6. Оценка навигационных качеств судна

6.1 Проектная удифферентовка судна

Задачей удифферентовки является получение таких значений характеристик посадки судна, которые приемлемы с точки зрения эксплуатации при различных случаях его нагрузки.

В курсовом проектировании удифферентовка выполняется для двух случаев нагрузки судна: в грузу и порожнём с 10 % запасов.

Судно порожнем должно иметь минимальные осадки носом и кормой.

Минимальная необходимая осадка носом определяется исходя из следующего условия:

, где

h_в=1,2 – расчетная высота волны

Эта осадка исключает дополнительный изгибающий момент от удара волны в нос, а также обеспечивается лучшая управляемость.

Осадка кормой должна обеспечивать необходимое заглубление движительно-рулевого комплекса (ДРК).

Минимальная осадка кормой определяется исходя из следующего условия:

, где

Т_гр=1,58м - осадка в грузу.

Удифферентовка порожнем выполняется в следующей последовательности:

1. определение действующих осадок носом и кормой;

2. сопоставление полученных осадок с минимальными необходимыми;

3. определение количества балласта и место его расположения;

4. проверка осадок судна порожнем с балластом.

Определение действующих осадок носом и кормой

Т₀- средняя осадка судна порожнем;

Δ – дифферент.

Средняя осадка судна порожнем определяется по формуле:

Т=1,83 м – средняя осадка судна;

-изменение средней осадки судна при снятии грузов и запасов, где

- площадь действующей ВЛ;

- плотность воды;

D=1357,46т – водоизмещение в грузу;

D₀=382,8 т – водоизмещение порожнем с 10 % запаса топлива.

Величина дифферента рассчитывается по формуле:

, где

М_диф- дифферентующий момент, который определяется по формуле:

м,

где

Х_g0=-11,8 м – абсцисса ЦТ судна порожнем с 10% запасом топлива;

-абсцисса ЦВ судна порожнем с 10% запасом топлива, где

К_х=0,32 – эмпирический коэффициент, принимается в зависимости от класса судна;

Х_с=Х_g=-0,29 – абсцисса ЦВ судна в грузу;

m – момент дифферентующий, который определяется по формуле:

, где

- большая метацентрическая высота;

- большой метацентрический радиус;

Аппликата ЦВ судна порожнем с 10% запасом топлива определяется по формуле:

- аппликата ЦТ судна порожнем с 10% запасом топлива.

Получаем следующие действующие осадки:

Сопоставляем полученные осадки с минимальными осадками:

Т_Н0=0,085<Т_Н=0,6 м,

Т_К0=1,205<Т_К=1,34 м

Условие не выполняется, поэтому принимаем балласт.

Определение количества балласта и место его расположения

Для обеспечения требуемых осадок носом и кормой необходимо изменить среднюю осадку на величину , где

-средняя осадка судна порожнем с балластом.

Масса принимаемого балласта определяется по формуле:

ЦТ балласта по длине находится из условия равенства нулю моментов сил относительно оси у. Откуда получена формула:

Водоизмещение судна порожнем балластом вычисляется по формуле:

Абсцисса ЦВ судна порожнем с балластом определяется по формуле:

Большая метацентрическая высота судна порожнем с балластом находится по следующей формуле:

,где

-большой метацентрический радиус,

- аппликата ЦВ судна порожнем с балластом,

- аппликата ЦТ судна c балластом.

Делаем проверку осадок судна порожнем с балластом по формулам:

- дифферент судна порожнем с балластом, который определяется по формуле:

Дифферентующий момент определяется по формуле:

тм, где

Х_gпб=-3,67 м – абсцисса ЦТ судна порожнем с балластом,

- абсцисса ЦВ судна порожнем с балластом.

m_б – момент дифферентующий, который определяется по формуле:

, где

- большая метацентрическая высота судна порожнем с балластом;

Получаем следующие осадки судна порожнем с балластом:

Сопоставляем полученные осадки с минимальными осадками:

Т_Нб=0,6=Т_Н=0,6 м,

Т_Кб=1,34=Т_К=1,34 м

Условие выполняется, следовательно, судно удифферентовано.