Нормирование и контроль остойчивости судов

Определение реакции грунта и точки ее приложения.

Расчеты по снятию судна с мели

Расчеты по определению остойчивости судна сидящего на мели и снятию его с мели, выполняется при помощи диаграмм Фирсова и Фирсова - Гундобина, полагая, что нагрузка судна до аварии (D, x_g, z_g) известна.

7.2.1. Начальная остойчивость судна сидящего на мели. При наклонении судна, сидящего на мели, на малый угол крена (рис.70) на него действует восстанавливающий момент

m_Θ = γ (V_г z_mг – V z_g)sinΘ,

или m_Θ = 9,81(D_г z_mг – Dz_g)sinΘ,

где V (D) и V_г (D_г) – объемы подводной части судна (масса вытесненной судном воды) до аварии и после посадки судна на мель;

z_mг – аппликата поперечного метацентра судна на мели.

Значения определяют по диаграмме Фирсова – Гундобина (рис.43) для аварийных осадок судна носом d_нг и кормой d_кг.

Как видно из приведенного выражения, судно сидящее на мели будет иметь положительную начальную остойчивость при

D_г z_mг > Dz_g.

С понижением уровня воды (например, при отливе) первое слагаемое уменьшается и может наступить момент, когда D_гz_mг = Dz_g и судно начнет валиться на борт.

а) б)

Рис.71. К расчету снятия судна с мели путем его разгрузки:

а) – расчетная схема;

б) – определение ватерлинии всплытия

После посадки судна на мель необходимо замерить его осадки носом d_нг и кормой d_кг (рис. 71,а). Затем, используя диаграмму Фирсова, по известным d_нг и d_кг находят массу воды вытесненной сидящем на грунте судном D_ги абсциссу его центра величины х_сг (рис. 71,б). Сила реакции грунта определяется

R = 9,81 (D–D_г).

Из уравнения равенства моментов всех сил относительно плоскости мидель-шпангоута определяем абсциссу точки приложения силы реакции грунтах _R.

х _R = 9,81(Dх_g– D_гх_сг) / R,

или х _R = (Dх_g– D_гх_сг) /(D–D_г).

7.2.3. Определение массы снимаемого груза для всплытия судна. Если ватерлиния всплытия будет совпадать с аварийной ватерлинией, то масса снимаемых грузов ∑m_i и их общий центр тяжести х должны быть равны:

∑m_i = D–D_г;

х = ∑m_i х_i /∑m_i = х _R,

где m_i и х_i - масса и абсцисса центра тяжести i-го снимаемого груза.

Если после всплытия необходимо обеспечить некоторый запас воды под килем, то задача решается следующим образом. С учетом

запаса воды под килем определяют осадки судна носом d_нв и кормой d_кв, по которым находят массу вытесненной воды D_ви абсциссу центра величины х_св всплывшего судна (рис.71,б). Определив D_ви х_св , массу ∑m_i и абсциссу общего центра тяжести х снимаемых грузов подсчитываем по формулам

∑m_i = Δ–Δ_в;

х = ∑m_i х_i /∑m_i = (Δх_g– Δ_вх_св) /(Δ–Δ_в).

Рис.72. К расчету снятия судна с мели путем перемещения грузов:

а) – проведение неравнообъемных ватерлиний;

б) – определение ватерлинии всплытия.

7.2.4. Определение массы перемещаемых грузов для всплытия судна. Это способ снятия судна с мели используется только тогда, когда рельеф грунта под днищем позволяет судну менять дифферент, а точка касания судном грунта расположена вблизи одной из оконечностей (рис.72). В этом случае при соответствующем перемещении грузов можно добиться увеличения силы плавучести, так как входящие в воду объемы корпуса будут больше выходящих. Очевидно, грузы необходимо переместить на такое расстояние, чтобы сила плавучести γV стала равной весу судна Р (или масса вытесненной воды – массе судна) до аварии. Порядок решения данной задачи следующий:

- определяем абсциссу точки касания судном грунта (точка А) х _R = (Δх_g– Δ_гх_сг) /(Δ–Δ_г) и помечаем ее на продольном виде судна;

- наносим на продольный вид судна аварийную ватерлинию W_гL_г по снятым осадкам d_нг и d_кг, и отмечаем на ней точку О находящейся на одной вертикали с точкой А (рис.72,а);

- полагая, что при продольном перемещении груза судно будет поворачиваться вокруг точки О, проводим через эту точку несколько ватерлиний W₁L₁, W₂L₂ … W_nL_n для которых определяется массу вытесненной воды и абсциссу центра величины судна х_с;

- найденные значения вносим в таблицу (табл. 7) и строим кривые d_к ; х_с показывающие их зависимость от осадки носом d_н (рис. 72,б);

- по точке пересечения кривой Δс горизонтальной прямой соответствующей массе судна до аварии, находим осадки носом d_нв и кормой d_кв и абсциссу центра величины судна после всплытия х_св.

Таблица 7

	W1L1	W2L2	…	WnLn
dн,(м)
dк,(м)
Δ,(т)
хс,(м)

Массу перемещаемых грузов m_i обеспечивающих всплытие находят по формуле

∑m_i l_i =Δ(х_св - х_g),

где Δ и х_g - масса и абсцисса центра тяжести (величины) судна до аварии.

Глава 8

Дата добавления: 2015-06-26