Для посадки судна по ГВЛ прямо и на ровный киль необходимо рассчитать вес принимаемого балласта P и определить центр его тяжести Xg. Данные величины рассчитываются с использованием кривых теоретического чертежа.
Значения V и Xcснимаем с соответствующих кривых теоретического чертежа на пересечении их с ГВЛ.
Как видим, вычисленные нами расчетные значения отличаются от полученных в программе S1 незначительно. Расхождение составляет 60т. и 0.06м. соответственно.
4. РАСЧЕТ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНАПлавучестью 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.Рис. 4.1 Определение координат центра величины и плеч остойчивости формыПлечо 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 :Рис. 4.2 Пример диаграммы динамической остойчивостиКривая lдин() является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости и называется диаграммой динамической остойчивости.Здесь и далее, при проведении расчетов полагаем, что данное судно - пассажирское судно неограниченного района плавания. Форма обводов корпуса, коэффициент общей полноты (0,576) и коэффициент полноты ватерлинии корпуса (0,733) характерны именно для пассажирских судов. В данном разделе приведены результаты расчетов посадки и остойчивости судна. программа S1 - DERGUNOV.OS5 Таблица 4.1
Рис. 4.5. Диаграммы статической и динамической остойчивости
5. РАСЧЕТ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ ПОВРЕЖДЕННОГО СУДНА
Непотопляемостью называется способность судна оставаться на плаву после затопления части внутренних помещений (отсеков), имея посадку и остойчивость, обеспечивающие хотя бы ограниченное использование его по назначению.
Необходимым условием обеспечения непотопляемости является подразделение судна на отсеки водонепроницаемыми переборками, палубами и платформами.
Отношение объема воды в отсеке к теоретическому объему отсека при том же уровне воды носит название коэффициента проницаемости отсека.
При выполнении расчетов непотопляемости принимают следующие значения условных коэффициентов проницаемости для судовых помещений различного назначения:
Помещения, занятые главными механизмами и электростанциями…………………………………………………………....0,85
Жилые помещения и кладовые с запасами ........................................0,95
Пустые цистерны и порожние нерефрижераторные трюмы ……… 0,98
Помещения, занятые генеральным или сыпучим (кроме руды) грузом………………………………………………………..……..……….. 0,60
В данном разделе приведены результаты расчетов посадки и остойчивости поврежденного судна со следующими координатами повреждения: Хн=40.00 м; Хк=20.00 м. Поврежденный отсек принят как помещение, занятое генеральным грузом (студенты навалом) с коэффициентом проницаемости 0.60.
Рис. 5.1 Трехмерная математическая модель корпуса поврежденного судна
Рис. 5.4. Диаграммы статической и динамической остойчивости поврежденного судна
6. СВОДНЫЕ ДАННЫЕ
Таблица 6.1 Таблица посадки и остойчивости.
Требования Регистра
Судно в грузу
Осадка носом, м
-
6,15
Осадка кормой, м
-
6,15
Осадка на миделе, м
-
6,15
Исправленная поперечная
метацентрическая высота, м
0.61м
Максимальное плечо диаграммы
статической остойчивости, м
0,44м
Площадь под положительной частью диаграммы статической остойчивости
0.1
0.14
0.07
соответственно
Угол заката диаграммы статической
остойчивости, град
670
Таблица непотопляемости. Таблица 6.2
Требования Регистра
Повреждение
Грузовой трюм с координатами:
Хн=40 м;
Хк=20 м.
Вхождение предельной линии погружения в воду (линия главной палубы)
Удовлетворяет требованиям Регистра
Аварийные углы крена
0
Значение поперечной метацентрической высоты в конечной стадии затопления
0.63м
Наличие достаточной площади участков с положительными плечами диаграммы статической остойчивости
Протяженность участка диаграммы с положительными плечами составляет 590
Значение максимального плеча диаграммы аварийной остойчивости
0,32м
7. ПРОВЕРКА ПО КРИТЕРИЮ ПОГОДЫ И УСКОРЕНИЯ
Руководство по проведению расчетов по этим параметрам и необходимая справочная информация содержатся в «Правилах классификации и постройки морских судов» (ч. IV «Остойчивость»,) Регистра РФ.
k=1
X1=0.98 (находится по таблице).
X2=0.855 (находится по таблице).
Период качки:
,где
Строим диаграмму статической остойчивости и по вычисленной амплитуде качки определяем плечо опрокидывающего момента:
Опрокидывающий момент:
, условие выполняется.
-необходима проверка по критерию ускорения:
-коэффициент, зависящий от отношения В/Т
-коэффициент, зависящий от отношения коэффициента общей полноты
-коэффициент, зависящий от
Условие выполняется.
Заключение
Проведенные нами расчеты показали, что в рассмотренном варианте нагрузки и повреждения данное пассажирское судно неограниченного района плавания удовлетворяет требованиям к посадке, остойчивости и непотопляемости судов, регламентированным «Правилами классификации и постройки морских судов» (ч. IV «Остойчивость», ч. V «Деление на отсеки») Регистра РФ, включая требования к критерию погоды, ускорения и элементам диаграммы статической остойчивости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Дорогостайский Д.В., Жученко М.М., Мальцев Н.Я. Теория и устройство судна. Учебник для ВУЗов. Л.: Судостроение, 1976.
Семенов-Тян-Шанский В.В. Статика и динамика корабля. Учебник для ВУЗов. Л.: Судпромгиз, 1960.
Цуренко Ю.И. Расчеты по статике корабля с использованием ЭВМ. Учебное пособие. Северодвинск, СЕВМАШВТУЗ, 2000.