книги из ГПНТБ / Аксютин Л.Р. Контроль остойчивости морского судна

верхних, поэтому центр тяжести штабеля груза не совпа­ дает с его геометрическим центром. Это явление не для всех грузов исследовано с достаточной точностью, но уже имеющиеся данные позволяют судить о примерных ве­ личинах смещения центра тяжести. Так, для слоя серного колчедана высотой 4 м центр тяжести оказался на высоте 192 см вместо 200 см, как обычно предполагалось.

Ошибка от пренебрежения влиянием уплотнения на­

валочных грузов на положение	ЦТ приводит	к заниже­
нию значений метацентрической	высоты, т.	е. к ошибке
в безопасную сторону. Однако	иногда это дает нежела­

тельное увеличение остойчивости, делает /?о чрезмерной,

а качку слишком порывистой.			смеще­
При перевозке грузов, опасных в отношении
ния, руководствуются теми	же правилами, как		и при
перевозках зерна, если ц>1 м3/т. При		м3/т допу­
скаются отклонения, согласованные с Регистром.			грузы,
Особую опасность представляют навалочные
у которых при повышенной	влажности	и под влиянием
вибрации часть груза приходит в кашеобразное			состоя­
ние, способствующее смещению. Такое		явление наблю­

дается иногда в верхних, а иногда в нижних слоях груза. Этим опасным свойством обладают: мел, отходы гипса, железная руда, концентраты железорудные, цинковые, свинцовые и медные, пириты, мелкодробленый уголь, угольная пыль и криолит. Из перечисленных грузов осо­ бенно много перевозится железорудных концентратов.

По норвежским правилам, при перевозке этого груза необходимо устанавливать продольную переборку, а при влажности 3—5,5% — даже две. Если железорудный кон­ центрат имеет влажность 7—9%, его можно перевозить только в отдельных небольших помещениях в нижней части трюма. Концентрат с влажностью более 9% пере­ возить нельзя.

Безопасная влажность для свинцового концентрата от 2 до 6,5%, а для цинкового — от 2 до 8%.

В январе 1964 г. теплоход «Умань» потерял остойчивость в Ка­ дисском заливе вследствие смещения в трюмах груза железорудного концентрата. Авария произошла при волнении моря 4—5 баллов. Смещение груза, по заключению комиссии, было вызвано разжи­ жением его нижнего слоя. Разжижение нижних слоев груза было установлено также на теплоходе «Северолес», принимавшем анало­ гичный груз в том же порту почти одновременно с теплоходом «Умань».

7*

99

Были случаи разжижения и верхних слоев груза. Такое явление наблюдалось в декабре 1968 г. па теплоходах «Посьет» и «Ургенч» с грузом железорудного концентрата в Средиземном море. В резуль­

тате возник постоянный крен у теплохода «Посьет» 8°,		а у теплохода
«Ургенч» 12°. Еще больший крен (до 18°)	получил теплоход «Тиксн»
в результате разжижения верхних слоев	цинкового	концентрата.

В разжиженном состоянии оказалось до 40% груза. Перечень судов, оказавшихся в аварийной ситуации в результате разжижения груза рудных концентратов, можно было бы продолжить.

Большую опасность представляет также мелкодроб­ леный уголь. Согласно английским правилам перевозки, при влажности угля меньше Ь5°/о допускается штивка таким образом, чтобы угол откоса по любому направле­ нию не превышал 15°. При влажности 15—25% поверх­ ность груза должна быть горизонтальной. Если влаж­ ность превышает 25%, трюмы следует оборудовать шифтингами, возвышающимися не менее чем на 0,3 м над по­ верхностью груза.

Поскольку влажность навалочного груза может зна­ чительно увеличиться во время рейса за счет отпотева­ ния, проникновения влаги из атмосферы или забортной воды, необходимо обеспечить максимальную водонепро­ ницаемость трюмов. Вентиляторы рекомендуется снять, а отверстия закрыть заглушками. Кроме того, необходи­ мо тщательно следить за уровнем воды в льялах и регу­ лярно производить нз них откачку. Перед погрузкой не­ обходимо получить от грузоотправителя данные о влаж­ ности груза, которые полезно проверить на судне. Это легко сделать, высушив в хлебной печи пятпкилограммовую пробу 'грузов. Пробу надо взвесить до и после просушки и таким образом найти процент уменьшения веса относительно первоначального.

