А3 – объем автоматизации позволяет эксплуатацию СЭУ как на ходовом, так и на стояночных режимах не более 16 часов без обслуживающего персонала в машинном отделение и ЦПУ, мощностью силовой установки до 2250 кВт.

«Путевое хозяйство».

Является третьей составляющей частью материально-технической базы в водном транспорте.

Путевое хозяйство – навигационные знаки, обозначающие судовой ход (границы судового хода), а также все информационные, предупреждающие, предписывающие и запрещающие знаки, располагающиеся как на воде, так и на прибрежной части водный путей.

Любой судовой ход, его границы обозначают вешками или буями, называемыми «латеральные знаки», обозначающие либо направление сторон света для подходный портовых, судовых фарватеров), либо для обозначения берега, реки или судоходного канала.

Левобережные знаки – красные, и красный проблесковый огонь в темное время суток. Правобережные знаки – зеленые, и зеленый проблесковый огонь в темное время суток. А так же поворотные знаки – полосатые.

Остовая вешка (восток)

Вестовая вешка (запад)

Нордовая (Север)

Зюйдовая (Юг)

К береговым навигационным знакам относятся створы осевые и целевые.

«Порты, как составляющая часть материально-технических средств водного транспорта.»

Порт – это транспортный терминал, объединяющий в себе не менее двух транспортных сетей или видов транспорта, в котором одним обязательно является водный транспорт.

1-Территория, 2- железные и автомобильные дороги, 3- причальная линия, 4- оперативные бассейны, 5- районы СРЗ, 6- оградительный мол, 7- подходной канал, 8 и 10 – внешний и внутренний рейды, 9- волнолом, 11- акватория, 12- пассажирский район, 13- берегоукрепление.

Порты подразделяются на:

1. Территорию. Это часть суши с оборудованной береговой линией, кордонными механизмами, подъездными путями (автомобильными или ж/д ), складскими или административными значениями.

2. Акваторию. Это часть водного пространства, примыкающего к территории порта, оборудованной отходными судовыми ходами, ограниченной навигационными знаками, местами для временной стоянки судов (рейды), оборудованными плавучими швартовыми приспособлениями или имеющие место для якорной стоянки для возможности ожидания, принятия судна к определенной точке причального фронта, после получения разрешения МАП (морской администрации порта).

3. Причальный фронт. Это часть территории, оборудованной причальными приспособлениями, терминалами для пополнения судовых запасов , а также стоянки судна под погрузкой с использованием портового подъемно-транспортного оборудования (кордонных машин и механизмов).

Порты подразделяются:

1. По принадлежности.

   1. Росморпорта (представитель государства, которому доверено оборудование портов).

   2. Порты грузоотправителя.

2. По назначению.

   1. Для генеральных грузов.

   2. Для угольных и сыпучих грузов.

   3. Для нефтепродуктов.

3. По географическому положению.

   1. Закрытые порты.

   2. Открытые порты.

   3. Замерзающие порты.

   4. Незамерзающие порты (с круглогодичной навигацией).

«Промышленные предприятия, как составляющая часть материально-технических средств водного транспорта».

Промышленные предприятия являются одной из составляющих частей водного транспорта.

1. Судостроительные заводы.

   1. Верфи (сборочное производство). Верфь получает составляющие изделия машинно-строительного хозяйства: цистерны, гидрофоры, механизмы, а также дельные вещи (двери, горловины люков, люки и иллюминаторы, трапы и др.).

   2. Судостроительные заводы в чистом виде. Судостроительный завод сам делает дельные вещи, детали МСЧ, раскраивает металл, а поставляются только механизмы и судовая арматура.

2. Судоремонтные заводы.

3. Судостроительно-судоремонтные заводы.

4. РЭБ флота (Ремонтно-эксплуатационные базы).

5. Судоремонтные мастерские, в том числе и плавучие.

Наиболее крупные предприятия:

• Судостроительный завод «Адмиралтейские верфи» (СПБ)

• «Северные верфи» (СПБ)

• «Балтийский судостроительный завод» (СПБ)

• Судоремонтный завод «Кронштадтские верфи».

«Устройство двс. Принцип работы двс.»

