1. Расчет ходового времени

Розрахунок ходового часу ( tх) виробляється по формулі:

(1.1)

Где: S – расстояние между портами (мили);

V – скорость судна в грузу (узлы).

Расчет необходимых запасов на рейс производиться по следующим формулам:

Необходимое количество топлива

(1.2)

Где К_шзт – коэффициент штормового запаса в зависимости от района плавания и времени года (принимается равным 1,1);

q – расход топлива в сутки;

t_рс – ходовое время рейса в сутках;

Запасы смазочного масла

(1.3)

Где n_см.м – процент необходимого запаса смазочного масла на рейс (принимаем равным 0,05);

Р_топл – количество топлива необходимого на рейс (тонн);

Запасы пресной воды

(1.4)

Где n_в+шт – коэффициент штормового запаса в зависимости от района плавания и времени года (принимается 1,1);

n_{пр. в} – норма расхода питьевой воды исходя из санитарных норм в сутки, л/сут на одного человека;

n_эк – количество экипажа;

t_рс – ходовое время рейса в сутках;

Запас продовольствия

(1.5)

Где n_прод – норма расхода провизии на одного человека в сутки кг/сут (принимаем равным 3,5 кг/сут);

n_эк – количество экипажа;

t_рс – ходовое время рейса в сутках

Сумма всех запасов на рейс

(1.6)

2. СОСТАВЛЕНИЕ ГРУЗОВОГО ПЛАНА СУДНА.

Для осадки судна по грузовую марку (ЛГМ) Т_гр по грузовой шкале определяется водоизмещение в полном грузу D_гр, а затем рассчитывается чистая грузоподъемность судна D_ч в заданном рейсе:

где:	Dч	–	чистая грузоподъемность, т;
	Dгр	–	водоизмещение по (ЛГМ), т;
	D0	–	водоизмещение судна порожнем, т;
	ΣРзап	–	сумма запасов на рейс, т.

Заданное на рейс количество груза Р_гр должно быть не более чистой грузоподъемности судна в этом рейсе т. е. Р_гр  D_ч.

При составлении грузового плана используется таблица судовых помещений, где указаны их объемы (брутто и нетто) и координаты центров объемов.

Составление грузового плана рекомендуется начинать с размещения запасов.

1) Распределяют запасы топлива обычно в такой последовательности: топливо размещается в расходные цистерны, затем в танки, расположенные в районе МКО, танки двойного дна и носовые диптанки. Танки заполняют полностью, чтобы исключить влияние свободной поверхности жидкости на остойчивость. Оставлять частично заполненными рекомендуется не более одного-двух танков.

При распределении пресной воды цистерны питьевой воды обычно заполняют полностью.

Расчет положения центра тяжести принятых запасов ведется в табличной форме (табл. 1). Независимо от степени заполнения цистерны считается, что центр тяжести размещенных в ней запасов совпадает с центром объема цистерны. При этом в расчете аппликаты центра тяжести судна допускается ошибка в безопасную сторону, величина ее пренебрежимо мала.

Указанные в последней строке таблицы координаты центра тяжести запасов х_зап и z_зап рассчитываются по формулам:

;

Размещение судовых запасов – Таблица 1.

Запасы	Расположение, шп.	Вместимость помещений, м3	Масса принятых запасов, т	Плечи, м		Моменты т·м
				x	z	Mx	Mz
Топливо
Расходная цистерна №22 …..
Итого топливо
Смазочное масло
Цистерна см. масла № …..
Итого см. масла
Пресная вода
Расходная цистерна пресной воды № …..
Итого пресной воды
Провизия
Итого запасов			ΣРзап	хзап	zзап	ΣМх зап	ΣМz зап

2) Грузы размещаются по судовым помещениям методом последовательных приближений. Для составленного предварительного грузового плана рассчитываются посадка и остойчивость судна. Если они удовлетворительны, грузовой план принимается. Если посадка или остойчивость судна неудовлетворительны, производится перераспределение груза и снова проверяются посадка и остойчивость судна.

Последующие рекомендации по составлению грузового плана даны для однородного груза и не учитывают его эксплуатационных характеристик – партионности, совместимости и др.

Для предотвращения появления крена судна груз и запасы размещаются по возможности симметрично относительно диаметральной плоскости.

Размещая грузы в первом приближении, можно руководствоваться следующим. Объем груза, размещаемого в судовых помещениях, не может превышать их суммарной вместимости ΣW_{гр. пом}:

Если V_гр<<ΣW_{гр. пом.}, при этом груз желательно размещать равномерно по длине судна, заполняя используемые помещения по возможности полностью. Массу груза с малым УПО т.е. менее 1,1 м³/т, для каждого трюма можно определить по формулам:

где:	Sтр	–	площадь i-го трюма, м2;
	qдоп	–	максимально допустимая нагрузка на судовое перекрытие, т/м2;

Расчет груза для каждого трюма производят так, чтобы их сумма не превышала чистую грузоподъемность D_ч.

