Обеспечение остойчивости судна при его загрузке

Остойчивостью судна называется его способность восстанавливать вертикальное положение после того, как оно было выведено из этого состояния под действием внешних сил. Сохранение необходимой остойчивости - одно из основных условий обеспечения безопасности плавания судна. В эксплуатационной практике часто случается, что суда перевозят разнообразные по массе и объему грузы; специализированные суда принимают к перевозке не тот груз, для которого они предназначаются; в ряде случаев груз размещают на палубе. Кроме того, не всегда суда следуют с полной нагрузкой. Таким образом, если на практике встречается такой вариант загрузки, который отличается от оптимального варианта для данного судна, необходимо произвести поверку остойчивости судна.

Остойчивость судна определяют взаимным расположением центра тяжести судна О и поперечного метацентра М. Мерой остойчивости является метацентрическая высота, т.е. расстояние от центра тяжести до поперечного метацентра. Каждый тип судна имеет свои пределы значений метацентрической высоты, при которых обеспечивается остойчивость. Так, например, большие пассажирские суда-0,3-1,5 м, средние пассажирские - 0,6-0,8, средние грузовые-0,3-1,0 и большие грузовые-0,3-1,5 м. Метацентрическая высота судна h определяется из выражения

H = Zm - Zg. (2.16)

При наличии на судне диаграммы плавучести и начальной остойчивости или кривых элементов теоретического чертежа определение отстояние поперечного метацентра от киля не представляет затруднений. На этой диаграмме по осадке или водоизмещению судна даны:

шкала числа тонн на 1 см осадки;

кривая отстояние центров тяжести от миделя;

кривая поперечных метацентрических радиусов;

кривые коэффициентов полноты водоизмещения;

кривая продольных метацентрических радиусов и другие кривые, характеризующие остойчивость и дифферент судна.

При отсутствии этой диаграммы значение метацентрической высоты можно вычислить по формулам. Для этого прежде всего следует определить величину поперечного метацентрического радиуса по приближенной формуле

P =; (2.17)

где В - ширина судна;

T - осадка судна.

Затем определяют отстояние центра величины от грузовой ватерлинии по эмпирической формуле:

Zw = ; (2.18)

где Т - осадка судна;

V - объемное водоизмещение;

S - площадь действующей ватерлинии.

В свою очередь, площадь действующей ватерлинии можно найти по формуле:

S = ; (2.19)

где t1 - число тонн, изменяющее осадку судна на 1 см;

γ - плотность забортной воды.

Определив отстояние центра величины от киля по формуле:

Zc = T - Zw, (2.20)

можно определить отстояние поперечного метацентра от киля

Zm = ρ + Zc. (2.21)

Для расчета метацентрической высоты нужно знать также значение величины отстояния центра тяжести судна от киля, которая определяется по формуле:

Zg = ; (2.22)

где Σqn·zn - суммарный момент отдельных партий груза относительно киля; Dozgo - момент порожнего судна относительно киля; qn - масса отдельных партий груза и запасов; zn - удаление их центра тяжести от киля; zgo-удаление центра тяжести порожнего судна от киля; D - полное водоизмещение судна.

Значение величины zgo может быть определено по приближенной формуле:

zgo = k · H, (2.23)

где k - коэффициент, значение которого зависит от типа судна грузовые суда - 0,64, углевозы с полубаком и ютом - 0,69, грузопассажирские суда - 0,68); Н - высота борта судна.

Пример 1.

Длина между перпендикулярами, L м …….110

Ширина B, м ………………………………………….….16,6

Высота борта H, ………………………………………….7,5

Осадка, м:

в полном грузу Т …………………………………………6,49

порожнем То ………………………………………………3,04

Водоизмещение, т:

полное D …………………………………………….…….6 890

порожнем Dо ……………………………………………. 3 068

Полная грузоподъемность Db, т ……………………… . 3822

Плотность забортной воды γ ……………………….… 1,026

Объёмное водоизмещение V= D / γ, м3 ………………….6 715

Число тонн на 1 см осадки t1 ……………………….……

17.0

1. Величина метацентрического радиуса (м)

ρ = = = 3,4.

2. Площадь действующей ватерлинии (м2)

S = = = 1657.

3 Отстояние центра величины от ватерлинии (м)

Zw = = = 2,4.

4 Отстояние центра величины от киля (м) будет составлять

Zc = T - Zw = 6,49 - 2,4 = 4,09.

5. Отстояние поперечного метацентра от киля (м)

Zm = ρ + Zc = 3,4 + 4,09 = 7,49.

Информация по теме:

Описание работы погрузо-разгрузочного пункта железнодорожной станции
Железнодоро́жная ста́нция — объект железнодорожного транспорта, имеющий путевое развитие, позволяющее производить операции по приёму, отправке, скрещению и обгону поездов. Обязательными элементами станции являются: Путевое хозяйство — состоит из совокупности железнодорожных путей, как пра ...

Использование сетевой модели для оптимизации процесса ремонта тележек пассажирского тепловоза ТЭП60
В локомотивном депо Минск при организации эксплуатации и ремонта локомотивов применяется целый ряд экономико-математических методов, позволяющих решать многие оптимизационные задачи и принимать оптимальные управленческие решения. Экономико-математические методы и модели используются в случаях, когд ...

Технико-экономические показатели ППР
Для оценки различных вариантов ППР, составов машинно-дорожных отрядов (МДО) используют технико-экономические показатели: себестоимость работ, удельную трудоемкость работ, сменную выработку, уровень механизации, механоемкость и энергоемкость работ, коэффициент использования машин (форма для заполнен ...