ДВС – двигатель внутреннего сгорания – тепловая машина, предназначенная для превращения тепловой энергии сжигаемого топлива в механическую работу. На судах транспортного флота в качестве ДВС применяются дизельные двигатели разной мощности:

• Четырехтактный ДВС (только на судах СП).

Используется 2 вида топлива: летнее и зимнее.

Принцип работы:

• Первый такт – всасывание.

Поршень находится в верхней мертвой точке, впускной и выпускной клапаны зарыты. С поворотом коленчатого вала по часовой стрелке, поршень идет вниз, одновременно открывается впускной клапан. Свежий воздух всасывается через впускной клапан в цилиндр на весь его объем. По достижению поршнем нижней мертвой точки (НМТ), впускной клапан закрывается.

• Второй такт – сжатие.

Поршень находится в НМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Коленчатый вал проворачивается по часовой стрелке, и поршень из НМТ идет вверх, сжимая всосанный в первом такте свежий воздух, уменьшая его в объеме в 30 раз. При резком сжатии воздух мгновенно нагревается до t⁰ не ниже 150 – 200 ⁰С.

• Третий такт – рабочий ход.

Поршень находится в ВМТ в пространстве между дном поршня и крышкой двигателя. В камеру сжатия через форсунку впрыскивается под давлением 200 – 240 атм. распыленное дизельное топливо (в виде тумана). Попадая в раскаленный воздух, топливно-воздушная смесь самовоспламеняется, происходит вспышка, при которой образуются продукты сгорания, и под давлением не ниже 15 атм. газы толкают поршень вниз. Полученные поршнем усилие через поршневой палец, шатун и кривошип передаются коленчатому валу двигателя, что проворачивает его по часовой стрелке, совершая механическую работу.

• Четвертый такт – выхлоп (выпуск).

Поршень находится в НМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. При дальнейшем проворачивании коленчатого вала, поршень из НМТ идет вверх. Одновременно открывается выпускной клапан и поршень выталкивает продукты сгорания в трубу газовыхлопа. Температура выпускных газов находится в интервале 400 – 500 ⁰С.

Для утилизации (использования тепла выхлопных газов) на трубопроводе судового газовыхлопа, диаметром от 450 мм устанавливаются утилизационные паровые котлы (КУП). В них подаваемая насосом пресная вода превращается в перегретый пар с t⁰ 120 – 180 ⁰C и давлением до 6 атм. Этот пар направляется для обогрева судовых жилых и служебных помещений, а также жидкого балласта, располагаемого в днищевых секциях под грузовыми трюмами, и подогрева моторного топлива (мазут) в днищевой цистерне главного запаса топлива, располагающегося под машинным отделением.

Сфера использования:

Четырехтактные дизеля мощностью до 1,5 тыс. л.с. используются на судах транспортного флота ограниченного района плавания.

Маркировка:

Первая цифра обозначает количество цилиндров в двигателе. Буквы после первой цифры означают тип двигателя и его особенности. Цифры дробью после букв обозначают: числитель – диаметр цилиндра, знаменатель – ход поршня (в см.).

Важной особенностью четырехтактных двигателей является то, что они не реверсивные (могут работать только в одном направлении). Для уравновешивания крутящего момента, порядок вспышек в цилиндрах четырехтактного двигателя может выглядеть следующим образом: 135264.

• Двухтактный ДВС (Основной тип судового дизеля).

Принцип работы:

• Первый такт – продувка.

Поршень идет вниз, открываются продувочные и выпускные щели. Продукты сгорания под давлением сжатого воздуха поступают из ресивера и выталкиваются через выпускные щели в газовыпускной тракт.

• Второй такт – сжатие.

Поршень, проходя через НМТ, продолжает выталкивать продукты сгорания через газовыхлоп, перекрывая сначала продувочные окна, а затем газовыхлоп, и сжимает воздух в камере сжатия. Сжатый воздух в камере сжатия разогревается до t⁰ 400 – 450 ⁰C. При подходе поршня к ВМТ с небольшим опережением через форсунку в камеру сжатия впрыскивается распыленное топливо.

• Третий такт – рабочий ход.

