Диаграмма осадок судна носом и кормой

Диаграмма осадок судна носом и кормой thumbnail

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

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.

Читайте также:  Влияние кормов на качество мяса и сала в

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
= ρпри стандартном значении плотности ρ.
Полученные точки определят кривую, все
точки которой соответствуют посад­кам
судна с одной и той же осадкой носомТн.
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.

Диаграмма осадок судна носом и кормой

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:

Диаграмма осадок судна носом и кормой

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:

Диаграмма осадок судна носом и кормой

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

Диаграмма осадок судна носом и кормой

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

Диаграмма осадок судна носом и кормой

и
по значениям

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

Диаграмма осадок судна носом и кормой

Соседние файлы в предмете Теория и устройство судна

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Источник

Определение остойчивости.

Stability

Определение плавучести.

Floatability

Определение непотопляемости.

Определение общей и местной прочности.

Определение управляемости, устойчивости на курсе и поворотливости

Устойчивость на курсе – это способность судна сохранять направление прямолинейного движения.

Поворотливость – способность судна изменять направление движения и описывать траекторию заданной кривизны.

Определение ходкости.

Типы диаграмм дифферентов.

Types of trim diagram

Диаграмма осадок носом и кормой

Эта диаграмма 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 диапозон посадок. Фиксируя какое-либо значение Тн, проведем через точку на кормовом перпендикуляре, и для каждой из них найдем водоизмещение V и его статический момент относительно миделя Vx . По полученным значениям нанесем точки, откладывая по вертикальной оси D= V, а по горизонтльной – статический момент M = Vx при стандартном значении плотности . Полученные точки определяют 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 Тк. Получим сетку кривых постоянных значений осадок носом и кормой, определяющих посадку судна. Вместе с тем, прямоуголные координаты D и М точек определяют нагрузку судна, если приближенно положить х х , пренебрегая в первом из уравнений равновесия (2.10) выражением (z – z )tg как малой величиной при обычных дифферентах. Т.о. диаграмма дифферентов ( рис. 2.19) представляет собой наложенные друг на друга две системы координат: прямоугольную с осями D и M , определяющую нагрузку судна, и криволинейную с линиями Тн и Тк, определяющую посадку судна.

Читайте также:  Машины для заготовки кормов пс 1 6

Рассмотрим решение некоторых практических задач с помощью диаграммы дифферентов.

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

Определить посадку судна после приема груза массой m с абсциссой центра тяжести x . Точку, изображающую первоначальную нагрузку или соответствующую первоначальную посадку, смещаем по вертикали вверх на величину m и по горизонтали на величину mx вправо, если она положительна, или влево,если она отрицательна. По полученной новой точке прочитываем новую осадку по кривым Тн и Тк.

Перенос груза по длине судна. Судно имеет посадку, определяемую осадками Тн и Тк Тн, т.е. с дифферентом на корму. Определить сколько балласта надо перекатать из ахтерпика в форпик, расстояние между которыми (измеренное между их центрами тяжести) равно l , чтобы посадить судно на ровный киль. По осадкам Тн и Тк находим на диаграмме изображающую точку. Так как при перекате балласта водоизмещение судна меняться не буде, изображающая точка будет перемещаться только по горизонтали и ее надо переместить до линии нулевого дифферента. Прочитав для этой точки момент М ’ , а также момент M для первоначальной точки, найдем момент M = M’ – M , который надо создать перемещением балласта, и определим массу балласта m = M /l.

Определить массу и абсциссу центра тяжести принятого груза, если до его приема осадки были Тн и Тк, а после приема стали Тн1 и Тк1. По осадкам находим водоизмещение D и момент М до приема груза и D и М после приема, откуда определяем массу груза m = D – D и абсциссу его центра тяжести

Требования и критерии начальной остойчивости Кодекса ИМО

Requirements and criteria regarding initial stability

Остойчивость при малых углах наклонения – начальная остойчивость.