Особую опасность представляет навалочный груз зи­ мой. При хранении иа открытых площадках или пере­ возке на железнодорожных платформах и в открытых вагонах он промерзает, смешивается со снегом. После погрузки в трюмы судна его влажность может увели­ читься, особенно при переходе в более теплую климати­

ческую зону.

Способность навалочных грузов уплотняться во вре­ мя перевозки приводит к уменьшению объема груза, по­ нижению его ЦТ и повышению метацентрической высо­ ты судна. Само по себе это не опасно, но при этом увели­ чиваются подпалубные пустоты и возникают условия, способствующие смещению груза на качке. Эксперимен-

100

тальные данные показывают, что уплотнение навалоч­ ных грузов за счет статического давления верхних слоев значительно' возрастает при динамическом уплотнении от вибрации корпуса судна. Способность груза изменить свой объем под действием этих причин характеризуется коэффициентом уплотнения.

	kV	Оу		(81)
		Со ’
где ky—-коэффициент уплотнения;
Gy — вес некоторого объема груза после уплотнения;
Gо — вес того же объема груза до уплотнения.
Значения коэффициентов уплотнения отдельных гру­
зов приведены в табл. 20.			Т а б л и ц а 20
Груз	Коэффициент	Груз		Коэффициент
	уплотнения			уплотнения
Бобы ....................	1,13	Руда ...................		1,14—1,15
Кокс .....................	1,14—1,24	Селитра ...............	.	1,17
П есо к .....................	1,16—1,29	Соль поваренная		1,12—1,24
Пш еница...............	1,05—1,13	Уголь каменный	.	1,20-1,21
Рис .......................	1,17

Возможность смещения сыпучего груза во время кач­ ки зависит от периода качки, т. е. от начальной метацент­ рической высоты.

Максимальное значение ho, обеспечивающее непо­ движность груза, определяется формулой

	h0<	(/ cos Ѳ — sin Ѳ) c*B-g	(82)..
		Ѳ (z + fy) (2r,y-

где / — коэффициент внутреннего трения сыпучего груза,- связанный с углом естественного откоса а соот­ ношением /= tg a ;

Ѳ,—,амплитуда бортовой качки судна, рад;

z — возвышение частицы груза над центром тяжести

судна, м;	частицы груза от диаметральной
у — расстояние
. .. плоскости	судна, м;

с — эмпирический коэффициент (см. § 19); В — ширина судна, м;

g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек).

101

Т а б л и ц а 21

		Груз	Угол естест-	Коэффициент
			венного отко-	внутреннего
			са а	трения f
Агломерат железной руды . . . .			45	1
Б о б ы .............................................................			32	0,625
Гравий		.....................................................	25—45	0,466—1
К о к с .............................................................			30—50	0,577—1,192
Кукуруза		с......................................................е м я	35—40	0,7—0,839
Льняное			25	0,466
П о д с о л н у х ................................................			33—45	0,649—1
П ш ен и ц а ......................................................			25—35	0,466—0,7
Р и с .............................................................			40	0,839
Руда	ж е л е з н а я ........................................		35—37	0,7—0,754
С а х а р .............................................................			50	1,192
Соль	поваренная		30—50	0,577—1,192
Сульфат		аммония .................................	40	0,839
Уголь	кам ен н ы й ........................................		27—35	0,51—0,7
Уголь	мелкий.................................		35—45	0,7—1
Цемент............................................................		. . . . . . . . .	27—40	0,51—0,839
Ячмень			25—45	0,466—1

Расчет необходимо вести для частиц груза, наиболее

подверженных смещению, т. е. лежащих на поверхно- jß

стн груза у бортов судна. Для них і/= — .

В табл. 21 приведены значения углов естественного откоса и коэффициентов внутреннего трения некоторых грузов.