Распыленное топливо, попадая в горячий сжатый воздух, вспыхивает и толкает поршень вниз. Тем самым преобразуя тепловую энергию в механическую работу. Поршень идет вниз и проворачивает коленчатый вал.

Маркировка:

Учитывая, что двухтактный ДВС хуже динамически уравновешен, чем четырехтактный ДВС, кроме противовеса на кривошипе, число цилиндров у двухтактных ДВС дизелей нечетное.

«Состав судовой силовой установки с двс».

В состав, кроме главного двигателя, обеспечивающего движение судна, входят:

1. Вспомогательные дизельгенераторы (ВДГ).

Не менее двух, чаще всего 3. Их задача обеспечить электроэнергией судовое оборудование, навигационные приборы, механизмы и устройства, обеспечивающие жизнедеятельность судна и экипажей на стояночном режиме и во время маневров, а в некоторых случаях и в рейсе.

2. Котлоагрегат утилизационный.

Работает на тепле выхлопных газов главного двигателя и дизельгинератора.

3. Котлоагрегат вспомогательный.

Работает на дизельном топливе или на мазуте. Как и утилизационный котел, такой котлоагрегат производит перегреты пар с t⁰ 120 – 150 ⁰C и давлением до 6 атм.

4. Аварийный дизель-генератор.

Устанавливается в надстройке не ниже шлюпочной палубы. Обеспечивает электроэнергией навигационное и радиооборудование, а также ходовые огни судна во время аварийных ситуаций, когда судно терпит бедствие.

5. Компрессоры.

Используются для обеспечения силовой установки с сжатым пусковым воздухом, давлением 25 атм. для пуска и реверса главного двигателя и ВДГ, а также сжатого воздуха давлением 6 атм. для хозяйственных, ремонтных и бытовых нужд.

6. Сепараторы.

Используются для очистки топлива и масла для судовых дизелей от механических примесей.

7. Насосы.

Обеспечивают подачу охлаждающей воды для охлаждения главного двигателя и ВДГ, подачу топлива, масла для работы силовой установки.

8. Трубопроводы систем, обслуживающих силовую судовую установку.

Передача мощности на вал топливных силовых ДВС:

• На судах малого тоннажа служебно-вспомогательного флота передача мощности на вал производится с помощью РРП (реверсивно-редукторного передатчика).

• На судах транспортного флота передача мощности на гребной вал производится непосредственно от моховика главного двигателя. Маневрирование таких судов производится реверсированием главного двигателя.

«Системы, обслуживающие двигатели.»

1. Топливные системы.

Используется 2 вида топлива: дизельное топливо ДЛ – летнее, ДД – зимнее(солярка) ; мазуты (тяжелое топливо) МФ5 – мазут флотский 50 антистоксов, МФ12 – мазут флотский 120 антистоксов.

Работа системы:

Из цистерн запаса (12) топливо отдельным насосом закачивается по трубопроводу -1 в расходную топливную цистерну -2 , откуда по трубопроводу -3 топливным насосом низкого давления -4 (ТНД) подается в сепаратор -5, где производится грубая очистка топлива от воды и механических примесей.

Очищенное топливо, сепаратором под давлением подается к фильтрам тонкой очистки топлива -6 , откуда к второй секции насоса -4 подается к ТНВД -7.

ТНВД плунжерного типа по тонким медным трубкам -8 подает топливо в порядке рабочих цилиндров к форсункам -9 под давлением 220 – 240 атм.

При работе форсунки после впрыска цилиндра часть топлива остается в форсунке и через отсечное отверстие его остатки выбрасывается в отсечную магистраль -10 и подаются в цистерну отсечного топлива -13, откуда впоследствии вновь подается на сепаратор. 14 – моховик главного двигателя, 15 – муфта гребного вала, 16 - дейдвудная труба, 17 – гребной винт.

2. Масляная система. Система циркуляционной смазки.

Работа системы:

Циркуляционное масло из бортовых цистерн запаса поступает через входной клапан -3 в расходную масляную цистерну -1, откуда через расходный электромагнитный клапан -2 самотеком поступает на первую секцию циркуляционного масляного насоса -4 и подается на блок фильтров грубой очистки -5. После очистки от механических примесей, масло поступает в сепаратор -6, где происходит удаление влаги (конденсата).