Если V_гр >ΣW_{гр. пом.} все помещения заполняются полностью, а остаток груза размещается на палубе (если допускается перевозка данного рода (вида) груза на открытой палубе).

Массу груза с большим УПО т.е. более 1,1 м³/т, для каждого трюма можно определить по формулам:

где:	Wтр i	–	Объем i-го трюма, м3;
	µ	–	УПО загружаемого груза, м3/т;

Если V_гр и ΣW_{гр. пом.} близки по величине, грузы рекомендуется размещать пропорционально вместимости грузовых помещений.

При частичном заполнении помещения, когда z_pi ≠ z_vi, аппликата центра тяжести груза в i-м помещении может быть приближенно определена по формулам

(1) или (2)

где:	для формулы (1)
	hдн	–	возвышение днища трюма над основной плоскостью (ОП), м;
	Нтр	–	высота трюма, м;
	Wтр	–	объем трюма, м3;
	Vгр	–	объем занятый грузом, Vгр = μ·Р, м3.

где:	для формулы (2)
	zvi	–	аппликата центра объема i-го помещения, м;
	Wi	–	вместимость i-го помещения, м3;
	Vгр i = μ · Рi	–	объем груза, принимаемое в i-е помещение, м3;
	hдн. пом i	–	возвышение дна i-го помещения над основной плоскостью.

Составленный таким образом грузовой план представляется в табличной форме (табл. 2).

Размещение грузов в первом приближении – Таблица 2.

Помещение	Расположение, шп.	Допустимая нагрузка на палубу, т/м2	Вместимость помещений Wi, м3	Аппликата центра объема zvi, м	Объем, занятый грузом, Vгр i, м3	Масса груза Рi, т	Плечи, м		Моменты т·м
							x	z	Mx	Mz
Трюм №1
Трюм №2
Трюм №3 …..
Итого груз					ΣVгр	ΣРгр	хгр	zгр	ΣМх гр	ΣМz гр

3) В табличной форме рассчитываются координаты центра тяжести судна после его загрузки на отход. Если из судовых документов известны водоизмещение судна порожнем и координаты его центра тяжести, в табл. 3 вместо статьи нагрузки «Судно перед загрузкой» можно ввести статьи «Судно порожнем» и «Экипаж, снабжение».

Расчет координат центра тяжести судна на отход – Таблица 3.

Статья нагрузки	Масса, т	Плечи, м		Моменты т·м
		x	z	Mx	Mz
Судно порожнем	D0	хg0	zg0
Судовые запасы	ΣРзап	хзап	zзап
Экипаж, снабжение	ΣРэк., снаб	хэк., снаб	zэк., снаб
Груз	ΣРгр	хгр	zгр
Судно после загрузки	D1	хg1	zg1	ΣМх1	ΣМz1

Для водоизмещения судна D₁ и плотности воды по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т^/_ср.

Грузовая шкала построена для плотности ρ_т, для этого следует учитывать поправку к средней осадке Т^/_ср1., определенной по грузовой шкале, для фактической плотности ρ_ф1:

, м. (1.8)

где:	ρт	–	табличная плотность – 1,025 т/м3, для которой построена грузовая шкала;
	ρф1	–	плотность воды по заданию (на порт отхода) т/м3;
	q1	–	число тонн на 1 см осадки т/см.

Т_ср1= Т_таб + ΔТ₁

Для средней осадки T_cp1 из информации об остойчивости судна для капитана определяем значения следующих величин:

где:	Xc1	–	абсциса центра величини, м;
	Xf1	–	абсциса центра ваги площі ватерлінії, м;
	Zm1	–	аппликата центра величини, м;
	M1	–	момент дифферентующий судно на 1 см, т∙м/см.

Дифферент на отход судна определяем по формуле:

, м – отход (1.10)

Оптимальный дифферент зависит от типа судна и степени его загрузки. При отсутствии конкретных рекомендаций после загрузки судна удовлетворительным можно считать дифферент в пределах от 0 до –0,5 м (на корму).

4) Количество запасов на приход (к концу рейса расходуется приблизительно 90% необходимых запасов)

количество топлива на приход

(1.7)

количество смазочного масла на приход

(1.8)

количество пресной воды на приход

(1.9)

количество продовольствия на приход

(2.0)

сумма всех запасов на приход

(2.1)

Размещение судовых запасов на приход – Таблица 1.