Следует помнить, что величина угла естественного откоса существенно зависит от многих обстоятельств, о чем уже говорилось выше. В частности, на него сильное влияние оказывает вибрация корпуса. В условиях вибра­ ции угол естественного откоса уменьшается. Сильнее всего это влияние наблюдается у зерна, для которого вибрация уменьшает угол естественного откоса пример­ но вдвое.

Таким образом, при перевозке навалочных и сыпучих грузов необходимо обращать внимание не только на нижний, но и на верхний предел начальной метацентрииеской высоты.

Следует помнить, что физико-химические свойства насыпных и навалочных грузов и изменение этих свойств

102

во время перевозки морем еще недостаточно изучены. По­ этому необходимо не только строго соблюдать действую­ щие правила перевозки, но и накапливать опыт таких перевозок, наблюдая за состоянием груза в различных условиях. Ниже приведены примеры аварий с навалоч­ ными грузами.

Однопалубный теплоход «Траквеіір»	19 августа 1956 г. шел из
Лента в Голландию с грузом угля-штыба	На переходе он встретил

ветер силой 7 баллов, стал испытывать сильную качку и начал кре­ ниться на подветренный борт. Для выпрямления судна капитан по­

ставил его лагом к зыби, но крен продолжал увеличиваться	и до­
стиг 40°. Фальшборт левого борта ушел в воду, в трюм №	1 стала

поступать вода. Оставаться на судне стало опасно, но из-за большого крена спустить шлюпки не представлялось возможным.

Команду сиял подошедший на сигнал бедствия теплоход «Г». Попытки взять «Траквеіір» на буксир окончились неудачей, и вскоре судно пошло ко дну.

Следственная комиссия признала возможной причиной аварии смещение из-за сильной качки влажного штыба в трюмах судна, чему могла способствовать сильная вибрация теплохода. Не исключена возможность попадания воды в кормовые жилые помещения. Шифтинги отсутствовали, так как судовладельцы, ссылаясь на многолет­ ний опыт, считали невозможным смещение угля на малых судах в каботажных рейсах.

Теплоход «Ст.	Магнус» шел с грузом угля	и, находясь в ночь
с 14 на 15 февраля	1962 г. в 60 милях западнее	Клайпеды, внезапно

накренился на 35° левого борта. Ветер в этот момент был норд-норд-

вест силой	6—7 баллов. Заполнением	забортной	водой	танков пра­
вого борта	устранить крен не удалось.	Между тем ветер		усилился до
8—9 баллов, волнение увеличилось,		забортная	вода	не сходила
•с палубы и перекатывалась через грузовые люки. Были				поданы сиг­
налы бедствия, и команда оставила судно.

Подошедший пароход, подобрав команду «Ст. Магнуса», взял его на буксир и направился в порт. Однако спасти судно не удалось: 16 февраля «Ст. Магнус» затонул. Комиссия по расследованию ава­ рии признала действия капитана правильными, но обратила внимание на плохую штивку угля в трюме № 1.

Кокс не относится к числу грузов, легко смещающих­ ся при качке, но его часто перевозят на палубе. Иногда, стремясь максимально использовать дедвейт за счет осу­ шения балластных танков, кокс грузят на палубу в коли­ честве, ухудшающем остойчивость судна, чем ставят суд­ но в чрезвычайно опасное положение. Несколько типич­ ных аварий судов с грузом кокса описано ниже.

1 Штыб — пылевидный уголь.

103

29 сентября 1959 г. теплоход «Гроверорт» следовал вниз по реке Шельде с грузом 630 т кокса, из которых 420 т находилось в трюме, а остальное — на палубе. В цистернах двойного дна была '41 т топ­ лива и балласта. При перекладке руля примерно на 5° судно получило креп на правый борт, постепенно возросший до 35°. В это время лоп­

нули сети, крепившие палубный	груз,	и около 30	т кокса ушло за
борт. Крен удалось устранить приемом		30 т водяного балласта в ци­
стерны противоположного борта.	Информации об		остойчивости, по
Причина аварии — нарушение

которой при 304 тгруза в трюме на палубе должно быть 1S0 г, а бал­ ласта и топлива —• на 85 г больше, чем было в момент аварии. Кроме того, на остойчивость судна отрицательно повлияли свободные по­ верхности воды и топлива в танках и пересыпание груза в трюме при крене.

