Проверка остойчивости судна




Придание судну при загрузке остойчивости является обязательным условием безопасного плавания [4,24]. Неблагоприятна как недостаточная, так и чрезмерная остойчивость. Поскольку на размещение груза влияет много дополнительных условий (совместимость грузов, последовательность портов захода, максимально допустимые весовые нагрузки на палубы грузовых помещений и пр.), редко удается с первого раза расположить грузы наилучшим образом. Для обеспечения нормируемых параметров остойчивости судна при одновременном удовлетворении других требований приходится при расчете грузового плана перемещать грузы по вертикали. Такое перемещение не изменяет дифферент и влияет только на остойчивость.

Проверка остойчивости судна выполняется в соответствии с рекомендациями ИМО[28,29]. Так, остойчивость судна считается достаточной, если:

1. Площадь ДСО при крене до 30°, м рад ³ 0,055;

2. Площадь ДСО при крене до 40°, м рад ³ 0,09;

3. Площадь ДСО между 30° и 40°, м рад ³ 0,03;

4. Наибольшее плечо (lmax) ДСО, м ³ 0,2;

5. Угол крена (Qmax), соответствующий максимуму ДСО,° ³ 25;

6. Исправленная метацентрическая высота (h), м ³ 0,15;

7. Критерий погоды (K) ³ 1;

8. Угол крена от постоянного ветра,θ0 £ 16° или 0,8 θd,

где θd - угол входа главной палубы в воду (выбирается меньшее значение из 16° и 0,8 θd).

Проверка остойчивости судна в порту погрузки производят в следующей последовательности:

 

1. По таблице 6.4 рассчитывают статический момент нагрузок отно-сительно основной плоскости (Mz) как сумму моментов от масс: судна порожнем, грузов и запасов:

 

2. Определяют аппликату ЦТ груженого судна () для порта погрузки:

 

.

При наличии свободных поверхностей жидкости в танках и цистернах выбирают, значения поправочных моментов Dmh из таблицы «Данные по судовым цистернам». Значения поправок вносят в таблицу 6.3 и суммируют.

Аппликату ЦТ груженного судна с учетом влияния свободной поверхности жидкости определяют по формуле:

 

.

 

3. По данным кривых элементов теоретического чертежа находят аппликату метацентра (zm)для рассчитанного варианта загрузки.

4. Метацентрическая высота судна (h) в порту погрузки с учетом влияния свободной поверхности жидкости получают по формуле:

.

 

Если полученное значение h не удовлетворяет рекомендациям ИМО, необходимо его исправить, для этого перераспределить партии грузов в вертикальном направлении между трюмами и твиндеками. Кроме того, необходимо помнить, что метацентрическая высота не является достаточным критерием остойчивости, поэтому кроме нее необходимо проверять остойчивость судна по ДСО.

5. Для построения ДСО используют значения кривых плеч остойчивости формы (пантокарены) с применением метода интерполяции. С их помощью по объемному водоизмещению судна определяют плечи остойчивости формы (lф) для различных углов крена (θ), а затем рассчитывают плечи статической остойчивости (lст) по соответствующей формуле.

6. Для построения ДДО плечи динамической остойчивости (ld)выражаются через плечи статической остойчивости по соответствующему углу крена, а именно, как произведение интегральной суммы на половину шага интегрирования Dθ, выраженного в радианах. При Dθ = 10˚, Dθ/2= 0,087 рад.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости рекомендуется выполнять в табличной форме (табл. 6.6).

 

Таблица 6.6 – Расчет плеч остойчивости на отход

 

Расчетные величины Численные значения
Q 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
lф                  
sin Q                  
zg× sin Q                  
или см. пантокарены   0                
S интlст                  
                 

 

Знак показывает порядок суммирования величин для получения интегральной суммы.

По рассчитанным величинам плеч (lст и ld) строятся диаграммы статической и динамической остойчивости на отход из порта погрузки (рис. 6.1).

Для определения критерия погоды вычисляют расчетную амплитуду бортовой качки θr, пользуясь выражением:

 

,

 

где: k – редукционный коэффициент, учитывающий демпфирующее влияние на качку скуловых и брускового килей (табл. 6.7);

X1, X2 безразмерные множители (табл. 6.7);

;

S – множитель, определяемый по периоду бортовой качки Тθ (табл. 6.7).

 




Таблица 6.7 – Множители и коэффициенты, используемые при проверке остойчивости

Множитель Х1 В/Т ≤2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 ≥3,5
Х1 1,00 0,98 0,96 0,95 0,93 0,91 0,90 0,88 0,86 0,84 0,82 0,80
Множитель Х2 δ ≤0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 ≥0,70
X2 0,75 0,82 0,89 0,95 0,97 1,00
Коэффициент k 100Ак LB   1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 ≥4,0
k 1,0 0,98 0,95 0,88 0,79 0,74 0,72 0,70
Множитель S Tθ ≤6               ≥20
S 0,100 0,098 0,093 0,079 0,065 0,053 0,044 0,038 0,035
                                                           

 

Расчетное значение амплитуды бортовой качки округляется до десятых градуса.