Из сепаратора масло поступает в блок фильтров тонкой очистки -7 со сменными (картонными) элементами. Откуда второй секции циркуляционного насоса -4А подаются по трубопроводу -8 к коренным шейкам коленчатого вала, и по трубопроводу -9 к лубрикаторам.

Лубрикатор – это устройство для смазки зеркала цилиндра под давлением в крейцкопфных двигателях.

В процессе смазки трущихся деталей работающего двигателя, масло нагревается, частично выгорает (не более 5% в сутки) и сливается в картер двигателя, откуда насосом -12 отработанное масло откачивается через трубопровод -10 и поступает для охлаждения в водомасляный холодильник, где охлаждается пресной водой и поступает вновь в расходную, циркуляционную масляную цистерну.

Замечание: для особо теплонапряженных дизелей, блок фильтров очистки и сепаратор устанавливаются на трубопроводе перед водомасляным холодильником.

3. Система охлаждения пресной водой.

Работа системы:

Пресная техническая (мытьевая) вода из бортовых цистерн запаса через электромагнитный клапан-3 пополняет расширительный бак-1 (теплый ящик).

Из теплого ящика-1 через электромагнитный клапан-2 пресная вода насом-3 подается в водомасляный холодильник, где охлаждает масло. После холодильника подогретая вода поступает в фильтры тонкой очистки пресной воды, и в второй секции насоса-3А подается на охлаждение главному двигателю, начиная с крышек цилиндров и в зарубашечное пространство цилиндровых втулок.

Вода принимает тепло работающего двигателя и , нагревшись до t⁰ = 90 ⁰C из зарубашечного пространства, поступает в сливную магистраль-7, откуда подается в водо-водяной холодильник-8, где охладившись забортной водой до t⁰ = 30 ⁰C (иногда меньше) подается обратно в теплый ящик.

4. Система охлаждения забортной водой.

Работа системы:

Забортная через днищевой клингстон-1 по приемному трубопроводу и приемочному стакану-2 на клапан кингстона-3 электромагнитным дистанционно-управляемым насосом-4 отдается в фильтры, где очищается от водорослей, планктона, механических примесей и поступает в водо-водяной холодильник-6 и охлаждает пресную воду в холодильнике-6, после чего сливается за борт через сливное отверстие в надводной части борта.

5. Система пускового сжатого воздуха.

Работа системы:

Судовой электрокомпрессор-1 засасывает воздух из машинного отделения или специальный кафе машинного отделения и подает их в пусковые баллоны, предварительно очищая их от влаги и масла в фильтрах-2 через невозвратный клапан-3.

По правилам регистра, пусковых баллонов должно быть не менее шести. Из баллонов сжатый воздух подается на главный пусковой клапан-7, который в соответствии с фазами газораспределителя подает сжатый воздух к пусковым клапанам-8 при пуске, остановке и реверсе двигателя.

«Палубные вспомогательные установки».

Судовые устройства, к ним относятся:

1. Рулевое устройство – обеспечивающее маневренность и управляемость судна во время его движения.

2. Якорное устройство – обеспечивающее постановку судна на якорь, а также в аварийных ситуациях для фиксирования его положения во время стоянки вне причального фронта.

3. Швартовное устройство – обеспечивающее швартовку и закрепление судна на стоянке на причальном фронте, а также на рейде (на швартовных бочках)

4. Грузовое устройство – обеспечивающее выполнение погрузочно-разгрузочных операций силами экипажа в порту или базах флота.

5. Спасательное устройство – обеспечивающее возможность эвакуирования экипажа судна во время аварий, бедствий и катастроф.

6. Устройство люковых закрытий – обеспечивающее дистанционное открытие и закрытие крышек трюмов для возможности выполнения грузовых работ.

Кроме выше перечисленных устройств каждое судно должно быть укомплектовано следующими устройствами, не относящимся к палубным механизмам:

• Навигационное – обеспечивающее автоматическое определение местоположение судна, также помощь в прокладке курса судоводителю.

