Диаграмма осадки судна носом и кормой

Одной из задач, возникающих в эксплуатации морского судна, является оперативная оценка его аварийной посадки и остойчивости при конкретной аварийной ситуации.

В частности, при посадке судна на мель или при получении пробоины капитану для принятия решения необходимо четко знать возможные последствия аварии. В зависимости от этого должны приниматься меры по организации борьбы по спасению судна или приниматься решение о необходимости экстренно покинуть его.

К сожалению, на судах полностью отсутствует какая-либо документация по оперативной оценке последствий его посадки на мель. В результате, не имея подробной информации в экстремальных ситуациях могут приниматься решения, приводящие к неблагоприятным последствиям.

В настоящей работе предлагаются достаточно простые методы для получения исходной информации при посадке судна на мель, и оценки возможности самостоятельного снятия с мели.

Для предварительных расчетов предлагается использовать хорошо знакомую каждому судоводителю диаграмму осадок носом и кормой (в дальнейшем называемую просто – диаграмма.)

Основные положения при работе с диаграммой.

Диаграмма осадок представляет собой набор кривых постоянных

значений осадок носом и кормой – dH и dK. Она индивидуальна для каждого судна и находится в «Информации об остойчивости для капитана». По осям координат диаграммы откладываются, как правило, следующие параметры:

по оси абсцисс: дедвейт судна – D W или его водоизмещение D;
по оси ординат: статический момент дедвейта (или водоизмещения) относительно плоскости мидельшпангоута – МХ. Он вычисляется в виде сумме всех составляющих статей нагрузок, входящих в дедвейт:

МХ = å mi xi (1)

где mi – статьи нагрузки судна

xi – продольная координата i статьи нагрузки.

Сами кривые на поле диаграммы могут быть построены или для осадок на носовых и кормовых перпендикулярах (НП и КП), или по маркам углублений данного судна.

Диаграмма удобна для оценки посадки судна при составлении каргоплана, для удифферентовки и при решении других задач.

При пользовании диаграммой необходимо помнить, что она построена без учета прогиба судна (т.е. стрелка прогиба в ней считается равной нулю: ƒ = 0).

Для работы с диаграммой необходимо найти положение рабочей точки, соответствующей нашему варианту загрузки судна. Положение рабочей точки на поле диаграммы однозначно задается ее координатами, т.е. величинами дедвейта (или водоизмещения) судна DW и его статического момента МХ. Эти значения определяются по формуле (1) при составлении таблицы весовой загрузки судна. Положение рабочей точки можно получить по фактическим значениям осадок носа и кормы судна.

На рис. 1 рабочая точка А имеет следующие значения координат:

абсцисса ХА = 5100 т; (ХА = DW),

ордината YА = 16000 тм; (YА = МХ).

как видно из рисунка через точку А проходят две линии dH = 4,0 м , dK = 5,0 м

эти и есть значения величины осадок носа и кормы судна.

Необходимо отметить очень важную особенность перемещения рабочей точки диаграммы при приеме (при снятии ) груза в конкретное помещение на судне. Так как продольная координата этого помещения – постоянная величина, то прием груза в него передвинет рабочую точку в строго заданном направлении. Например, если балласт берется в помещение на миделе (xб = 0), то рабочая точка будет перемещаться по горизонтали. Направление, по которому в общем случае передвинется точка А, определяется углом a, тангенс которого равен:

Зная величину xб для конкретного помещения, на диаграмме легко построить линию, на которой начнет перемещаться рабочая точка при приеме в него груза.

Вывод I.

Приложение силы в конкретной точке по длине судна вызывает перемещение рабочей точки на диаграмме в строго заданном направлении.

Выше было сказано, что диаграмма построена без учета прогиба ( перегиба ) судна, тем самым считается, что нанесенный на силуэт судна след ватерлинии является прямой линией (рис.2 ).

В этом случае, зная осадки в носу и корме – dн , dк , а также длину судна, можно довольно просто определить осадку в любом сечении судна, отстоящим от миделя на расстоянии х. Это легко выполнить графически, как показано на рис.2. Аналитически величина определяется по формуле:

Таким образом, каждая рабочая точка на диаграмме определяет для судна не только осадки носом и кормой, но и осадку в любом его сечении по длине судна.

Вывод II.

Каждой рабочей точке на диаграмме соответствует строго определенное положение судна относительно поверхности воды, и, следовательно, конкретная осадка в интересующем нас сечении.

Указанные два вывода позволяют подойти к решению задачи о посадке и снятии судна с мели и определения аварийной ватерлинии после получения пробоины.