Пара сил, образованная весом судна и силой поддержания, стремящаяся возвратить судно в первоначальное положение равновесия, называется восстанавливающей парой, а момент этой пары – восстанавливающим моментом Mθ.

Метацентрической высоты: поперечной метацентрической высотой называется возвышение поперечного метацентра над центром тяжести судна в начальном положении равновесия.

Метацентр – центр кривизны траектории по которой перемещается центр величиныв процессе наклонения.

Центр величины – точка приложения равнодействующих сил поддержания, действующих на судно (центр погруженной части корпуса)

Центр тяжести – точка приложения равнодействующих сил тяжести, действующих на судно.

Метацентрический радиус – определяется расстоянием от метацентра до центра величины.

Поперечная мегацентрическая высота (рис. 1) определяется расстоянием от центра тяжести (т. G), до поперечного метацентра (т. m), т.е. отрезком mG . Этот отрезок является постоянной величиной, т.к. и Ц.Т. ,и поперечный метацентр не изменяют своего положения при малых наклонениях. В связи с этим его удобно принимать в качестве критерия начальной остойчивости судна.
Если поперечный метацентр будет находиться выше центра тяжести судна, то поперечная метацентрическая высота считается положительной. Тогда условие остойчивости судна можно дать в следующей формулировке: Судно остойчиво, если его поперечная метацентрическая высота положительна. Чтобы установить, какими данными необходимо располагать для получения значения поперечной метацентрической высоты, обратимся к рис. 4, на котором показано относительное расположение центра величины С, центра тяжести G и поперечного метацентра m судна, имеющего положительную начальную поперечную остойчивость. Из рисунка видно, что поперечная метацентрическая высота h может быть определена по одной из следующих формул:

h = Zm – ZG, где Zm = r+Zc

М = P*l = D*g*h*sin – метацентрическая формула остойчивости

Требования и критерии Кодекса ИМО, регламентирующие характеристики ДСО.

Площадь под положительной частью ДСО:

А30°≥0,055 м*рад

А40°≥0,09 м*рад

А30-40≥0,03 м*рад

Максимальное плечо ДСО:

Lmaх≥0,25м для судов длинной ≤85

Lmaх≥0,2м для судов длинной ≥ 105м (максимальное восстанавливающие плечо)

Максимальный угол крена : Ө≥30°(Ө≥25)

Закат диаграммы: Өv≥60

Исправлення метац.высота h≥0.15m

Критерий погоды K=b/a≥1

Максимальное востанавливавающие плечо должно проходить под углом крена не менее чем 25°

Читайте также:  Какой самый лучший корм для шарпея

Международный Кодекс по безопасной перевозке зерна насыпью. Требования к остойчивости.

International Code for the safe carriage of grain in bulk Stability Requirements

1. начальная метацентрическая высота, после коррекции для свободных поверхностных эффектов жидкостей в резервуарах, должна быть не менее 0,3 м.

2. Угол крена из-за смещения зерна не должен быть больше 12° или угол, при котором кромка палубы погружается, в зависимости от того, что меньше.

3.Аост≥0,075

INTERNATIONAL CODE

FOR THE SAFE CARRIAGE OF GRAIN IN BULK

RESOLUTION MSC.23(59)

(adopted on 23 May 1991)

Закон Фруда.

Конкретно закона нет! только такое

Число Фруда

Если помните, говоря о скорости судна, мы акцентировали ваше внимание на слове «относительная».

Дело в том, что скорость переходного режима каждого судна различна и напрямую зависит от его эффективной длины (обычно – длины по ватерлинии). Английский физик Уильям Фруд (1810–1879) подметил это, наблюдая за снующими по Темзе баржами (тогда – на лошадиной тяге). И не только подметил, но и вывел формулу, описывающую характер образуемых судном волн в зависимости от его длины и скорости:

Fr=v/√gl

Где:

v – скорость судна, м/с;

g – ускорение свободного падения, 9,81м/с2;

Lwl – длина судна по КВЛ, м;

Fr – число Фруда.