18 сентября 1963 г. в Азовском море пароход «Григориус», следуя с грузом кокса в трюмах и на палубе .из Жданова в Пирей при ветре силой 7—8 баллов, получил опасный крен, потерял управление н был развернут лагом к волне. Судно удалось вывести из опасного положения после выбрасывания за борт части палубного груза. Ава­ рия произошла по вине капитана судна, принявшего чрез­ мерное количество палубного груза. При этом балластные танки были осушены. Недостаточная остойчивость судна была очевидна сразу после выхода из порта: при отходе от причала оно кренилось на 2—3° попеременно на оба борта, а во время качки медленно выпрямилось. Однако капитан.не придал этому значения и не принял никаких мер предосторожности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблему борьбы с авариями от потери остойчивости

можно разделить на несколько более	узких вопросов:
а) выработка критериев, которые могут	служить мерой

остойчивости; б) установление допустимых пределов из­ менения этих критериев; в) обеспечение заданной остой­ чивости путем соответствующего устройства судна и размещёния на нем груза; г) контроль изменения остойчиво­ сти в процессе эксплуатации.

В 'результате многолетней работы советских ученых в

СССР созданы'отечественные нормы остойчивости, сыг­ равшие большую роль в уменьшении аварийности иа фло­ те. Однако следует иметь в виду,' что вопросы нормиро­ вания, обеспечения и контроля остойчивости чрезвычай­ но сложны. С одной стороны, еще недостаточно изучены

104	'
-«•

внешние силы, действующие на судно в море, с другой — исследователям все время приходится балансировать на грани между безопасностью мореплавания и экономиче­ ской эффективностью работы судов. Создание даже не­ значительного, но ненужного запаса остойчивости суще­ ственно снижает провозную способность судна. Наоборот,, необдуманная погоня за тоннами перевезенного груза за счет ухудшения остойчивости приводит судно и экипаж к реальной угрозе гибели. Найти оптимальное решение этой задачи и уметь в течение эксплуатации судна удержи­ вать остойчивость на этой «золотой середине» — не про­ стая задала.

Много еще не решенных вопросов касается техниче­ ских средств и методов контроля остойчивости. Трудоем­ кость одних и малая надежность других существующих, способов контроля остойчивости создает условия для воз­ никновения в рейсе опасных ситуаций. Создание и внед­ рение автоматизированных устройств и приборов контро­ ля остойчивости — благодатное поле для творческих уси­ лий не только ученых, но и судовых специалистов, изобре­ тателей ;и рационализаторов.

Здесь еще много «белых пятен», которые ждут своих исследователей. Для того чтобы наши суда были самыми безопасными, чтобы аварии от потери остойчивости на­ всегда ушли в прошлое, нужны объединенные усилия мо­ ряков и ученых. Однако следует помнить, что никакие самые совершенные нормы остойчивости и контролирую­ щие остойчивость приборы не обеспечат безаварийногоплавания, если не будут строго выполняться все правила технической эксплуатации судна и хорошей морской: практики. Море не прощает пренебрежительного к себе отношения. Тщательная подготовка к любому, даже са­ мому короткому рейсу — обязательное условие его ус­ пеха.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ИНФОРМАЦИИ ОБ ОСТОЙЧИВОСТИ

Обозначения

Величины
М еж ду­	принятые
народные	в СССР
	с 1971 г.

Площадь 'мндель-ш пангоутов................................

Площадь		п а р у с н о с т и ........................................
Площадь		в а т е р л и н и и ........................................
Кормовой		перпендикуляр .................................
Ш и р и н а		...................................................................
Ширина н а и б о л ь ш а я ........................................
Поперечный			метацентрический	радиус .
Коэффициент			общей п о л н о т ы ...........................
Коэффициент			полноты площади ватерлинии .
Центр	величины.................................................................
Высота	б о р т а .................................................................
Осадка на мндель-шпангоуте................................
Осадка	кормой .................................................................
Осадка	н о с о м .................................................................
Надводный б о р т .................................................................
Центр	т я ж е с т и .....................................................
Поперечная			метацентрическая	высота .
Плечо	остойчивости.........................................................
Максимальное плечо остойчивости .
Плечо	остойчивости при угле креиа Ѳ .

