Расчет посадки и остойчивости судна

Плавучестью называют способность судна путем вытеснения рав­ного ему по весу и массе количества воды поддерживать вертикальное равновесие в заданном положении относительно поверхности моря.

Мерами плавучести судна являются его объемное водо­измещение V и водоизмещение (масса) судна D = V, где — плот­ность забортной воды, т/м³.

На судно, плавающее в положении равновесия на спокойной по­верхности воды, действуют силы веса всех его частей и силы гидро­статического давления воды на подводную часть его корпуса. Эти силы приводятся к двум равнодействующим: силе веса Р, действую­щей вертикально вниз, приложенной в центре тяжести судна G и являющейся равнодействующей сил веса всех его частей, и силе плавучести V, действующей вертикально вверх, приложенной в центре величины (центре тяжести подводного объема) судна С и являющейся равнодействующей вертикальных составляю­щих гидростатических сил давления воды на подводную часть его корпуса. Здесь — удельный вес забортной воды, кН/м³.

Горизонтальные составляющие гидростатических сил давления воды взаимно уравновешиваются.

Свободно плавающее судно занимает такое положение, при котором его центр величины располагается на одной вертикали с центром тяжести. При этом судно может иметь крен и дифферент.

Величина крена и дифферента характеризует посадку судна.

Остойчивость можно определить как способность судна, отклоненного внешним моментом от положения равновесия, возвращаться в исходное положение равновесия после устранения момента, вызвавшего отклонение.

Рисунок 4. 1. Определение координат центра величины и плеч остойчивости формы.

Плечо остойчивости (плечо восстанавливающего момента):

Производная плеча статической остойчивости по углу крена есть возвышение метацентра над центром тяжести корабля или обобщенная метацентрическая высота:

При динамическом воздействии внешних сил в качестве меры остойчивости используется работа восстанавливающего момента Т в процессе наклонения до угла Q:

Рисунок 4.2. Пример диаграммы динамической остойчивости.

Кривая l_дин(Q) является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости и называется диаграммой динамической остойчивости.

Здесь и далее, при проведении расчетов полагаем, что данное судно – сухогруз неограниченного района плавания. Форма обводов корпуса, коэффициент общей полноты (0,716) и коэффициент полноты ватерлинии корпуса (0,900) характерны именно для сухогрузных судов.

В данном разделе приведены результаты расчетов посадки и остойчивости судна.

Таблица 4.1 ╔════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Расчет посадки и остойчивости - исходные данные Вариант: 01 ║

╟────────────────────────────┬───────────┬─────────┬────────┬────────╢

║ название статьи нагрузки │ P,т │ Xg,м │ Yg,м │ Zg,м ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ корпус металлический │ 1691.00 │ -.80 │.00 │ 6.00 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ Grus │ 4500.00 │ -.66 │.00 │ 4.14 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ сумма │ 6191.00 │ -.70 │.00 │ 4.65 ║

╚════════════════════════════╧═══════════╧═════════╧════════╧════════╝

##

╔════════════════════════════════════════════════════╗

║ Pасчет посадки и остойчивости ║

║ Результаты - Вариант 01 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ водоизмещение, м**3 6040.11 ║

║ крен, град.00 ║

║ дифферент, град.00 ║

║ осадка носом, м 6.27 ║

║ осадка на миделе, м 6.27 ║

║ осадка кормой, м 6.27 ║

║ нач. попер. метацентр. высота, м 1.90 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ Pасчет с учетом сопутствующего дифферента ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ (O) - угол крена, град ║