Источник

КАТЕГОРИИ:

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Диаграмма осадок носом и кормой (Пирсона), именуемая также диаграммой дифферентов, служит для оперативного решения различных эксплуатационных задач при посадке судна прямо и с дифферентом. Существует несколько видов таких диаграмм. Рассмотрим построение и использование одного из наиболее удобных ее вариантов.

Наметим на масштабе Бонжана ряд равноотстоящих осадок носом и кормой, перекрывающих весь желаемый диапазон посадок. Фиксируя какое-либо значение , проведем через эту точку пучок ватерлиний, проходящих через все намеченные точки на кормовом перпендикуляре, и для каждой из них найдем водоизмещение V и его статический момент относительно миделя . По полученным значениям нанесем точки, откладывая по вертикальной оси D = ρV, а по горизонтальной — статический момент Mx = ρ при стандартном значении плотности ρ. Полученные точки определят кривую, все точки которой соответствуют посадкам судна с одной и той же осадкой носом Тн. Поступая таким же образом со всеми намеченными значениями Тн и Tк, получим сетку кривых постоянных значений осадок носом и кормой, определяющих посадку судна. Вместе с тем, прямоугольные координаты D и Mx точек определяют нагрузку судна, если приближенно положить хg ≈ хс, пренебрегая в первом из уравнений равновесия (2.10) выражением как малой величиной при обычных дифферентах. Таким образом, диаграмма дифферентов (рис. 2.19) представляет собой наложенные друг на друга две системы координат: прямоугольную с осями D и Mx, определяющую нагрузку судна, и криволинейную с линиямиТн и Tк, определяющую посадку судна.

Рассмотрим решение некоторых практических задач с помощью диаграммы дифферентов.

По составленному грузовому плану рассчитана нагрузка судна: водоизмещение D и статический момент водоизмещения относительно миделя Mx = Dхg. Определить посадку судна. Откладывая по вертикальной оси диаграммы водоизмещение, а по горизонтальной — момент, находим точку, изображающую нагрузку судна. Пользуясь сеткой кривых Тн и Tк, по найденной точке, при необходимости интерполируя между кривыми, прочитываем осадки носом и кормой для рассчитанного состояния нагрузки. Обратная задача (по заданной посадкеТн и Tк определить водоизмещениеD и моментMx) решается в обратном порядке: по Тн и Тк определяем точку на диаграмме, по которой прочитываем D иMx .

Диаграмма дифферентов строится для стандартной плотности воды ρ = 1,025 т/м3. Если плотность забортной воды ρ1, другая, то пользоваться диаграммой следует по приведенным данным:

В этом случае снятые с диаграммы по осадкам Тн и Тк значения водоизмещения D и момента Mx будут приведенными, а их действительные значения найдутся по выражениям:

Здесь Dпр и Mxпр — значения снятые с диаграммы по осадкам Тн и Тк:

ρ1 — плотность заборной воды;

ρ — плотность, воды, для которой построена диаграмма.

Другая форма диаграммы осадок носом и кормой представлена на рис. 2.20(ФИРСОВА). Здесь осадки Тн и Тк отложены по вертикальной и горизонтальной осям, а на поле диаграммы нанесены кривые постоянных значений водоизмещения V и абсциссы центра величины хс . Пользуясь опять приближенным условием равновесия хg ≈ хс вместо точного условия (2.10), по определенным после расчета таблицы нагрузки значениям О и М находим

по точке пересечения кривых V и хс , соответствующих найденным значениям, определяем осадки Тн и Тк. По этой диаграмме можно решать те же задачи, что и по диаграмме рис. 2.19. Так, после приема груза массой т с абсциссой ЦТ. х будем иметь

и по значениям находим точку на диаграмме рис. 2.20, по которой прочитываем новую посадку Тн1 и Тк1.

2.Расчёт водоизмещения (массы) и координат ЦТ.

Исходные данные для расчета нагрузки судна, т.е. массы судна, и координат его центра тяжести содержатся в грузовом плане судна, в котором приводится распределение перевозимых грузов и судовых запасов по грузовым помещениям и цистернам с указанием массы в каждом из них. Масса и координаты ЦТ судна порожнем указаны в судовом документе «Информация об остойчивости судна». Там же приводится форма таблицы, рекомендуемой для расчета нагрузки судна (табл.).

Расчет нагрузки (перевозимый груз)

Ввиду того, что расчет нагрузки требуется производить для случаев как в полном грузу, так и при израсходованных запасах (обычно с 10% запасов), соответствующих началу и концу рейса, целесообразно составлять таблицы нагрузки отдельно для судовых запасов, расходуемых в рейсе, и для перевозимого груза, а затем составить сводные таблицы для разных состояний нагрузки судна.

