Определение средней осадки судна.

Грузоведение

В обязанности грузового помощника капитана входят расчеты, связанные погруженным на борт судна грузом:

1. Расчет количества груза

2. Расчет остойчивости судна

Расчет количества груза

Определение средней осадки судна.

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок и кормой. Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент Мх. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер. В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получается грузовая шкала. В грузовой шкале помимо этого дается:

- дедвейт

- высота надводного борта

- число тонн на 1 см. осадки

Грузовая шкала является главным грузовым документом судна. Грузовой размер и грузовая шкала построены для осадки судна на ровный киль при отсутствии изгиба корпуса. При дифференте и изгибе необходимо вводить поправки.

 

1.1.1 Определение средних осадок носом Тн_ср, кормой Тк_ср, Т_Äср.

Тн_ср = (Тн_л/б + Тн_п/б)/2

Тк_ср = (Тк_л/б + Тк_п/б)/2

Т_Äср = (Т_Äл/б + Т_Äп/б)/2 [1]

 

Расчет средней осадки судна.

Существуют несколько способов расчета средней осадки судна. На самом деле очень важно рассчитать осадку судна максимально приближенную к фактической, поскольку чрезвычайно редко судно бывает загружено на ровный киль без крена(только тогда средняя осадка соответствует расчетной средней осадке и каждой из осадок в частности). Если судно загружено с некоторым дифферентом и / или креном, то тогда приходится приводить все осадки судна к средней осадке для расчетов количества погруженного груза. На самом деле это не совсем правильно, ибо одинаковая усредненная осадка из положения «дифферент на нос» и «дифферент на корму» даст одинаковое количество погруженного груза, на самом деле из-за разных обводов судна в носу и корме, разного веса носовых и кормовых надстроек, разного объема помещений, погруженных под воду и вытесняющих разное количество воды.

Кроме того, судно, как правило, не является абсолютно несгибаемым. В зависимости от того, каким способом распределен груз в грузовых помещениях и балластных танках, судно может иметь стрелку прогиба в ту или иную сторону, при неравномерном и несимметричном расположении груза и балласта можно получить и более сложные изгибающие моменты, полностью просчитать которые крайне сложно.

Тем не менее, на сегодняшний момент не существует простой методики, позволяющей произвести определения судового водоизмещения по действительным осадкам судна, поэтому пользуются методикой определения средней осадки судна для получения дальнейшего водоизмещения. Для этих расчетов нам также понадобится знать величину дифферента судна.

 

Расчет средней осадки судна по носовой и кормовой осадкам.

Это упрощенный вариант расчета средней осадки:

Тср = (Тн_ср+ Тк_ср)/2

 

Используется при приблизительных расчетах, либо на судах, изгибающим моментом которых можно пренебречь.

 

Расчет средней осадки судна по восьми осадкам.

Наиболее часто используемый вариант расчета:

Тср = (Тн_ср+ Тк_ср + 6Т_Äср)/8

 

Данный вариант расчета довольно точно отражает среднюю осадку с учетом стрелки прогиба.

 

Расчет средней осадки судна композитным способом

Определим среднюю осадку:

Т₁ = (Тн+Тк)/2

Определим усредненную осадку:

Т₂ = (Т₁ + Т_Ä )/2

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т2+ Т_Ä )/2

 

1.1.2.4 Расчет средней осадки судна «половинным» способом

Определим среднюю осадку носовой половины судна:

Т₁ = (Тн + Т_Ä )/2

Определим среднюю осадку кормовой половины судна:

Т₂ = (Тк + Т_Ä )/2

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т1 + Т2)/2

 

 

Расчет дифферента

d = Тн_ср- Тк_ср

 

Дифферент исчисляется в метрах, бывает как положительным, так и отрицательным.