7. Рассчитывают значение критерия погоды (К) по формуле:

 

,

где: b, a – площади, определяемые по ДСО, м∙рад.

 

8. Рассчитывают кренящее плечо от постоянного ветра, м:

 

,

 

 

где: 504 – давление ветра в паскалях, Па;

Av – площадь парусности судна, м2;

zv – плечо парусности (отстояние центра парусности (ЦП) от ватерлинии).

Величины Av и zv для каждого судна обычно приведены в Информации об остойчивости в зависимости от водоизмещения или осадки.

 

9. Рассчитывают кренящее плечо от порыва ветра:

Результаты проверки остойчивости судна сводят в таблицы 6.8 и 6.9.

 

Таблица 6.8 – Расчет нормируемых ИМО параметров остойчивости

Наименования величин     Обозначения и формулы     Значения величин
отход приход
       
Водоизмещение, т Δ    
Осадка судна, м Т    
Исправленная метац. высота, м h    
Площадь парусности, м2 Av    
Отстояние ЦП от ВЛ Zv    
Кренящее плечо постоянного вет­ра, м lw1=0,504Av zv /(gΔ)    
Кренящее плечо порыва ветра, м lw2 = 1,5 lw1    
Суммарная площадь скуловых килей, м2 Ак (из ТЭХ судна)    
Относительная площадь скуловых килей, % 100Ак /(LB)    
Коэффициент k (из табл. 6.7)    
Параметр / B    
Инерционный коэффициент c=0,373+0,023B/T0,043L/100    

 

Продолжение табл. 6.8
         
Период качки, с Tq = 2 c B/      
Коэффициент S (из табл. 6.7)      
Относительная ширина B / T      
Безразмерный множитель Х1 (из табл. 6.7)      
Коэффициент общей полноты (из кривых элементов теоретического чертежа)      
Безразмерный множитель Х2 ( из табл. 6.7 )      
Коэффициент r = 0,73+0,6 (zgТ)/Т      
Амплитуда качки по ИМО, ° qr ИMO =109 k X1 X2      
Угол крена от постоянного ветра, ° q0 (по ДСО)      
Угол входа палубы в воду, ° qd = arctg (2(HT)/B)      
Угол крена при качке навстречу ветру,0 q1 = qr имоq0      
Плечо динам.остойч. при угле q1, м-рад (по ДДО)      
Угол статич.крена, соотв. плечу lw2, ° q2 (по ДСО)      
Плечо динам.остойч. при угле q2, м-рад ld2 (по ДДО). При θ2 <10° можно      
Угол 2-й точки пересечения lw2 с ДСО,° qw2 (по ДСО)      
Граница площ."b" диаграммы справа, qb      
Плечо динам.остойч. при qb, м-рад (по ДДО)      
Площадь "а" диаграммы, м-рад a= ldl +(q1 + q2) lw2 /57,3 – ld2      
Площадь "b" диаграммы, м-рад b= ldb(qbq2) lw2 /57,3 – ld2      
Критерий погоды по ИМО kimo = b / a      

Проверка остойчивости судна по рекомендациям ИМО выполняется сопоставлением рассчитанных значений с нормативными в форме табл.6.9. При этом площади ДСО находят из табл. 6.6 по соответствующим значениям плеч динамической остойчивости ld при определённых углах крена.

 

Таблица 6.9 – Проверка выполнения рекомендаций ИМО

 

Наименования величин     Обозна­чения   Значения величин  
норма­тивное   отход   приход  
Площадь ДСО при крене до 30°, м рад   А30 ³ 0,055    
Площадь ДСО при крене до 40", м рад   А40 ³ 0,09    
Площадь ДСО между 30 и 40, м рад   А30-40 ³ 0,03    
Наибольшее плечо статической остойчивости, м l30 ³ 0,2    
Угол крена, соответ. максимуму углу диаграммы, °     диаграммы диаграммы, °   qm ³ 25    
Исправленная метацентрическая высота, м   h ³ 0,15    
Критерий погоды   kimo ³ 1    
Угол крена от постоянного ветра, °   q0 £ 16    

 

Расчет остойчивости, также как и дифферента, следует выполнять не только на момент отхода, но и на момент прихода судна в порт назначения.

Если судно к концу рейса в результате израсходованных запасов получит значительный дифферент, то его следует удифферентовать приемом соответствующего количества балласта. К концу рейса можно считать допустимыми следующие значения дифферента: -1,0 ≤ d ≤ 0,5 м.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: