4. 5.5.2. Вспомогательная таблица к способу невязок

Можно упростить расчет аварийной посадки, если заранее для каждого из затапливаемых отсеков рассчитать таблицу значений числа тонн воды, изменяющих невязку уровней на 1 метр.

Допустим, что в затапливаемое помещение дополнительно принята масса воды такая, что уровень поднялся на . Очевидно, что:

,

где – площадь свободной поверхности воды в отсеке.

Тогда уровень ватерлинии в отсеке поднимется на величину:

и изменение невязки уровней будет:

.

Здесь и соответственно площадь ватерлинии и абсцисса ее ЦТ, а – продольный момент инерции площади ватерлинии.

Отсюда найдем число тонн воды на 1 м невязки:

. (5.21)

Имея таблицу значений для нескольких значений осадок или водоизмещений и ряда величин коэффициента проницаемости, можно, определив невязку по первому приближению, сразу найти массу воды в отсеке, соответствующую совпадению уровней в отсеке и за бортом по формуле:

(5.22)

и по этой массе произвести проверку невязки, как это было указано ранее.

5. 5.5.3. Диаграммы аварийных посадок

Выше было рассмотрено определение аварийной посадки судна по диаграмме дифферентов последовательными приближениями, к которым приводит способ приема груза. Применяя способ постоянного водоизмещения, можно построить диаграмму, дающую прямое решение этой задачи для произвольной начальной посадки судна. Однако, для каждого затапливаемого отсека должна быть построена своя диаграмма аварийной посадки.

Рассмотрим затопление какого-либо из отсеков судна. Зададим судну какую-нибудь посадку и будем считать, что она является аварийной ( ), соответствующей затоплению рассматриваемого отсека с некоторым принятым коэффициентом проницаемости . Поставим обратную задачу – найдем посадку, которая была до затопления отсека. Эта задача имеет прямое решение, так как известное положение ватерлинии определяет уровень заполнения отсека, а следовательно, массу влившейся воды и ее момент относительно миделя. Вычитая эти величины из нагрузки ( ), соответствующей заданной аварийной посадке, найдем нагрузку ( ) и посадку ( ) до аварии. Таким образом, точке на диаграмме посадок, определяемой координатами ( ), при затоплении рассматриваемого отсека с принятым коэффициентом проницаемости соответствует посадка ( ).

Если указанный пересчет произвести для нагрузок, соответствующих узловым точкам криволинейной координатной сетки постоянных значений на обычной диаграмме, получим узловые точки, определяющие новую координатную сетку постоянных значений , показывающую аварийную посадку при затоплении данного отсека с коэффициентом проницаемости . На рис.5.5 приведена диаграмма посадок с наложенными сетками кривых (сплошные линии) и (пунктирные линии). Для точки , определяемой нагрузкой ( ) перед аварией, пользуясь сеткой сплошных линий, прочитывается посадка судна до аварии, а по пунктирной сетке – посадка после затопления соответствующего отсека.

Рисунок 5. 5. Совмещенные обычная и аварийная диаграммы посадок

Описанная диаграмма строится для каждого из грузовых отсеков судна при некотором принятом коэффициенте проницаемости  Для других значений аварийная посадка находится следующим образом. По нагрузке судна до затопления отсека на обычной и аварийной диаграммах определяются посадки соответственно до и после аварии и обе точки наносятся на обычную диаграмму (точки и на рис.5.6). Начальную посадку можно рассматривать как аварийную при = 0, а точке соответствует , принятое при расчете аварийной диаграммы (в нашем случае = 0,6). Так как при постоянном объеме затопления масса влившейся воды и ее момент пропорциональны коэффициенту проницаемости, то аварийные посадки при разных изображаются точками, лежащими на одной прямой, проходящей через точки и . Деля отрезок на части в соответствии с принятым при расчете аварийной диаграммы и откладывая такие же части до = 1, получим шкалу, по которой прочитываются аварийные посадки для любого значения .

В качестве примера на рис.5.6 показаны основная диаграмма посадок для судна типа “Капитан Кушнаренко”, для которой осадки указаны с правой стороны, и совмещенная с ней диаграмма аварийных посадок при затоплении отсека № 2 с расчетным = 0,6, для которой указаны слева. Пунктиром нанесены посадки, соответствующие предельной линии погружения. На рис.5.5 приведен пример определения аварийной посадки. Начальная посадка судна (точка ) соответствует 9,0 м, водоизмещению 20300 т и моменту –15180 тм. Параметры аварийной посадки, снятые с диаграммы на рис.5.5, равны: 11,42 м, 8,03 м, соответствующее водоизмещение 22110 т, момент 60570 тм, масса влившейся воды 1810 т, аварийный дифферент 3,39 м.

Аналогичные данные для любого другого коэффициента проницаемости снимаются по шкале коэффициентов проницаемости, изображенной на рис.5.6 и построенной как указано выше.

Если принимаются меры по уменьшению аварийного дифферента путем приема балласта или переноса груза, то результаты этих мероприятий также определяются по аварийной диаграмме. Для этого следует в соответствии с намечаемыми мерами исправить начальную нагрузку судна и по новой начальной точке найти новую аварийную посадку.

В качестве примера рассмотрим уменьшение аварийного дифферента в результате перекачки балласта из форпика в ахтерпик в количестве 214 т (полная емкость форпика). Дополнительный момент от перекачки балласта равен:

214 (-73,86 – 72,02) = –31220 тм.

Рисунок 5. 6. К определению аварийной посадки при любом коэффициенте проницаемости отсека

После перекачки при том же водоизмещении 20300 т момент будет –46400 тм. Эти данные определяют новую начальную точку , для которой на рис.5.5 по основной диаграмме находим: 8,35 м, 9,60 м, а по аварийной диаграмме находим 10,69 м, 8,70 м. Нанеся по этим осадкам точку на основную диаграмму рис.5.6, найдем: водоизмещение 22080 т, момент 26580 тм, масса влившейся воды 1780 т и аварийный дифферент 1,99 м. По точкам и на рис.5.6 построена шкала коэффициентов проницаемости, позволяющая определять те же величины при любом затапливаемого отсека.

На диаграмму рис.5.6 могут быть нанесены линии, ограничивающие предельно допустимые аварийные посадки судна в соответствии с установленными требованиями. В таких случаях точка пересечения ограничивающей линии со шкалой определит предельное значение коэффициента проницаемости рассматриваемого отсека, при котором эти требования выполняются.

Заметим, что с увеличением дифферента возрастает погрешность посадки, определенной по основной и аварийной диаграммам, происходящая от несоответствия их точному условию равновесия судна. При значительных дифферентах более точные результаты могут быть получены добавлением к приближенной поправки: , в которой осадки определяются по .

Диаграммы посадок, построенные на основе выполнения точного условия равновесия судна, не применяются вследствие некоторого усложнения при пользовании такими диаграммами (требуются последовательные приближения поскольку заранее дифферент не известен) и достаточной для практических целей точности, даваемой диаграммами принятого типа при тех дифферентах, которые встречаются в нормальных условиях эксплуатации судна.