• Сигнальные устройства и приспособления – позволяющие сообщать информацию всем судоводителям, находящимся в визуальной видимости о характере выполняемых операций движущимся и стоящим судоводителям.

На каждом судне могут находиться и другие устройства в зависимости от назначения судна (буксирное, траловое, кабелеукладочное, трубоукладочное, буровое, добывающее и др.).

Перечень необходимых устройств для каждого судна определяется требованиями классификационного общества.

«Рулевое устройство».

Состав:

1. Командный орган (джойстик) или контроллер, имеющий три положения( нейтрал, лево, право).

2. Система дистанционного управления (ДУ), связывающая орган управления с исполнительным механизмом.

3. Исполнительный механизм – рулевая машина.

Требования регистра к рулевому устройству транспортного судна.

На любом транспортном судне должно быть не менее 3х рулевых приводов:

1. Основной – должен обеспечивать перекладку руля с борта на борт (±35º) за время не превышающее 28 секунд при паспортной скорости хода.

2. Запасной – обеспечивать перекладку руля с борта на борт при скорости не свыше 7 узлов за время не более 60 секунд.

3. Аварийный – перекладка с борта на борта не свыше 120 секунд.

Электромеханическая рулевая машина.

Работа машины:

При задании команды контроллеру-К насосная станция-1 рулевой гидравлической машины подает масло давлением до 220 атм. в нагнетательную часть цилиндра-4, одновременно открывая перепуск масла из вытесняемой части-4А, перемещая шток-4Б вправо. Жесткий шарнирный параллелограмм, изменяя углы наклона ветвей, перемещает баллер руля-5 и поворачивает перо-6 вправо.

Ветвь параллелограмма-5А может быть соединена шарнирно или при помощи зубчатой рейки.

«Якорное устройство».

Состав якорного устройства:

1. Якорь - (не менее двух для судов поднадзорных регистров) служит для фиксирования судна на якорной стоянке при приливно-отливных явлениях.

Для судов поднадзорных американскому Lloyd`s должен быть предусмотрен кормовой 3й якорь для плавания по Великим озерам.

На транспортных судах используются: якорь Шпека, якорь Холла, якорь Гурзона, Клиперский якорь. Согласно правилам регистра удерживающая сила якоря должна быть не менее четырех его весов (800 – 1400 кг).

2. Якорь-цепь. Она должна обеспечивать стоянку судна на глубинах до 200 метров.

Якорь-цепь изготавливается смычками длиной 25 метров, отливается целиком из чугуна в земляные формы. Смычки соединяются между собой разъемным звеном с зазорными болтами.

Цепь характеризуется калибром (К) цепи в см.

3. Якорный клюз- 6 – чугунная толстостенная труба (может достигать до 10 см в толщину) с закругленными краями из отбеленного чугуна с высокопрочным поверхностным слоем.

Работа устройства:

Отдача якоря как правило происходит дистанционно из рулевой рубки. Перед отдачей старшина палубной команды выходит на бак и отдает цепные стопора-7, или контролирует их дистанционное раскрытие. Разъединяя тормозные колодки на цепных звездочках-4, боцман следит за равномерным вытравливанием цепи, при необходимости притормаживая ее ход.

Контроллер управления местной отдачи якоря-2 снабжен механическим счетчиком длины вытравливания цепи. При закреплении якоря на дне производится фиксация якорь-цепи стопором-7.

При выборе якоря освобождаются стопора-7 и привод якорно-швартовного устройства начинает вращаться, выбирая цепь, которая через клюз-8 попадает в цепной ящик-9, где и хранится.

«Спасательное устройство».

Согласно конвенции СОЛАС 74/87 (СОЛАС - охрана человеческой жизни на море) каждое судно должно иметь на борту спасательные средства в составе:

I. Индивидуальные спасательные средства. (n+1 – количество членов экипажа + 1)

• Спасательные круги (1 круг на 20 м палубы).

• Спасательные жилеты.

• Спасательные нагрудники. (Отличие от жилета – жесткий стоячий воротник с элементами непотопляемости). Для пассажирских судов норма обеспеченности ИСС – не менее 50%

II. Коллективные спасательные средства.

1. Спасательные шлюпки.

