55. Учет продольной и местной прочности при составлении грузового плана, приборы контроля.

1.4 Обеспечение прочности корпуса

Существуют понятия общей и местной прочности корпуса судна. Общая прочность проверяется по изгибающим моментам и по перере­зывающим силам в тех сечениях корпуса, где могут возникнуть наи­большие напряжения. Местная прочность нарушается при чрезмерном давлении груза на единицу площади палубы В результате возможна ее деформация или разрушение в районе действия чрезмерного давления.

Для обеспечения общей прочности необходимо разместить грузы и запасы на судне так, чтобы в корпусе при плавании как на тихой воде, так и на волнении не возникали изгибающие моменты, превышающие расчетные величины. Это условие будет выполнено, если в районе каж­дого отсека силы поддержания будут равны или близки массе этого от­сека. В противном случае может произойти деформация корпуса, воз­никновение трещин в нем или даже перелом.

При расчетах грузового плана общую прочность обеспечивают двумя способами: путем установления так называемой распределенной массы отсеков или оптимизации дифферента.

Первый способ основан на распределении массы груза по грузовым помещениям пропорционально их кубатуре. Если на судне нет специ­альной инструкции по загрузке, груз распределяют пропорционально вместимости грузовых помещений

Прочность обеспечивается, если масса груза, фактически разме­щенного в отсеке (трюм плюс твиндеки над ним), будет отличаться от полученного по формуле (33) не больше чем на 10-12%.

Так как редко удается разместить груз строго пропорционально объему грузовых помещений, не догружать рекомендуется концевые отсеки.

При распределении груза по отсекам одновременно с решением за­дачи обеспечения общей прочности следует учесть возможность наибо­лее интенсивного производства грузовых операций. Для этого грузы с низкими нормами обработки надо стараться размещать в меньших трюмах, а с более высокими — в больших.

Метод распределения нагрузки пропорционально кубатуре грузо­вых помещений прост и поэтому получил широкое распространение на практике. Однако он не всегда обеспечивает нужный дифферент и при дальнейшем расчете грузового плана приходится перемещать по длине судна большое количество груза. От этого недостатка свободен способ размещения грузов по отсекам

Общую прочность корпуса проверяют путем сравнения наиболь­ших изгибающих моментов в районе миделя М_из_г с нормативной вели­чиной допускаемого изгибающего момента М_доп.

На большинстве судов есть график, аналогичный изображенному на рис. 6, позволяющий определить соответствие общей прочности су­ществующим нормам. Такой график позволяет ответить также на во­прос: насколько близко к границам опасной зоны находится прочность судна при данном варианте загрузки. Нахождение точки, характери­зующей загрузку судна, ниже нулевой линии соответствует прогибу судна (опасное положение на подошве волны), выше нулевой линии -перегибу судна (опасное положение на вершине волны).

Расчет и контроль общей прочности корпуса существенно упроща­ется при наличии на судне специальных приборов. Последние подраз­деляются на пассивные и активные. Пас­сивные приборы основаны на расчетных методах контроля прочности. В них вво-дятся данные о массах грузов и запасов, плечах этих масс по длине судна. На вы­ходе получают обычно изгибающие мо­менты, иногда и перерезывающие силы.

Особое распространение на отече- е* ственных судах получили так называе­мые лодикаторы и сталодикаторы швед­ских фирм «Кокумс» и «Гетаверкен», а также приборы УПВЗОС (унифициро­ванные приборы выбора загрузки и ос­тойчивости судна)

Прибор контроля прочности корпуса судна входят в состав навигационных комплексов «Бриз-1551» для крупнотоннажных танкеров и «Бриз-1609» - для крупнотоннажных ролкеров (см. 1.5).

Активные приборы основаны на измерении напряжений в судо­вых конструкциях, получаемых от датчиков, вмонтированных в корпус судна. Подобные приборы уже нашли применение для реше­ния двух задач: управление грузовыми операциями в порту (кон­троль напряжения в продольных связях палубы) и предупреждение о возникновении недопустимых напряжений в корпусе судна при плавании на волнении.

Подробные сведения о работе с этими приборами (как пассив­ными, так и активными) можно получить из инструкций, прилагае­мых к ним.

Обеспечение местной прочности корпуса осуществляется путем нормирования нагрузки на единицу площади палубы. Эту величину можно узнать из судовой технической документации, а при ее от­сутствии рассчитать следующим образом.

Нагрузка в тоннах на 1 м² палубы трюма или твиндека обычного сухогрузного судна не должна превышать 0,75 Н_ь где Н1 - высота помещения. Таким образом, помещение не может быть загружено полностью грузом с удельным погрузочным объемом менее 1,33 м³/т.

Если судно имеет L и d/D, выходящее за указанные величины, рас­чет можно вести по граничным условиям.

Для лесовозов норма нагрузки на верхнюю палубу устанавливается не менее 2 т/м2 .

За рубежом существуют иные нормы нагрузки на палубу. Напри­мер, правилами США для обеспечения местной прочности предусмат­ривается, чтобы максимальная масса груза в отсеке не превышала зна­чения:

т_ши = 0,246 dB_тр(3L_тр + B_max), (52)

где d - осадка по летнюю мерку, м;

Bтр, Lтр - длина и ширина трюма соответственно, м, B_max - ширина судна по миделю, м.