Пользование диаграммами Фирсова и Пирсона. Подготовить и показать на нескольких примерах

Диаграмма осадок носом и кормой (Пирсона), именуемая также диаграммой дифферентов, служит для оперативного решения различных эксплуатационных задач при посадке судна прямо и с дифферентом. Существует несколько видов таких диаграмм. Рассмотрим построение и ис­пользование одного из наиболее удобных ее вариантов.

Наметим на масштабе Бонжана ряд равноотстоящих осадок носом и кормой, перекрывающих весь желаемый диапазон поса­док. Фиксируя какое-либо значение , проведем через эту точку пучок ватерлиний, проходящих через все намеченные точки на кормовом перпендикуляре, и для каждой из них найдем водоиз­мещение V и его статический момент относительно миделя . По полученным значениям нанесем точки, откладывая по вертикальной оси D = ρV, а по горизонтальной — статический момент M_x = ρ при стандартном значении плотности ρ. Полученные точки определят кривую, все точки которой соответствуют посад­кам судна с одной и той же осадкой носом Т_н. Поступая таким же образом со всеми намеченными значениями Т_н и T_к, получим сет­ку кривых постоянных значений осадок носом и кормой, опреде­ляющих посадку судна. Вместе с тем, прямоугольные координаты D и M_x точек определяют нагрузку судна, если приближенно положить х_g ≈ х_с, пренебрегая в первом из уравнений равновесия (2.10) выражением как малой величиной при обычных дифферентах. Таким образом, диаграмма дифферентов (рис. 2.19) представляет собой наложенные друг на друга две системы коор­динат: прямоугольную с осями D и M_x, определяющую нагрузку судна, и криволинейную с линиямиТ_н и T_к, определяющую посадку судна.

Рассмотрим решение некоторых практических задач с помо­щью диаграммы дифферентов.

По составленному грузовому плану рассчитана нагрузка судна: водоизмещение D и статический момент водоизмещения относительно миделя M_x = Dх_g. Определить посадку судна. Откладывая по вертикальной оси диаграммы водоизмещение, а по горизонтальной — момент, находим точку, изображающую нагрузку судна. Пользуясь сеткой кривых Т_н и T_к, по найденной точке, при необходимости интерполируя между кривыми, прочи­тываем осадки носом и кормой для рассчитанного состояния на­грузки. Обратная задача (по заданной посадкеТ_н и T_к определить водоизмещениеD и моментM_x ) решается в обратном порядке: по Т_н и Т_к определяем точку на диаграмме, по которой прочитываем D иM_x.

Диаграмма дифферентов строится для стандартной плотности воды ρ = 1,025 т/м3. Если плотность забортной воды ρ₁, другая, то пользоваться диаграммой следует по приведенным данным:

В этом случае снятые с диаграммы по осадкам Т_н и Т_к значе­ния водоизмещения D и момента M_x будут приведенными, а их действительные значения найдутся по выражениям:

Здесь D_пр и M_xпр — значения снятые с диаграммы по осадкам Т_н и Т_к:

ρ₁ — плотность заборной воды;

ρ — плотность, воды, для которой построена диаграмма.

Другая форма диаграммы осадок носом и кормой представлена на рис. 2.20(ФИРСОВА). Здесь осадки Т_н и Т_к отложены по вертикальной и горизонтальной осям, а на поле диаграммы нанесены кривые постоянных значений водоизмещения V и абсциссы центра вели­чины х_с. Пользуясь опять приближенным условием равновесия х_g ≈ х_с вместо точного условия (2.10), по определенным после расчета таблицы нагрузки значениям О и М находим

по точке пересечения кривых V и х_с, соответствующих найден­ным значениям, определяем осадки Т_н и Т_к. По этой диаграмме можно решать те же задачи, что и по диаграмме рис. 2.19. Так, после приема груза массой т с абсциссой ЦТ. х будем иметь

и по значениям находим точку на диаграмме рис. 2.20, по которой прочитываем новую посадку Т_н1 и Т_к1.

2.Расчёт водоизмещения (массы) и координат ЦТ.

Исходные данные для расчета нагрузки судна, т.е. массы судна, и координат его центра тяжести содержатся в грузовом плане судна, в котором приводится распределение перевозимых грузов и судовых запасов по грузовым помещениям и цистернам с ука­занием массы в каждом из них. Масса и координаты ЦТ судна порожнем указаны в судовом документе «Информация об остой­чивости судна». Там же приводится форма таблицы, рекомендуе­мой для расчета нагрузки судна (табл.).

Расчет нагрузки (перевозимый груз)

Ввиду того, что расчет нагрузки требуется производить для случаев как в полном грузу, так и при израсходованных запасах (обычно с 10% запасов), соответствующих началу и концу рейса, целесообразно составлять таблицы нагрузки отдельно для судо­вых запасов, расходуемых в рейсе, и для перевозимого груза, а затем составить сводные таблицы для разных состояний нагрузки судна.

В столбце 2 таблицы перечисляются все принятые к перевоз­ке грузы, в столбцах 3, 4 и 6 — соответственно их массы и координаты центров тяжести по длине от миделя и по высоте от основной плоскости. В столбцах 5 и 7 вычисляются статичес­кие моменты масс относительно тех же координатных плоско­стей. Грузы, расположенные в нос от миделя, имеют положитель­ные х и mх, расположенные в корму от миделя — отрицательные. Если в одно грузовое помещение принимается несколько различ­ных грузов, то каждый из них заносится в таблицу нагрузки отдельной строкой.

Моменты масс по ширине судна как правило не рассчитывают­ся, так как грузы укладываются симметрично относительно диа­метральной плоскости и для них y_i = 0. Во всяком случае, сум­марный момент M_y от несимметрично принятых грузов должен быть достаточно малым, чтобы не было заметного угла крена, который недопустим при нормальной эксплуатации.

Таблицы нагрузки, содержащие судовые расходуемые запасы, и сводная таблица имеют ту же форму, что и табл. 2.1, но состав­ляются в двух вариантах — на начало и конец рейса, а в некото­рых случаях и для промежуточного состояния нагрузки. После суммирования сводной таблицы по столбцам 3, 5 и 7 искомые величины для каждого состояния нагрузки определяются по фор­мулам:

где N — число статей нагрузки, составляющих дедвейт судна.

Если водоизмещение судна порожнем D₀ и его статические моменты D₀х_g0 и D₀z_g0 вносятся в качестве первой строки в табл. 2.1, то первые слагаемые в формулах (2.16) войдут в итоговые суммы и выражения (2.16) примут вид:

Дата добавления: 2017-01-14