║ (Tm) - осадка на ДП, м ║

║ (Yc) - ордината центра величины, м ║

║ (Zc) - аппликата центра величины, м ║

║ (ls) - плечо статической остойчивости, м ║

║ (ld) - плечо динамической остойчивости, м ║

╟───────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────╢

║ (O) │ (Tm) │ (Yc) │ (Zc) │ (ls) │ (ld) ║

╟───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────╢

║.00 │ 6.27 │.00 │ 3.41 │.00 │.00 ║

║ 2.50 │ 6.27 │.14 │ 3.41 │.09 │.00 ║

║ 5.00 │ 6.24 │.28 │ 3.41 │.17 │.01 ║

║ 7.50 │ 6.24 │.42 │ 3.43 │.26 │.02 ║

║ 10.00 │ 6.24 │.57 │ 3.45 │.35 │.03 ║

║ 15.00 │ 6.24 │.86 │ 3.53 │.54 │.07 ║

║ 20.00 │ 6.14 │ 1.16 │ 3.59 │.73 │.12 ║

║ 25.00 │ 6.19 │ 1.40 │ 3.70 │.87 │.19 ║

║ 30.00 │ 6.24 │ 1.62 │ 3.83 │.99 │.27 ║

║ 35.00 │ 6.27 │ 1.82 │ 3.93 │ 1.08 │.36 ║

║ 40.00 │ 6.37 │ 1.99 │ 4.06 │ 1.14 │.46 ║

║ 45.00 │ 6.57 │ 2.10 │ 4.18 │ 1.16 │.56 ║

║ 50.00 │ 6.67 │ 2.24 │ 4.28 │ 1.16 │.66 ║

║ 55.00 │ 7.12 │ 2.26 │ 4.40 │ 1.09 │.76 ║

║ 60.00 │ 7.27 │ 2.38 │ 4.48 │ 1.05 │.85 ║

║ 65.00 │ 8.02 │ 2.38 │ 4.59 │.95 │.94 ║

║ 70.00 │ 8.52 │ 2.46 │ 4.67 │.86 │ 1.02 ║

║ 75.00 │ 8.52 │ 2.46 │ 4.75 │.74 │ 1.09 ║

║ 80.00 │ 8.52 │ 2.46 │ 4.86 │.63 │ 1.15 ║

╚═══════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╝

Рисунок 4.3 Посадка судна в грузу

Рисунок 4.4 Остойчивость при больших углах крена

Таблица 4.2

╔════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Расчет посадки и остойчивости - исходные данные Вариант: 01 ║

╟────────────────────────────┬───────────┬─────────┬────────┬────────╢

║ название статьи нагрузки │ P,т │ Xg,м │ Yg,м │ Zg,м ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ корпус металлический │ 1691.12 │ -.80 │.00 │ 6.00 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ Gruz │ 4500.00 │ -.66 │.00 │ 4.14 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ сумма │ 6191.12 │ -.70 │.00 │ 4.65 ║

╚════════════════════════════╧═══════════╧═════════╧════════╧════════╝

##

╔════════════════════════════════════════════════════╗

║ Pасчет посадки и остойчивости ║

║ Результаты - Вариант 01 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ водоизмещение, м**3 6040.11 ║

║ крен, град.00 ║

║ дифферент, град.00 ║

║ осадка носом, м 6.27 ║

║ осадка на миделе, м 6.27 ║

║ осадка кормой, м 6.27 ║

║ нач. попер. метацентр. высота, м 1.88 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ (O) - угол крена, град ║

║ (Tm) - осадка на ДП, м ║

║ (Yc) - ордината центра величины, м ║

║ (Zc) - аппликата центра величины, м ║

║ (ls) - плечо статической остойчивости, м ║

║ (ld) - плечо динамической остойчивости, м ║

╟───────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────╢

║ (O) │ (Tm) │ (Yc) │ (Zc) │ (ls) │ (ld) ║

╟───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────╢

║.00 │ 6.24 │.00 │ 3.39 │.00 │.00 ║

║ 2.50 │ 6.27 │.14 │ 3.41 │.09 │.00 ║

║ 5.00 │ 6.24 │.28 │ 3.40 │.17 │.01 ║

║ 7.50 │ 6.27 │.42 │ 3.44 │.26 │.02 ║

║ 10.00 │ 6.24 │.56 │ 3.45 │.35 │.03 ║

║ 15.00 │ 6.22 │.85 │ 3.52 │.53 │.06 ║

║ 20.00 │ 6.19 │ 1.15 │ 3.62 │.73 │.12 ║

║ 25.00 │ 6.09 │ 1.45 │ 3.71 │.92 │.19 ║

║ 30.00 │ 6.19 │ 1.66 │ 3.87 │ 1.05 │.28 ║

║ 35.00 │ 6.17 │ 1.88 │ 3.97 │ 1.15 │.37 ║

║ 40.00 │ 6.27 │ 2.04 │ 4.10 │ 1.21 │.48 ║

║ 45.00 │ 6.37 │ 2.18 │ 4.21 │ 1.23 │.58 ║

║ 50.00 │ 6.62 │ 2.26 │ 4.32 │ 1.21 │.69 ║

║ 55.00 │ 6.87 │ 2.34 │ 4.42 │ 1.16 │.79 ║

║ 60.00 │ 7.12 │ 2.43 │ 4.51 │ 1.09 │.89 ║

║ 65.00 │ 7.87 │ 2.41 │ 4.61 │.99 │.98 ║

║ 70.00 │ 8.62 │ 2.45 │ 4.69 │.88 │ 1.06 ║

║ 75.00 │ 8.62 │ 2.65 │ 4.77 │.80 │ 1.14 ║

║ 80.00 │ 8.62 │ 2.86 │ 4.86 │.70 │ 1.20 ║

╚═══════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╝

##

Рисунок 4.5. Диаграммы статической и динамической остойчивости.

Дата добавления: 2015-08-31