4.2. Определение площади ватерлинии s судна

Площадь ватерлинии судна определяем методом трапеции. По теоретическому чертежу ватерлиния разделена на двадцать шпангоутов. Каждый из шпангоутов будет являться основаниями рёбер трапеций, и обозначаем буквами у₀, у₁,…у₂₀. Шпации обозначаем буквой х – являющимися высотами данных трапеций. Площадь ватерлиний определятся суммой всей площадей трапеций .

, м²

Где Ѕ_0,1 – Площадь трапеций ватерлинии.

х – высота данной трапеции

Рис. 10. Полуширота от нулевого до восьмого шпангоута.

, м²

, м²

И так определяем площадь до двадцатой площади трапеции ватерлинии.

Рис. 11. Полуширота от пятнадцатого до двадцатого шпангоута.

, м²

Далее рассчитаем общую площадь ватерлинии судна[4]:

Ѕ = Ѕ_0,1+Ѕ_1,2+………+Ѕ_{19,20 ,} м².

5. Определение водоизмещения судна

Для определения объемного водоизмещения судна выделим элементарный объем из погруженной в воду части его корпуса. Поскольку такое выделения имеет два способа, мы будем определять по первому способу (судно не имеет крена и дифферента).

Объемное водоизмещение определяем по методу трапеций. Каждая из площади шпангоутов будут ребрами трапеций, а высота – шпацией.

Рис. 12. Элементарный объем судна.

, м³

Где: х – длина шпаций

ω₀, ω₁,…ω₂₀ – площади шпангоутов. [6].

5.1. Определение весового водоизмещения судна

Плавучестью – называется способность судна плавать по определенную ватерлинию, неся всю положенную нагрузку. На судно постоянно действует две силы: силы тяжести (вес судна) и силы давления воды (гидростатические силы). Точка приложения силы веса называется центром тяжести судна и обозначается буквой G.

Равнодействующая гидростатических сил является результирующим всех сил, возникающих вследствие давления воды на поверхность корпуса судна. Она называется силой плавучести или силой поддержания и обозначается буквой D'. Сила плавучести направлена по вертикали вверх. Точка приложения силы плавучести называется центром величины. Это точка обозначается буквой С и находится в центре тяжести подводного объема корпуса.

Сила плавучести , согласно закону Архимеда определяется по формуле:

, кН

Где - удельный вес воды, обычно принимают кН/м³ для морской воды и кН/м³ для пресной.

Водоизмещение (масса) судна равна массе вытесняемой им воды и определяется по формуле:

, т (тонна)

Где - плотность забортной воды, т/м³ для морской воды и т/м³ для пресной. [9].

5.2. Изменение осадки судна при изменении плотности забортной воды

При переходе судна из соленого водного бассейна в пресный будет, изменяется соленость забортной воды, и соответственно его плотность. При переходе судна из морской воды в пресную воду, формула изменение осадки будет иметь вид [10]:

, м

Где: ΔТ – изменение осадки.

D – водоизмещение судна.

Ѕ – площадь ватерлинии судна.

ρ₁ и ρ – плотности пресной и морской воды.