В столбце 2 таблицы перечисляются все принятые к перевозке грузы, в столбцах 3, 4 и 6 — соответственно их массы и координаты центров тяжести по длине от миделя и по высоте от основной плоскости. В столбцах 5 и 7 вычисляются статические моменты масс относительно тех же координатных плоскостей. Грузы, расположенные в нос от миделя, имеют положительные х и mх, расположенные в корму от миделя — отрицательные. Если в одно грузовое помещение принимается несколько различных грузов, то каждый из них заносится в таблицу нагрузки отдельной строкой.

Моменты масс по ширине судна как правило не рассчитываются, так как грузы укладываются симметрично относительно диаметральной плоскости и для них yi = 0. Во всяком случае, суммарный момент My от несимметрично принятых грузов должен быть достаточно малым, чтобы не было заметного угла крена, который недопустим при нормальной эксплуатации.

Таблицы нагрузки, содержащие судовые расходуемые запасы, и сводная таблица имеют ту же форму, что и табл. 2.1, но составляются в двух вариантах — на начало и конец рейса, а в некоторых случаях и для промежуточного состояния нагрузки. После суммирования сводной таблицы по столбцам 3, 5 и 7 искомые величины для каждого состояния нагрузки определяются по формулам:

где N — число статей нагрузки, составляющих дедвейт судна.

Если водоизмещение судна порожнем D0 и его статические моменты D0хg0 и D0zg0 вносятся в качестве первой строки в табл. 2.1, то первые слагаемые в формулах (2.16) войдут в итоговые суммы и выражения (2.16) примут вид:

Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 1580; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Рекомендуемые страницы:

Источник

Изменение осадок носом и кормой от приема малого груза массой Р (до 10% D) рассчитывается по формулам:

где:

изменение осадки от приема груза см

изменение дифферента см

Х абсцисса Ц.Т. принятого груза м

Хf абсцисса Ц.Т. площади ВЛ м

L длина судна между перпендикулярами м

Р вес принятого груза т

момент, дифферентующий судно на 1 см

При приеме 100т груза изменение осадок носом и кормой будут соответственно равны (в см):

Расчеты изменения осадок для построения диаграммы производятся для судна перед погрузкой и после погрузки в следующей последовательности:

1. Для судна перед погрузкой для осадки Т0 определяются:

= 27,2 тм, q0 = 4,85 т/см, Хf0 = -7,61 м, и рассчитываются изменения осадок носом и кормой при приеме 100 т. груза на носовой перпендикуляр:

= 153,9 см,

= -80,26 см.

Затем рассчитывается изменение осадки носом и кормой от приема 100 т груза на кормовой перпендикуляр:

= -84,2 см,

= 131,36 см.

По полученным изменениям осадки носом и кормой при приеме 100т груза строим диаграмму (см. рисунок), откладывая, с учетом знаков, (“+” на нос, “-“ на корму) на носовом перпендикуляре значения dT0HH и dT0KH, на кормовом перпендикуляре dT0HK и dT0KK и соединяем полученные точки прямыми.

2. Для судна после погрузки в зависимости от осадки T определяем: , q1, Хf1 и производим расчет изменения осадок от приема 100 т груза на носовой и кормовой перпендикуляры в последовательности, изложенной в пункте 1. ТСР1 = 5,6м, Хf1 = 7,04 м, q1 = 5,8 т/см, = 38,7 тм/см.

Далее строим диаграмму по полученным изменениям осадок ?T1KK = 77,07 см; dT1HH = 117,31 см; dT1HK = -60,12 см; dT1KH = -62,7 см.

Для проверки правильности построения диаграммы следует определить (см. рисунок) абсциссу точки пересечения прямых (при соответствующим водоизмещениям (?о или ?1 ). Она должна быть равна абсциссе центра тяжести исходной ватерлинии (Хf0 или Хf1).

Расчет посадки и начальной остойчивости к концу рейса

К концу рейса расходуется 90% и более запасов, что вызывает изменение посадки и остойчивости.

