2.3. Расчет весовых нагрузок судна

Для определения основных технических характеристик судна необходимо, прежде всего, установить состав весовых нагрузок судов по вариантам. Расчет весовых нагрузок выполняется методом последовательных приближений.

Дедвейт судна в первом приближении определяется по формуле:

, (20)

где - чистая грузоподъемность судна по рассматриваемому варианту (т), - коэффициент утилизации водоизмещения (рассчитывается по прототипу).

Коэффициент утилизации водоизмещения определяется по формуле:

, (21)

где - дедвейт судна прототипа (т), - водоизмещение судна прототипа (т).

Полное водоизмещение судна в первом приближении определяется:

, (22)

где - коэффициент утилизации дедвейта, который определяется по формуле:

, (23)

где - чистая грузоподъемность судна прототипа (т), - дедвейт судна прототипа (т).

Во втором приближении весовое водоизмещение определяется по формуле:

, (24)

где - вес СЭУ (т), - вес корпуса с оборудованием (т), - вес запасов (т).

Вес СЭУ определяется:

, (25)

где - относительный вес СЭУ, принимается по прототипу или рассчитывается по формуле (для среднеоборотных дизелей):

, (26)

где - эффективная мощность СЭУ (л.с.), определяется по формуле:

, (27)

где - коэффициент, учитывающий потери на линии гребного вала и в редукторе, - мощность, приводимая к гребному винту (л.с.).

Коэффициент, учитывающий потери на линии гребного вала и в редукторе, принимается:

- при кормовом расположении СЭУ ;

- при расположении СЭУ в средней части судна .

Мощность, приводимая к гребному винту, определяется:

, (28)

где - водоизмещение судна в первом приближении (т), - сдаточная скорость судна, принимается на 5-7% выше технической (миль/ч), - адмиралтейский коэффициент.

Адмиралтейский коэффициент в первом приближении определяется по формуле:

. (29)

Вес корпуса судна определяется по формуле:

, (30)

где - относительный вес корпуса 1 тонны водоизмещения, принимается по прототипу или рассчитывается по формуле:

- для универсальных судов:

. (31)

Вес запасов топлива со смазкой, котельной воды и прочих запасов, расписывается по установленной схеме снабжения судна, которая принимается в зависимости от условий получения каждого вида запасов на заданном направлении работы судна:

, (32)

где - вес запасов топлива (т), - вес запасов воды (т), - вес прочих запасов (т).

Вес запасов топлива со смазкой на рейс определяется:

, (33)

где - запасы топлива на рейс (т), 1,1 – коэффициент учитывающий вес смазочных материалов.

Запасы топлива на рейс определяется по формуле:

, (34)

где - суточный расход топлива в порту и на ходу соответственно, принимается по данным судна прототипа (т/сут.), - время нахождения судна в порту и на ходу (сут.), - коэффициент штормового запаса, принимается .

Суточный расход топлива на ходу можно, также определить по формуле:

, (35)

где - удельный расход топлива, принимается по прототипу, (г/э.л.с.-ч).

Если суточный расход топлива определялся по формуле 35, а не по прототипу, то рекомендуется принять суточный расход топлива на стоянке 10-13% от суточного расхода топлива на ходу.

Время рейса судна определяется по формуле:

. (36)

Время нахождения судна в порту определяется по формуле:

, (37)

где - время грузовых операций (сут), - время вспомогательных операций (сут.).

Время грузовых операций определяется по формуле:

, (38)

где - количества груза на судне по отрезкам пути (т), - нормы обработки судна, для Российских портов определяются по нормативным документам [10], для иностранных портов уточняются у преподавателя (т/с-сут).

Время вспомогательных операций:

При погрузке час.

При выгрузке сухогрузных судов час.

При выгрузке рефрижераторных судов час.

Количество груза на судне определяется по формуле:

, (39)

где - грузовместимость судна прототипа (м³).

Ходовое время по всем участкам пути определяется по формуле:

, (40)

где - протяженность линии (миль), - скорость судна (миль/сут.), - время задержки в пути, принимается 12 час.

Запасы воды на рейс определяются по формуле:

, (41)

где - суточный расход воды в порту и на ходу, принимается по данным судна прототипа (т/сут), – коэффициент штормового запаса, принимается . Если данных по суточному расходу воды в справочных данных нет, то необходимо произвести самостоятельный расчет по приближенной формуле:

, (42)

где - суточный расход воды, усреднено, принят на стоянке и на ходу (т/сут), - численность экипажа (чел.), принимается по прототипу и уточняется у преподавателя.

Прочие запасы на рейс определяются по формуле:

. (43)

Сравниваются значения водоизмещений, полученные в первом и во втором приближениях. Расхождение между и не должны быть более 5%. В противном случае производятся расчеты в 3-м приближении и т.д. В последующих расчетах сравниваются последнее и предпоследнее водоизмещения.

После определения водоизмещения последнего приближения необходимо произвести корректировку дедвейта по формуле:

, (44)

где - дедвейт второго приближения (т).

Определяется валовая регистровая вместимость судна:

. (45)

Определяется чистая регистровая вместимость судна:

. (46)

В дальнейших расчетах используются значения водоизмещения и дедвейта последнего приближения.

После расчета мощности СЭУ должен быть построен график = f (v), по которому проверяется правильность расчетов.

Необходимые исходные данные и результаты расчетов весовых нагрузок судов по вариантам сводятся в таблицу, форма которой зависит от принятой схемы варьирования (табл. 5, табл. 6).

Таблица 5