   1. Открытые

   2. Закрытые (для судов, перевозящих опасные грузы)

Шлюпка – вместимость не более 150 мест. Более – мотобот.

Все КСС имеют обязательное снабжение, в комплект которого входят: консервированная питьевая вода (400 гр. на человека), сухой паек на трое суток (галеты пресные, шоколад черный, джем, сухие хлебцы, соки), аптечка на каждые 10 человек, сигнальные ракеты (не менее 10), радиобуй СОСПАС-КОРСАТ.

2. Спасательные плоты.

   1. Жесткие плоты (алюминиевая оболочка, набитая пенопластом).

   2. Надувные (самораскрывающиеся).

« Шлюпочное устройство».

1 – шлюп-балка, 2 – авторасцепка, 3 – спасательная шлюпка, 4 – палец стопора, 5 – стопор.

Шлюпочное устройство предназначено для спуска на воду аварийно-спасательных средств (спасательные шлюпки, спасательные боты, а также спасательные плоты). Шлюпочное устройство должно обеспечивать безопасное вываливание спасательной шлюпки со спусковой командой, а затем плавное опускание с полным комплектом людей, шлюп-балки устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить спуск шлюпки при крене судна до 20º.

«Грузовое устройство».

Существует четыре типа грузовых устройств:

1. Кран-балки для погрузки собственного снабжения, грузоподъемностью до 3 т. (питание, обмундирование, запчасти, такелаж).

2. Грузовые устройства для погрузки коммерческого груза в трюма ЛГУ (легкие грузовые условия).

3. Грузовые краны и стрелы, грузоподъемностью до 20 т. СГУ (средние грузовые условия). Ими оснащены 80% судов.

4. Грузовые устройства грузоподъемностью до 40 т. ТВГУ (тяжеловесные грузовые условия).

«Швартовое устройство».

Предназначено для обеспечения швартовки судна и удержания его во время стоянки на рейде, на бочках и у причального фронта во время грузовых операций.

Состав:

1. Швартовные лебедки (На носу - брашпиль, на корме – шпиль).

2. Швартовные тросы и канаты.

3. Швартовные приспособления (кнехты).

«Устройство люковых закрытий».

Грузовые люки — большие вырезы в палубах над грузовыми трюмами. На твиндечных судах они располагаются один над другим. В верхней палубе люки ограждаются по всему периметру толстым вертикальным стальным поясом — комингсом — высотой до 1 м, а в твиндеках - леерами. Люковые закрытия по способу закрывания и открывания грузовых люков подразделяют на простые и механизированные.

«Основные технико-эксплуатационные показатели судов».

1. Чистая грузоподъемность.

D₀ – масса груза, который судно может принять по летнюю грузовую марку.

2. Дедвейт.

D – полная грузоподъемность, количество тонн груза, которое судно может принят на борт сверх собственной массы, включая запасы топлива, масла и т.д.

3. Скорость в грузу. (v_гр , в узлах).

4. Скорость порожнем (без груза, но с полными запасами). (v₀, в узлах).

5. Осадка в грузу. (Т_гр , м )

6. Автономность. ( a , в сутках)

7. Разрешенный район плавания. ( РП)

8. Классификационная формула. ( КФ)

9. Среднесуточные расходы. Р_сс (в у.е. )

«Эксплуатационно-экономические показатели судна и порта».

1. Нагрузка по отправлению.

Q_отпр – показывает на сколько полно судно используется по грузоподъемности.

- коэффициент нагрузки.

2. Коэффициент загрузки по пробегу.

Показывает на сколько эффективно судно используется при линейном судоходстве.

(иногда считается во времени)

3. Техническая (паспортная) скорость.

4. Маршрутная скорость.

(также входит и время стоянки).

5. Средний оборот. t _рейса

6. Коэффициент использования времени на ход с грузом.

7. Производительность судна.

8. Валовая производительность (количество тонн в сутки).

9. Коэффициент сменяемости пассажиров на рейсе.

«Мореходные (навигационные) качества судна».

1. Остойчивость.

Это способность судна, отклоненного от положения равновесия под действием внешних сил, возвращаться в первоначальное положение после прекращения действия этих сил.