Израсходованные запасы рассматривают как снятый малый груз, поэтому изменение посадки рассчитывается по схеме расходования малого груза в следующей последовательности;

составляется таблица израсходованных за рейс запасов(90% РЗ)

Таблица 1.6

Таблица израсходованных запасов

N n/n	Запасы и их расположение	Масса израсходованных запасов, т	Плечи	Моменты
Х, м	Z, м	Мх, тм	Мz, тм
1.	Топливо ПБ	49,77	-32,31	2,91	-1608,07	144,83
2	Топливо ЛБ	49,77	-32,31	2,91	-1608,07	144,83
3	Провизия	0,81	-35,52	7,45	-28,77	6,03
4	Смазочное масло	3,06	-37,07	0,26	-113,43	0,8
5	Пресная вода ПБ	10,13	-46,68	2,19	-472,87	22,18
6	Пресная вода ЛБ	10,13	-46,68	2,19	-472,87	22,18
123,67	-34,8	2,76	-4304,08	340,86
Всего израсходовано	еRЗАП	C3	Z3	??Х	еMZ

– рассчитывается водоизмещение судна к концу рейса:

= 13,73 т,

– определяется изменение средней осадки:

= -0,213 м,

– определяется Т2 к концу рейса:

= 5,39 м,

– рассчитывается поперечная метацентрическая высота:

= 15,39 м,

– рассчитывается продольная метацентрическая высота:

= 330,19 м,

– рассчитывается угол дифферента от расхода запасов:

= -0,00072,

– определяется осадка носом и кормой:

= 5,23 м,

= 5,53 м,

определяется дифферент:

= -0,3 м.

Расчет осадок ТН2 и ТК2 необходимо также произвести по диаграмме изменение осадок и сравнить с рассчитанными выше:

– определяется осадка ТК2 и ТН2 с помощью графика изменения осадок оконечностей от приема 100 т груза:

= 5,78 м; = 5,11 м,

где: dТН = -23,09 см и dТК = 48,41 см – определяют по графику изменения осадки носом и кормой при приеме 100 т. груза в точку с абсциссой, равной ХЗ.

Перестроение диаграмм статической и динамической остойчивости с учетом расхода запасов

Плечо статической остойчивости после приема груза вычисляется по формуле:

При снятии груза ( расходование запасов ) ??З и ?Т2 принимаются со знаком “- “, тогда l будет равно:

где: K1 и К2 – численные значения, получаемые после преобразования уравнения для плеча:

= 1,024; = 0,66.

Расчет диаграммы статической и динамической остойчивости к концу рейса удобно производить в табличной форме – табл.1.8

Таблица 1.7

№п/п	Расчётные величины	Значения расчётных величин
1.	и°	10	20	30	40	50	60	70	80
2.	sinи	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,940	0,985
3.	l	0,91	1,92	2,63	2,97	2,97	2,56	2,21	1,73
4.	К1l	0,93	1,97	2,69	3,04	3,04	2,62	2,26	1,77
5.	к2 sinи	0,11	0,23	0,33	0,42	0,51	0,57	0,62	0,65
6.	l1 = K1l -K2Sinи	0,82	1,74	2,36	2,62	2,54	2,05	1,64	1,12
7.	У lинт	0,82	2,56	4,92	7,54	10,07	12,12	13,77	14,89
8.	ld = ? /2 * Уlинт	0,14	0,44	0,86	1,31	1,75	2,11	2,4	2,59

После расчета l1 и ld1 строятся диаграммы статической и динамической остойчивости и производится проверка остойчивости по правилам Регистра.

Проверка остойчивости к концу рейса

Проверка остойчивости производится в следующей последовательности.

Определяются:

кренящий момент от действия ветра:

= 263,12 тм,

где:

= 726,06 кв.м, – площадь парусности после расходования запасов: = -0,213;

Pv= 105,1 – удельное давление ветра (из табл. 2.1.2.2 части IV Правил);

= 3,45 м – плечо парусности (возвышение Ц.П. над действующей ватерлинией).

Минимальный опрокидывающий момент определяется по диаграмме динамической остойчивости, перестроенной с учетом расхода запасов.

Производится проверка остойчивости после расходования запасов (критерий погоды, метацентрическая высота, параметры ДСО).

Далее делается вывод о степени удовлетворения остойчивости требованиям правил Регистра в рассматриваемом варианте загрузки:

– определяем минимальный опрокидывающий момент с помощью диаграммы динамической остойчивости, построенной с учётом запасов:

Мопр = lопр?2 = 0 (тм),

где lопр= 1,55 м – плечо опрокидывающего момента (с ДДО).

– рассчитываем значение критерия погоды:

K = = ,01 ? 1

-метацентрическая высота h2 = 15,39 м > 0

– параметры диаграммы статической остойчивости

lмах = 2,6 м ? 0,2 м

имах = 40° ? 30°

из= 114° ? 60°

Следовательно остойчивость судна удовлетворяет требованиям правил Регистра.

ЧАСТЬ II. РАСЧЕТ АВАРИЙНОЙ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ

Определение аварийной посадки и остойчивости судна после затопления одного или нескольких водонепроницаемых отсеков называется расчетом непотопляемости.

По условию не задан вариант затопления отсека судна, потому вторую часть не рассчитываем.

Источник