Запасы	Расположение, шп.	Вместимость помещений, м3	Масса принятых запасов, т	Плечи, м		Моменты т·м
				x	z	Mx	Mz
Топливо
Расходная цистерна № …..
Итого топливо
Смазочное масло
Цистерна см. масла № …..
Итого см. масла
Пресная вода
Расходная цистерна пресной воды № …..
Итого пресной воды
Провизия
Итого запасов			ΣРзап	хзап	zзап	ΣМх зап	ΣМz зап

5) В табличной форме рассчитываются координаты центра тяжести судна после его загрузки на приход.

Расчет координат центра тяжести судна на приход – Таблица 3.

Статья нагрузки	Масса, т	Плечи, м		Моменты т·м
		x	z	Mx	Mz
Судно порожнем	D0	хg0	zg0
Судовые запасы	ΣРзап	хзап	zзап
Экипаж, снабжение	ΣРэк., снаб	хэк., снаб	zэк., снаб
Груз	ΣРгр	хгр	zгр
Судно после загрузки	D2	хg2	zg2	ΣМх2	ΣМz2

Для водоизмещения на приход после расходования определенного количества запасов D₂ и плотности воды в порту прихода по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна на приход Т^/_ср2.

Грузовая шкала построена для плотности ρ_т, для этого следует учитывать поправку к средней осадке Т^/_ср2., определенной по грузовой шкале, для фактической плотности ρ_ф2:

, м. (1.9)

где:	ρт	–	табличная плотность – 1,025 т/м3, для которой построена грузовая шкала;
	ρф2	–	плотность воды по заданию (на порт прихода) т/м3;
	q2	–	число тонн на 1 см осадки т/см.

Т_ср2= Т_таб + ΔТ₂

Для средней осадки T_cp2 из информации об остойчивости судна для капитана определяем значения следующих величин:

где:	Xc2	–	абсциса центра величини, м;
	Xf2	–	абсциса центра ваги площі ватерлінії, м;
	Zm2	–	аппликата центра величини, м;
	M2	–	момент дифферентующий судно на 1 см, т∙м/см.

Дифферент на приход судна определяем по формуле:

, м – на приход. (1.11)

Если рассчитанный дифферент d₁ выходит за указанные выше пределы, груз перераспределяется и рассчитывается посадка судна во втором приближении. Для удифферентовки судна часть груза ΔР переносится из помещения с абсциссой х_i .в помещение с абсциссой x_i+1 (если вместимость помещения i+1 это допускает):

где Δd₁ – желаемое изменение дифферента.

Розрахунок посадки судна по вантажної шкалі і гідростатичних кривих представлений у таблиці 1.5.

Таблиця 1.5

Найменування величини і формули	Единицы измерения	Позначення	Значення величини
			Відхід	Прихід
Водотоннажність	т	D
Абсцисса ЦТ судна	м	хg (додаток 1)
Щільність забортної води	т/м3	ρ (завдання)
Осадка судна	м	Т (додаток 2)
Момент дифферен. на 1 см	т/см	М1 (додаток 2)
Абсцисса центра величины	м	Хс (додаток 1)
Абсцисса ЦТ площі ватерлінії	м	Xf (додаток 1)
Аппликата попер. метацентра (в м)	м	Zm (додаток 1)
Діферент судна (в м)	м	d = (Мх – D ∙ хс)÷(М1,2 ∙ 100)
Осадка судна носом	м
Осадка судна кормой	м

Для подальших розрахунків приймаємо значення величин, отриманих при розрахунках по вантажній шкалі і кривим елементів теоретичного креслення.

Практичне заняття №2 (Тема 4). Розрахунки остійності судна. Складання діаграм статичної і динамічної остійності судна.

Розрахунок початкової метацентричної висоти виробляється по формулі

(2.1)

По формулі зробимо розрахунок початкової поперечної метацентричної висоти на відхід і прихід:

Розрахунок параметрів початкової остійності приведений у таблиці 1.7

Таблиця 1.7 - Розрахунок параметрів початкової остійності

Найменування величин	Позначення	Формули	Значення величини
			відхід	прихід
Водоизмещение	D
Аппликата ЦТ судна	Zg
Аппликата поперечного метацентра	Zm
Невиправлена метацентрична висота	hо	hо = Zm – Zg
Виправлення до метацентричної висоті	h	h=mh / D
Виправлена метацентрична висота	h	h = ho – h

Перевірку остійності виконуємо за матеріалами «Інформації про остійність судна» по метацентричних висотах, що допускаються, h>h_доп

• максимальне плече L>0,2 м при Θ_max =30 град;

• кут заходу Θ_зак >60 град;

• виправлена метацентрична висота h>0,15 град;

• критерій погоди K>1;

• кут крену від дії постійного вітру Θ> 15 град;

• критерій прискорення K^*>1.