Поперечная остойчивость – это остойчивость при поперечных наклонениях (при крене). Ее делят в зависимости от угла крена на:

1. Начальную, при малых углах крена (до 10 - 15⁰).

2. Остойчивость при больших углах крена.

Наклонение судна происходит под действием пары сил. Момент этих сил, вызывающий поворот судна вокруг продольной оси, называется кренящим моментом (М_кр).

Действию кренящего момента препятствует восстанавливающий момент (М_в). Он характеризует способность судна сопротивляться внешним воздействиям.

По характеру действия внешних сил различают:

• Статическую остойчивость. Она возникает, если кренящий момент нарастает постепенно и не вызывает угловых ускорений.

• Динамическую остойчивость. Она возникает, если кренящий момент действует на судно внезапно.

2. Непотопляемость.

Это способность судна сохранять плавучесть и необходимую остойчивость после затопления одного или нескольких отсеков корпуса. Обеспечение непотопляемости является важнейшим условием безопасности плавания судна.

Для обеспечения непотопляемости недостаточно сохранять положительную плавучесть. Судно должно еще плавать не опрокидываясь, иначе возможно потопление даже при положительной плавучести. Поэтому требованием непотопляемости является сохранение остойчивости до полного исчерпания запаса плавучести. Практически это означает, что допускается некоторое снижение плавучести, если оно позволяет сохранить остойчивость и посадку.

Средства обеспечения непотопляемости:

1. Конструктивные. Они принимаются при проектировании и постройке, иногда во время переделки судна. К ним относятся: деление внутреннего объёма корпуса судна на водонепроницаемые отсеки по вертикали (палубами) и горизонтали (переборками); соединение отсеков противоположных бортов; устройство двойного дна и двойного борта; установка водоотливных и осушительных средств, и другие.

2. Организационные. Принимаются в ходе эксплуатации. К ним относят: наблюдение за уровнем вод, состоянием водонепроницаемых закрытий, перепускной арматуры, шпигатов; контроль целостности корпуса и переборок, нагрузки и расходования грузов, особенно жидких грузов; поддержание в готовности средств БЗЖ.

3. Технические. Принимаются в ходе чрезвычайных ситуаций, обычно в результате повреждений. К ним относят: устранение крена судна путём затопления отсеков, симметричных с поврежденными (контрзатопление), восстановление остойчивости перепуском жидких грузов из верхних отсеков в нижние и приёмом балласта в нижние отсеки; восстановление целостности корпуса и переборок (заделка пробоин); откачка поступившей воды.

3. Плавучесть.

Это способность судна плавать по определенную осадку при заданном количестве находящихся на нем грузов. Она характеризуется запасом плавучести, который выражается как процент объёма водонепроницаемых отсеков выше ватерлинии к общему водонепроницаемому объёму. Любое нарушение непроницаемости ведёт к снижению запаса плавучести.

Н а плавающее судно вертикально вниз действуют силы веса (тяжести), пропорциональные нагрузке масс судна, а вертикально вверх — силы гидростатические, пропорциональные массе вытесненной воды. Результирующая сил веса Р равна сумме сил веса (тяжести) самого судна и всех грузов, находящихся на нем, приложена в центре тяжести (ЦТ) судна в точке G и всегда направлена вертикально вниз. Результирующая гидростатических сил, определяемых давлением воды на поверхность судна, приводится к вертикальной силе yV, направленной вверх и называемой силой поддержания, или силой плавучести. Согласно закону Архимеда, вес, или водоизмещение (масса), плавающего тела равны весу или массе вытесненной им воды: P=yV или D = ρV, где V —объем подводной части судна, м³; у — удельный вес воды, н/м³ или тс/м³; D — масса судна, т; ρ — плотность воды, т/м³; P— вес судна в целом, кН или тс.

 

Рис. 1. Схема сил, действующих на судно.

 Cила поддержания yV приложена в центре тяжести подводного объема — точке С, которую называют центром величины (ЦВ). Объем V называется объемным водоизмещением и служит мерой плавучести.

