1. Общие теоретические сведения.

Н а судне всегда имеется значительное количество жидких грузов в виде запасов топлива, воды, масла, балластная вода и пресная вода различного назначения, а на наливных судах – штатный перевозимый груз. Если жидкий груз заполняет цистерну целиком, его влияние на

остойчивость судна аналогично эквивалентному

твердому грузу массой m_ж = ρ_жv_ж. На судне, практически всегда имеются цистерны, не заполненные целиком, т.е. жидкость имеет в них свободную поверхность. Свободные поверхности на судне также, могут появляться в результате тушения пожаров и повреждения корпуса. Рис. 1 Влияние свободной поверхности Свободные поверхности оказывают сильное

жидкого груза на остойчивость. отрицательное влияние, как на начальную остойчивость, так и на остойчивость судна при больших наклонениях. При наклонениях судна жидкий груз, имеющий свободную поверхность, перетекает в сторону наклонения, создавая при этом дополнительный момент, кренящий судно.

Появившейся момент можно рассматривать как отрицательную поправку к восстанавливающему моменту судна.

В судовых условиях влияние жидких грузов учитывается при помощи таблиц, приведенных в «Информации об остойчивости судна».

Цистерны, имеющие поправки к метацентрической высоте меньше 1 см, в расчетах не учитывают.

В зависимости от вида поправок метацентрическую высоту судна с учетом влияния жидких грузов в частично заполненных цистернах находят по формулам

h = z_m – z_g - δh ; h = z_m – z_g - δm_h /∆ .

Как видно, свободные поверхности как бы повышают ЦТ судна или снижают поперечный метацентр на величину:

δ z_g = δz_m = δh = δm_h /∆.

Рассматриваемое изменение остойчивости от свободной поверхности жидкости происходит при наличии ее объема от 5 % объема цистерны. В таких случаях говорят, что свободная поверхность приводит к действенной потере остойчивости.

2. Порядок выполнения работы.

1. Выписываем из практ.№2 водоизмещение судна в грузу ∆₁, а также статический момент Мz₁ и возвышение метацентра над основной Zm:

∆₁ = (т) Мz₁= (тм) Zm = (м)

2. Влияние свободных поверхностей жидких грузов учитывается путем введения поправки к коэффициенту начальной остойчивости – Σ δmh_і (тм).

Поправочный момент δmh на влияние свободных поверхностей жидких грузов распрессованных цистерн определяется по таблице приложения 1- «таблица поправочных моментов».

Выписываем поправочные моменты δmh распрессованных цистерн:

Для цистерны δmh₁ = тм

Для цистерны δmh₂ = тм

Для цистерны δmh₃ = тм

Суммарная поправка на влияние свободных поверхностей:

Σ δmh_і = δmh₁ + δmh₂ + δmh₃

3. Получаем условную аппликату ЦТ судна с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов:

Z_g^усл = или Z_g^усл = Z_gр + δZ_g = Z_gр + Σ δmh_і/∆₁

4. Выписываем из практической работы №6 начальную метацентрическую высоту без учета влияния свободных поверхностей жидких грузов h₀ или рассчитываем по формуле:

h₀ = Zm - Zgp

5. Определяем исправленную поперечную метацентрическую высоту с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов:

h^исп = h_o – δh = h_o – Σ δmhі/∆₁

т.к. δh = δZ_g = Σ δmhі/∆₁

- исправленная начальная поперечная метацентрическая высота при всех вариантах нагрузки должна быть не менее 0,05 м или 0,003 ширины судна, смотря по тому , что больше.

6. Выписываем из практической работы № 5 значение возвышения метацентра над основной Zm и из практической № 6 допускаемую аппликату ЦТ Zg ^доп или определяем по «кривым элементов теоретического чертежа» и «таблицам допускаемых аппликат ЦТ» (по V₁ и ∆₁ соответственно) и определяем h^доп:

по V₁ = (м³) Zm = (м) ; по ∆₁ = (т) Zg ^доп = (м)

h^доп = Zm - Zg ^доп

7. Условие остойчивости с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов считается обеспеченной если выполняется неравенство:

Zg^усл ≤ Zg ^доп

h^исп ≥ h^доп

Так как : Z_g ^усл = (м) ≤ Z_g ^доп = (м) – то судно остойчиво;

h^исп = (м) ≥ h^доп = (м) – то остойчивость судна обеспечена.

