Запас плавучести. Безопасный надводный борт. Грузовая марка

ЛЕКЦИЯ №3

Условия и уравнения равновесия судна. Определение объемного водоизмещения судна и координат центра величины (ЦВ). Определение грузового водоизмещения судна и координат центра тяжести (ЦТ).

Плавучестью называется способность судна плавать на воде или под водой в определенном положении относительно горизонта воды, неся на себе определенное количество грузов.

Положение судна по отношению к поверхности спокойной воды называется его посадкой.

На судно, свободно плавающее на спокойной воде, действуют распределенные силы двух видов – силы веса и силы гидростатического давления воды на погруженную (смоченную) наружную поверхность. Каждая из указанных разновидностей сил приводится к вертикальной равнодействующей, причем направление обеих равнодействующих всегда противоположное (рис.1).

Рис.1 - Статические силы, действующие на судно в состоянии покоя

Равнодействующая сил веса (G) называется силой веса и приложена в центре тяжести (ЦТ) судна.

Равнодействующая сил гидростатического давления воды (C) называется силой поддержания, или силой плавучести. Согласно закону Архимеда сила плавучести равна весу воды в объеме, вытесненном погруженной частью судна. Линия ее действия всегда проходит через ЦТ погруженного объема, который называется центром величины (ЦВ).

Равновесие свободно плавающего судна имеет место, если одновременно выполняются два условия:

1. Сила плавучести равна по величине силе веса судна;

2. ЦВ и ЦТ судна располагаются на одной вертикальной линии.

Уравнениями равновесия судна называется математическая запись условий равновесия:

где - вес судна (весовое водоизмещение), кН; - вес 1 воды, кН; - объем подводной части судна (объемное водоизмещение), ; - отстояние ЦТ от плоскости миделя, м; - отстояние ЦВ от плоскости миделя, м.

В зависимости от плотности воды, в которой плавает судно, его объемное водоизмещение может изменяться, хотя масса судна остается постоянной. В пресной воде, плотность которой близка к единице, для поддержания судна определенной массы требуется больший погруженный объем V, чем в соленой воде, плотность которой колеблется от =1,0101,015 т/м3 в Балтийском море до 1,0231,028 т/м3 в океане.

Знание главных размерений судна и его коэффициентов полноты позволяет капитану выполнять некоторые элементарные расчеты приближенных значений водоизмещения, а также изменения осадки при приеме груза относительно небольшой величины:

Вытесненный подводной частью объем воды (в кубических метрах) называется объемным водоизмещением:

,

где L, В, Т — соответственно длина, ширина, осадка судна; - коэффициент общей полноты (полноты водоизмещения), выражающий отношение объемного водоизмещения судна к объему параллелепипеда со сторонами, равными длине, ширине и осадке судна (значения для различных типов судов принимаются по справочным данным).

Для того чтобы вычислить водоизмещение судна по его теоретическому чертежу, нужно определить объем подводной части корпуса. Корпус судна в большинстве случаев имеет криволинейные обводы. Поэтому точный объем подводной части корпуса, как правило, вычислить не удается. В теории корабля для определения объемного водоизмещения судна, а также для вычисления площадей криволинейных фигур чаще всего пользуются приближенным приемом, называемым правилом трапеций.

Рис.2 – Обвод шпангоута судна

Площадь половины шпангоута равна сумме площадей всех трапеций
Ординаты для каждого шпангоута могут измеряться как в реальном масштабе, так и в его проекциях для различных моделей. Аналогично считают другие площади и объемы судна.

Многие вычисления связаны со строевой по шпангоутам и ватерлиниям.

Дата добавления: 2014-01-07