«Числа Фруда» описывают режим волнообразования для судов разного размера. Так, буксируя стократно уменьшенную модель в 10 раз медленнее реального судна, увидим такие же волны, как и у прототипа – только в масштабе 1:100.

Но что же числа Фруда означают практически? А вот что:

вплоть до Fr = 0,4 – водоизмещающий режим (при Fr = 0,4 судно начинает «карабкаться» на собственную носовую волну);

Fr = 0,5 – волновое сопротивление максимально; диапазон переходного режима Fr = 0,4…0,8;

при Fr = 1,0-1,2 – начало глиссирования, при котором судно поддерживается на поверхности как силой Архимеда, так и набирающей со скоростью удельный вес гидродинамической составляющей;

Fr = 1,5 – начало чистого глиссирования (судно поддерживается только гидродинамическими силами).

Водоизмещающее судно рассчитывают так, чтобы оно двигалось в диапазоне чисел Фруда до 0,2-0,3; для малых глиссирующих Fr≥2-3. Важная оговорка: граничные значения Фруда, отвечающие переходам одного режима в другой, весьма условны, так как зависят от формы погружённой части корпуса. Поэтому применять их для определения минимальной скорости воднолыжника или выхода судна на подводные крылья нельзя – на этот счёт есть формулы посложнее. Более того: для описания глиссирующего режима специалисты чаще оперируют не вышеописанным Fr (или FrL – по длине), а FrV (по водоизмещению), ибо в гидродинамическом режиме поддержания водоизмещение «важнее» длины…

Однако оставим тонкости профессионалам. А сами посчитаем абсолютные скорости входа и выхода из переходного режима для конкретно вашей лодки (по формуле выше). Лень считать – найдите «свою» пару цифр (в км/ч или узлах – как больше нравится) в таблице (напоминаю: для входа в неё нужна длина по КВЛ, а не габаритная!). Запомните их или нанесите метками на циферблат стрелочного лага (это нагляднее). А теперь главное: избегайте двигаться в диапазоне скоростей МЕЖДУ ними (т.е., в переходном режиме)

Уравнения качки судна

Motion equations

θm = α0 / (1 – σ2 / nθ2). Так как σ = 2π/τ, а nθ = 2π / Tθ,

то θm = α0 / (1 – Tθ2 / τ2) или θm/ α0 = 1 / (1 – Tθ2 / τ2) (1),

где θm – амплитуда качки;

α0 – наибольший угол волнового склона;

Tθ – период собственных колебаний судна;

τ – период волны.

Из уравнения следует, что по мере приближения периода волны τ к периоду собственных колебании Tθ относительная амплитуда вынужденных колебаний возрастает и при отсутствии сил сопротивления воды становится бесконечно большой (при τ – Tθ). Такое явление называется резонансом.

В действительности, резонанс, хотя и не приводит к возникновению бесконечно больших амплитуд, вызывает появление резонансных максимальных амплитуд. Из сравнения кривых, приведенных на рисунке видно, что влияние сопротивления воды на относительную амплитуду вынужденных колебаний существенно лишь в том случае, когда отношение периодов находится в интервале 0,70 ≤ Tθ / τ ≤ 1,3 ; вне этой области влияние сопротивления незначительно.

Рассматриваемый случай качки является наиболее опасным. Если судно не обладает достаточной динамической остойчивостыо, то резонанс может привести к потере остойчивости и к опрокидыванию судна. Именно поэтому при нормировании остойчивости морских судов оценивают углы, возникающие не только от действия динамически приложенного давления ветра, но и углы крена при бортовой качке, исходя из предположения, что судно находится на регулярном волнении в условиях резонанса при положении лагом к волне.

Определение остойчивости.

Stability

Определение плавучести.

Floatability

Определение непотопляемости.



Источник