6. Выводы: Расчет показал, что свободные поверхности жидких грузов уменьшают

остойчивость судна. При заданном случае нагрузки, в условиях эксплуатации с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов остойчивость судна обеспечена (без балласта или с балластом) и отвечает требованиям Морского

Регистра

Пример.

1. Выписываем водоизмещение судна в грузу ∆₁, а также статический момент Мz₁:

∆₁ = 3172 т Мz₁= 18295,5 тм

2. Выписываем поправочные моменты δmh распрессованных цистерн:

Для цистерны КТ №1 δmh₁ = 34,1 тм

Для цистерны ДТ № 8 δmh₂ = 87,2 тм

Для цистерны ДТ № 9 δmh₃ = 56,2 тм

Суммарная поправка на влияние свободных поверхностей:

Σ δmh_і = δmh₁ + δmh₂ + δmh₃ = 34,1 + 87,2 + 56,2 = 177,5 тм

3. Получаем условную аппликату ЦТ судна с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов:

Z_g^усл = = (18295,5 + 177,5)/ 3172 = 5,82 м

или Z_g^усл = Z_gр + δZ_g = Z_gр + Σ δmh_і/∆₁= 5,77 + 177,5/3172 = 5,77 + 0,05 = 5,82 м

4. Выписываем из практической работы №6 начальную метацентрическую высоту без учета влияния свободных поверхностей жидких грузов h₀ :

h₀ = 0,41 м

5. Определяем исправленную поперечную метацентрическую высоту с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов:

h^исп = h_o – δh = h_o – Σ δmhі/∆₁ = 0,41 – 0,05 = 0,36 м

6. Выписываем из практической работы № 5 значение возвышения метацентра над основной Zm и из практической № 6 допускаемую аппликату ЦТ Zg ^доп и определяем h^доп:

Zm = 6,18 м ; Zg ^доп = 6,13 м

h^доп = Zm - Zg ^доп = 6,18 – 6,13 = 0,05 м

7. Условие остойчивости с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов считается обеспеченной если выполняется неравенство:

Zg^усл ≤ Zg ^доп

h^исп ≥ h^доп

Так как : Z_g ^усл = 5,82 м ≤ Z_g ^доп = 6,13 м – судно остойчиво;

h^исп = 0,36 м ≥ h^доп = 0,05 м – остойчивость судна обеспечена.

Выводы: Расчет показал, что свободные поверхности жидких грузов уменьшают

остойчивость судна. При заданном случае нагрузки, в условиях эксплуатации с учетом влияния свободных поверхностей жидких грузов остойчивость судна обеспечена с балластом и отвечает требованиям Морского

Регистра.

Литература:

1. Ф.Н. Белан , А.М. Чудновский .Основы теории судна . – Л : Судостроение , 1978

2. И.И.Бендус . Теория и устройство судна.Часть 1.2-е изд. перераб.и доп.-Керчь.:КГМТУ , 2006

3. В.Д. Кулагин . Теория и устройство промысловых судов .- Л.; Судостроение , 1986

4. Л.Р. Аксюткин . Контроль остойчивости морских судов .- Одесса:Фенікс,2003

5. А.М. Горячов,Е.М. Подругин . Устройство и основы теории морских судов .- Л.;Судостроение,1981

6. Суднові документи : БМРТ « Николай Островский » , РТМА « Прометей »

7. В.Л. Фукельман . Основы теории корабля .- Л.;Судостроение,1977

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8

Тема: Определение посадки судна в условиях эксплуатации

Цель работы: Рассмотрение различных способов расчета посадки судна

в условиях эксплуатации.

Задание: По варианту нагрузки судна произвести расчет посадки различными

способами.

Материалы и наглядные пособия необходимые для выполнения работы:

а) Судовая документация:

- Приложение 5 (или практическая работа №5);

- Приложение 10;

б) Линейка, карандаш;

в) Калькулятор.

г) [1] §§ 47, 48, 49 С. 127 – 133