6. Расчет остойчивости судна

По окончании размещения судовых запасов, груза, водяного балласта, а также производства расчетов координат центра тяжести судна, параметров посадки судна после загрузки, производятся расчеты параметров поперечной остойчивости судна после загрузки по формуле:

h = Z_m - Z_g , м (17)

h = 9,37 – 7,51 = 1,86 (м)

Выводы. Используя результаты расчетов после размещения судовых запасов (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) и груза дифферент судна удовлетворил требованиям загрузки с дифферентом до 0,5 м на корму, а расчеты начальной остойчивости показали, что они более 0,2 м согласно требованиям Регистра.

7. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Далее производим расчет плеч статической и динамической остойчивости

Расчет плеч статической и динамической остойчивости производим с помощью пантокарен при постоянном шаге угла крена.

Для этого по объемному водоизмещению V=D/р -(плотность воды, в которой находиться судно) заходим в таблицу «Пантокарены» и с помощью линейной интерполяции выбираем плечи формы остойчивости.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости с использованием пантокарен (приложение 3) представлен в таблице 1.11.

Таблица 1.11

Рассчитываемая величина	Значение расчетных величин
Угол Θ (град)	0	10	20	30	40	50	60	70
sin Θ	0	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,939
Плечо остойч. формы, м ℓф (из пантокарен)	0	1,600	3,300	4,590	5,550	6,330	6,830	7,120
Плечо остойч. веса, м ℓв = Z* sin Θ	0	1,304	2,568	3,754	4,825	5,751	6,501	7,054
Плечо статич. остойч., м ℓст = ℓф - ℓв	0	0,296	0,732	0,836	0,725	0,579	0,329	0,066
Интегральная сумма ∑ инт ℓст	0	0,296	1,325	2,894	4,455	5,759	6,667	7,061
Плечо динам. остойч., м. рад ℓd=0,0873*∑ инт ℓст	0	0,026	0,116	0,252	0,388	0,502	0,581	0,616

Используя полученные данные, произведем расчёт нормируемых параметров остойчивости. Они представлены в таблице 1.13.

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значения величин
Осадка судна, (м)	Т	9,94
Площадь парусности, (м2)	Av (приложение 2)	1390
Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	Zv(приложение 2)	4,79
Рассчетное давление ветра, (н/м2)	Pv (из таблицы 1.14 правил по Zv)	10869
Кренящий момент от ветра, (кНм)	Mv=0.001 PvAvZv	72336,9
Относит. площадь скул. килей, %	100 Ak/ (LB)	1,57
Коэффициент	к (из таблицы 1.15 правил)	0,95
Относительная ширина	В/Т	2,35
Безразмерный множитель	X1 (из таблицы 1.16 правил)	1
Коэффициент общей полноты	δ	0,752
Безразмерный множитель	X2 (из таблицы 1.17 правил)	1
Аргумент	/В	0,058
Множитель, (градусы)	Y (из таблицы 1.18 правил)	26,6
Амплитуда качки со скул. килями, (градус)	θ2r= к X1 X2 Y	25,27
Плечо опрокид. момента, (м)	ℓопр (диагр. дин.ост.)	0,34
Опрокидывающий момент, (кНм)	Mопр= g Dc ℓопр	101396,2
Критерий погоды	K= Mопр/Mv	1,4

Плечо парусности z,m
Zv	3,.0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7 и более
Pv (н/м2)	9526	9908	10291	10869	10869	11164	11448	11732	11929

Давление ветра P_v, в Па (н/м²), для судов неограниченного района плавания можно получить из табл. 1.13

Таблица 1.13

Амплитуда качки судна θ_2r ,снабженного скуловыми килями по правилам Регистра вычисляется по формуле:

θ_2r= к X₁ X₂ Y (18)

где к – коэффициент по правилам Регистра определяется по таблице 1.15 из соотношения 100 A_k/ (LB)

А_k = 64 м² – площадь скуловых килей (по заданию)

Таблица 1.15

Ak/(LB),%	0	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
k	1	0.98	0.95	0.88	0.79	0.74	0.72	0.70

Х_І - безразмерный множитель определяется по таблице1.16 из соотношения В/Т

B/Т	2,4 и <	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,2	3,4
X1	1,0	0,98	0,96	0,95	0,93	0,91	0,90	0,86	0,82

Таблица 1.16

Х₂ - безразмерный множитель определяется по таблице1.17 из коэффициента общей полноты (приложение 2)

Таблица 1.17

δ	0,45	0,50	0,55	0,60	0,65	0.70
Х2	0,75	0,82	0,89	0,95	0,97	1,00

Y - множитель, град. выбирают из таблицы 1.18 в зависимости от отношения корня квадратного из начальной метацентрической высоты к ширине судна.

Таблица 1.18

/В	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13
Y	25,0	27,0	29,0	30,7	32,0	33,4	34,4	35,3	36,0

Амплитуду качки судна с острой скулой (по Правилам Регистра) следует принимать равной 70% амплитуды, вычисляемой по формуле (18).

Нахождение М_опр следует выполнить по диаграмме динамической остойчивости.

При использовании диаграммы динамической остойчивости для нахождения опрокидывающего момента (рис. 1), необходимо найти вспомогательную точку А,

Рисунок 1

для чего вправо от начала координат отложить амплитуду качки, вычисленную по формуле (18) и на кривой динамической остойчивости зафиксировать точку А'; далее

через точку А' провести прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней, влево от вспомогательной точки А', отложить отрезок А'А, равный двойной амплитуде качки.

Из исходной точки А провести касательную АС к диаграмме динами­ческой остойчивости; от точки А на прямой, параллельной оси абсцисс, отложить отрезок АВ, равный 1 радиану; из точки В восстановить перпендикуляр BE до пересечения с каса­тельной АС в точке Е; измерить отрезок BE, равный плечу опрокиды­вающего момента (если диаграмма динамической остойчивости по­строена в масштабе плеч). В последнем случае для определения опро­кидывающего момента Мс, в кНм, необходимо значение отрезка BE, в м, умножить на соответствующее водоизмещение судна D_c, в кН (для получения D_c в кН, водоизмещение судна, в т, необходимо умножить на 9,81).