Расчет поправки на дифферент

 

Расчет поправки к водоизмещению на плотность воды

Если фактическая плотность воды γ отличается от принятой (γ = 1,025 т/м³), то необходимо D₁ скорректировать на фактическую плотность воды, замеренную денсиметром

Поправка на плотность воды

∆D = D₁ (γ_факт - γ_1,025)/1,025

 

Найдем водоизмещение, откорректированное на плотность воды:

D₂ = D₁ + ∆D

 

Расчет остойчивости судна

Расчет остойчивости судна можно разделить на две части:

- расчет статической остойчивости – определение поведения судна на спокойной воде без учета влияния посторонних факторов

- расчет динамической остойчивости – определение поведения судна с учетом влияния волны и ветра

 

2.1 Определим поперечный метацентрический радиус:

r = 0.08(B²/Тср)

 

2.2 Определим площади действующей ватерлинии:

S = (100*g)/g

V= D/g

 

2.3 Определим отстояние ЦВ [2] от ВЛ [3]:

Zw = ⅓(Тср/2 + V/S)

 

2.4 Определим отстояние ЦВ от ОЛ [4]:

Zc = Тср - Zw

 

2.5 Определим отстояние метацентра от ОЛ:

Zм = r + Zc

 

2.6 Определим отстояние ЦТ [5] от ОЛ:

Zg = (∑Mz + D₀Zg₀)/D

 

2.7 Определим начальную метацентрическую высоту:

h = Zм - Zg

Для российских судов начальную метацентрическую высоту можно определить по диаграмме контроля остойчивости. Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/весовое водоизмещение судна и суммарный момент Мz.

Для иностранных судов начальную метацентрическую высоту можно определить по гидростатическим кривым или гидростатическим таблицам по формуле: h = Zм – Zg. Zg – определяется из п.2.6, Zm – из гидростатических кривых или таблиц.

По требованиям Российского Регистра Судоходства, начальная метацентрическая высота должна быть положительной. Минимальные ее значения для определенных видов судов приведены в таблице.

Тип судна	h, м
Лесовозы	0,1
Контейнеровозы	0,15
Универсальные суда	0,15
Танкеры	0,15
Зерновозы	0,3
Рыболовецкие суда с палубами колодезного типа	0,3
При перевозке груза, склонного к смещению	0,7

Оптимальным значением начальной метацентрической высоты является 0,5-1,5 м.. При отрицательной метацентрической высоте судно может перевернуться вследствие малых значений плеч остойчивости, при больших значениях метацентрической высоты судно будет испытывать резкую качку, что может повлечь смещение груза.

 

Для воды

Δh =

где D – водоизмещение судна;

I_y – момент инерции свободных поверхностей жидких грузов

γ – плотность жидкости

Для зерна

Δh =

 

где Мgz = i_x·tg² 25˚ =0.217 i_x

где i_x - центральный момент инерции площади несмещенной поверхности зерна в каждом отсеке

i_{x =} (ℓтр(В/2)³/12

μ – УПО[6] зерна в каждом трюме

25˚ - максимальный угол смещения зерна при использовании продольного шифтинг-бордса

Δ = Dw+D₀ - весовое водоизмещение судна.

 

СУДОВЫЕ ГРУЗОВЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Грузоведение

В обязанности грузового помощника капитана входят расчеты, связанные погруженным на борт судна грузом:

1. Расчет количества груза

2. Расчет остойчивости судна

Расчет количества груза

Определение средней осадки судна.

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок и кормой. Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент Мх. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер. В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получается грузовая шкала. В грузовой шкале помимо этого дается:

- дедвейт

- высота надводного борта

- число тонн на 1 см. осадки

Грузовая шкала является главным грузовым документом судна. Грузовой размер и грузовая шкала построены для осадки судна на ровный киль при отсутствии изгиба корпуса. При дифференте и изгибе необходимо вводить поправки.

 

1.1.1 Определение средних осадок носом Тн_ср, кормой Тк_ср, Т_Äср.

Тн_ср = (Тн_л/б + Тн_п/б)/2

Тк_ср = (Тк_л/б + Тк_п/б)/2

Т_Äср = (Т_Äл/б + Т_Äп/б)/2 [1]