Вопрос 3 Балластировка судов

Морские транспортные суда проектируют так, чтобы в полном грузу они имели необходимую (оптимальную) остойчивость и посадку «на ровный киль» или с минимальным дифферентом на корму. Эти условия, как правило, должны выполняться без приема на судна балласта – твердого или жидкого.

Твердый балласт на транспортных судах используют редко (может быть на пассажирских судах, контейнеровозах и др). Жидкий балласт в виде забортной воды принимается в определенных условиях эксплуатации всемитранспортными судами. Проектантов интересует вопрос о количестве и размещении водяного балласта, т.е. об объеме и расположении балластных цистерн.

Балластировка судна выполняется для поддержания в различных условиях эксплуатации необходимой остойчивости или посадки судна (или того и другого одновременно).

Балластировка судна для регулирования остойчивости

Прием балласта может производиться как с целью повышения, так и с целью понижения остойчивости. Соответственно, балласт необходимо принимать либо в низко, либо в высокорасположенные цистерны. Необходимое количество балласта определяют исходя из анализа остойчивости проектируемого судна при различных состояниях нагрузки.

На универсальных сухогрузных судах общего назначения для балластировки обычно используют отсеки двойного дна, фор- и ахтерпика. На специализированных сухогрузных и наливных судах могут быть предусмотрены, кроме того, специальные цистерны.

Балластировка судна для изменения посадки судна

В полном грузу с полными запасами обычно судно имеет оптимальную посадку. По мере расходования запасов в рейсе уменьшается осадка, а ЦТ смещается относительно исходного положения – меняется посадка судна. Еще сильнее сказывается на посадке судна отступление от проектного характера и расположения груза на судне. Кроме того, судно может плавать без груза – в порожнем рейсе.

Во всех этих случаях изменение посадки может привести к недопустимому ухудшению его мореходных качеств. Это требует решения вопроса о количестве и расположении балласта при анализе мореходных качеств судна при наиболее характерных состояниях его нагрузки.

Требования к посадке судов в полном грузу и при ходе в балласте

При уменьшении средней осадки возрастает площадь парусности S_П и так называемого обдуваемого миделя Ω_В (т.е. проекции корпуса и надстроек на плоскость мидель-шпангоута) при одновременном уменьшении площади смоченной поверхности S и площади подводной части ДП S_ДП. В результате:

· Увеличивается коэффициент ветроотбойности , что приводит к росту скорости дрейфа при боковом ветре – ухудшается управляемость судна; ухудшается остойчивость;

· Возрастает воздушное сопротивление, но т.к. смоченная поверхность уменьшается, то полное сопротивление движению судна, как правило, уменьшается.

Появление дифферента влияет на ходовые и маневренные качества судна, а также на остойчивость и заливаемость. При этом небольшой дифферент на корму в большинстве случаев благоприятен. Дифферент d не должен выходить из следующих пределов: d/L≤0,6-0,8% на корму или d/L≤0,1-0,2% на нос. Дифферент увеличивает зону невидимости.

Погружение оконечностей судна зависит от средней осадки и дифферента.

Оголение носовой оконечности приводит при килевой качке к усилению слеминга. Интенсивность слеминга напрямую зависит от скорости судна. Считается, что нижним пределом относительной осадки судна в носу (а_н=T/L) является а_н = 0,025 – 0,030. Для судов, совершающих длительные рейсы в штормовых условиях, рекомендуется а_н = 0,035 – 0,028.

Уменьшение погружения кормовой оконечности связано с оголением гребного винта – снижением его эффективности. Осадка кормовой оконечности судна Т_к зависит от величины относительного погружения гребного винта: ȟ = h/R (h – глубина погружения оси винта, R – радиус винта). С уменьшением ȟ и особенно при оголении верхней кромки диска винта (ȟ≤1) снижается его упор, к.п.д., периодическое оголение лопастей создает динамические силы, которые могут привести к поломке винта, валопровода, вибрации кормовой оконечности

При плавании в полном грузу определяющим фактором является дифферент судна – необходимо принимать балласт, достаточный для посадки судна на ровный киль или с незначительным дифферентом на корму.

В условиях плавания судна без груза балласт принимается для увеличения средней осадки и погружения оконечностей (при этом, как правило, обеспечивается и необходимая средняя осадка).

Контрольные вопросы:

1. Для чего необходимо рассчитывать положение ЦТ судна по высоте?

2. Для чего необходимо рассчитывать положение ЦТ судна по длине? В чем суть проектной удифферентовки судна?

3. Объясните сущность и область применения каждого способа проектной удифферентовки.

4. Почему на небольших танкерах может быть предусмотрен сухогрузный трюм, а на крупных танкерах – носовой диптанк?

5. Для чего применяется балластировка судов?

6. В чем суть балластировки судов для регулирования остойчивости?

7. В чем суть балластировки судов для изменения посадки?

8. Как меняются мореходные качества судна при уменьшении осадки?

9. Чем опасно уменьшение осадки судна в носу?

10. Чем опасно уменьшение осадки судна в корме?

РАЗДЕЛ I1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУДОВ

Тема 2.1 Современные CAD/CAM- системы в судостроении

Дата добавления: 2014-12-16