для приближенной оценки D_в можно воспользоваться соотношением

,

Где:- n – частота вращения гребного винта, об/мин;

P – упор гребного винта, кН, равный

,

Где:- Р_е – мощность на фланцах двигателей, работающих на один винт, кВт;

- t – коэффициент засасывания, составляющий 0,1 – 0,3, увеличиваясь с увеличением коэффициента полноты водоизмещения судна и отношения ширины судна к длине;

- η_р – коэффициент полезного действия редуктора (если таковой имеется), обычно равный 0,97 – 0,98;

- η_м – коэффициент полезного действия муфты (если таковая имеется), составляющий 0,95 – 1;

- η_вп – коэффициент полезного действия валопровода, составляющий обычно 0,98 –0,99;

- η_в – пропульсивный КПД винта, составляющий 0,6 – 0,78, увеличиваясь с возрастанием диаметра гребного винта и соответствующим снижением частоты вращения.

При отсутствии достоверных данных по величине упора гребного винта, кН, Регистр [9] допускает его определение по следующим формулам.

Для винтов фиксированного шага

.

Для винтов регулируемого шага

.

В этих формулах, кроме ранее упомянутых величин,

- Р_е – номинальная мощность главной энергетической установки, разделённая на число гребных винтов, кВт;

- n_с – частота вращения гребного винта, об/с;

- z – число лопастей винта;

- θ – дисковое отношение;

- Н₁ – шаг нулевого упора, м, вычисляемый по выражению

,

причём Н – конструктивный шаг гребного винта, м.

Условная расчетная нагрузка F (кН) не должна приниматься меньше нагрузки

F₃= k₃А_р,

Где: k₃ – коэффициент, зависящий от категории ледового усиления (определяется по табл. 4).

Классификация судов в зависимости от категории ледовых усилений приведена в Правилах Регистра [9].

Если нагрузка F₃ больше нагрузки F, то в дальнейших расчетах вместо нагрузки F принимается F₃.

Условный расчетный крутящий момент, кНм, действующий на рулевое устройство на переднем ходу,

,

Где: - A₁ – часть площади пера руля, расположенной в нос от оси его вращения, м²; A₁ = (0,25 – 0,3)A_p.

Таблица 4

Значение коэффициента к₃

Тип судна и категория ледовых усилений	коэффициент к3
Ледоколы категории ЛЛ9	173
Ледоколы категории ЛЛ8	150
Ледоколы категории ЛЛ7	130
Ледоколы категории ЛЛ6 и суда с ледовыми усилениями категории ЛУ9	110
Суда с ледовыми усилениями категории ЛУ8	95
Суда с ледовыми усилениями категории ЛУ7	81
Суда с ледовыми усилениями категории ЛУ6	75
Суда с ледовыми усилениями категории ЛУ5	66
Суда с ледовыми усилениями категории ЛУ4	53
Все остальные суда	18

По Правилам Регистра, перекладка руля с 35° одного борта до 30° другого борта должна производиться не более чем за 28с. Следовательно, угловая скорость при перекладке руля _б  0,04 с^-1.

Ориентировочная мощность рулевого привода, кВт:

Р_рп = М_к _б /η_рп,

Где: - _рп – КПД передачи от двигателя рулевого привода к баллеру руля, равный 0,75 – 0,8.