Ащ

Ay

AwL

AP

В

Вех

ВМ

св

Cw\cc

в

D

d

da

df

1

G

GM

GZ

GZfji

GZe

Вщ

Ау

Soл» SwL

к .п .

в

Вех

П Р

Сц

л

с, цв

D

d ffi

d K

dn

f,i

G h

1

^max

І9

106

П р о д о л ж е н и е

Обозначения

Величины

между­ принятые народные в СССР

с 1971 г.

Возвышение центра		величины ...........................
Возвышение центра		т я ж е с т и ...........................
Возвышение метацентра........................................
Длина	наибольш ая...............................................
Длина	между перпендикулярами . . . .
Длина по грузовой ватерлинии...........................
Метацентр . . . . . . . . . .
Опрокидывающий м о м е н т ..................................
Кренящий м о м е н т ...............................................
Восстанавливающий		м о м е н т ...........................
Весовое водоизмещение........................................
Объемное водоизм ещ ение.................................
Угол	к р е н а ............................................................
Угол	заливания .....................................................
Угол	крена, соответствующий максимальному

плечу статической остойчивости . . . .

Амплитуда к а ч к и ...............................................

Угол заката диаграммы статической остойчиво­

сти ..........................................................................

кв

KG [К М

L0a

LpP

LwL

м

Me

МЛ

M r

Д

V

Ѳ

Ѳ /

Ѳт

Ѳг

Ѳг,

гс

zg

zm

^шах> ^нанб

^ і і

^твл» ^квл

м

Мс

М Кр

Мвосст

л

V

ѳ

Ѳ /

Ѳт

%

СПИСОК	ЛИТЕРАТУРЫ
1. А к	с ю т и н Л. Р. Повышение точности определения мета­

центрической высоты по периоду бортовоіі качки судна на волнении. «Морской флот», 1965, № 11, с. 18—19.

2.	А к с ю т и н	Л. Р.	Определение метацентрнческой				высоты по
углу крена на циркуляции. «Морской						флот», 1968, № 1, с. 17.
3. А л ф е р ь е в		М. Я. Теория корабля. М., «Речной транспорт»,
1959,	492 с.
4.	Б а р а н о в с к и й		М.	Е.	Суда	для перевозки	навалочных
грузов. Л., «Судостроение», 1967, 256 с.
5. Б л а г о в е щ е н с к и й				С.	Н.	Национальные требования к

остойчивости неповрежденных судов. В кн.: Теоретические п практи­ ческие вопросы остойчивости и непотопляемости. Сб. статей. М.—Л., «Транспорт», 1965, с. 3—52 (Регистр Союза ССР).

6. Б е к е н с к и й		Б. В. Расчеты мореходных качеств судна. Л.,
«Морской транспорт»,		1959, 371 с.
7. Б у я и о в	Н.	Влияние обледенения па остойчивость судов.
«Морской флот», 1971, № 1, с. 22—24.
8. В и с л ы х	А.. Я к о в л е в М. Лесовозам — полную загрузку.

«Морской флот», 1964, № 7, с. 9—10.

9. Е р о X и II Е. О. О безопасности плавания судов при обледе­ нении. «Морской флот», 1961, № 9, с. 15—18.

10. 3 а й ц е в с к и й В. О максимальной загрузке лесовозов. «Морской флот», 1965, № 8, с. 10—11.

11.З е н к о в Р. Л. Механика насыпных грузов. М., «Машино­ строение», 1964, 251 с.

12.К о з л о в К. С. Современные методы оценки посадки и остой­ чивости судна. Л., «Морской транспорт», 1963, 116 с.

13.	К о р о б ц о в	В. Перевозка насыпных грузов. «Морской
флот»,	1970, № 9, с. 35—36.
14.	К о с т ы л е в	Г. Перевозка мелкодробленых насыпных гру­
зов. «Морской флот», 1964, № 8, с. 12.
15. Н и к и ф о р о в		М. И. Обледенение траулеров. Калинин­

градское книжн. изд-во, 1966, 126 с.

108