Следует различать понятия веса и массы судна. Масса выражает инерционные и гравитационные свойства судна, является скалярной величиной и измеряется в тоннах (т). Вес судна является векторной величиной и измеряется в килоньютонах (кН) или тонна-силах (тс). Масса судна в тоннах численно равна его весу в тонна-силах.

Так как под действием сил Р и yV судно находится в равновесии, то необходимо, чтобы эти силы были равны и действовали по одной прямой в противоположные стороны. Если обозначить координаты точек G и С по длине, ширине и высоте судна соответственно х_g и х_c, y_g и у_с, z_g и z_c, то условия равновесия плавающего судна можно выразить следующими уравнениями: P=yV или D = ρV; x_g=x_c; y_g = y_c. Так как судно симметрично ДП, то точки G и С должны лежать в этой плоскости, т. е. у_g=y_c=0. У наводных судов центр тяжести G лежит выше центра величины С, т. е. z_g>z_c.

Так как объем подводной части корпуса можно выразить через главные размерения и коэффициент общей полноты, т. е. V=δLBT, то водоизмещение (массу) судна можно представить в виде D=ρδLBT.

В одоизмещение D (нагрузка масс) и координаты центра тяжести (центра масс) определяются расчетом, учитывающим массу и местоположение отдельных составляющих нагрузки масс судна.

 

Рис. 2. Определение площади шпангоута.

 Объемное водоизмещение, а также координаты центра величины С определяют по теоретическому чертежу методом трапеций в табличной форме. Вычисления начинают с определения площади шпангоутов. С этой целью площадь каждого шпангоута разбивают следами ватерлиний на n-е число участков, и криволинейные кромки заменяют прямыми (рис. 2). Расчеты будут тем точнее, чем большее число ватерлинии проведено.

Если найти площадь фигуры, ограниченной строевой по шпангоутам, то она с учетом масштаба будет равна объемному водоизмещению судна. Площадь строевой по шпангоутам определяется как удвоенная сумма площадей трапеций, вписанных в этот шпангоут.

 

Рис. 3. Строевая по шпангоутам.

 Объемное водоизмещение можно определить, пользуясь строевой по ватерлиниям, представляющей собой кривую, абсциссы которой в принятом масштабе дают площади ватерлиний в зависимости от осадки. Площадь фигуры, ограниченной строевой по ватерлиниям, в соответствующем масштабе равна объемному водоизмещению по заданную осадку. Площадь ватерлиний, а также площади фигуры, ограниченной строевой по ватерлиниям, находят так же, как и площади шпангоутов, методом трапеций. Для этой же цели можно использовать специальный прибор, называемый планиметром.

Е сли для разных осадок определить объем погруженной части корпуса и соответствующее этим осадкам водоизмещение, то можно построить график, называемый грузовым размером (рис. 4). Пользуясь грузовым размером, можно определить изменение средней осадки от приема или расходования груза или по заданному водоизмещению определить осадку судна.

 

Рис. 4. Грузовой размер.

 Для обеспечения безопасности плавания каждое судно должно обладать запасом плавучести. Под запасом плавучести понимается количество грузов, которое судно может принять сверх находящихся на нем до полного погружения. Мерой запаса плавучести служит объем надводной непроницаемой части судна от действующей ватерлинии до верхней палубы, имеющей водонепроницаемые закрытия. В этот объем могут входить и надстройки, если они также имеют водонепроницаемые закрытия. В случае попадания воды внутрь корпуса осадка судна увеличивается, но оно остается на плаву. Запас плавучести зависит от величины надводного борта: чем он больше, тем больше запас плавучести. Исходя из этого Регистр назначает каждому судну в зависимости от его размеров, назначения и района плавания минимальный надводный борт, который фиксируют в «Свидетельстве о грузовой марке», выдаваемом каждому судну.

Обычно запас плавучести составляет 30—50 % водоизмещения, на танкерах 15—25%, на лассажирских судах до 100%.

4. Управляемость.

Это способность судна быть поворотливым и устойчивым на курсе. Поворотливостью называется способность судна подчиняться действию руля, а устойчивостью на курсе называется способность сохранять заданное направление движения.

Вследствие влияния на движение судна различных возмущающих факторов (волн, ветра), для обеспечения устойчивости на курсе требуется постоянное вмешательство рулевого. Таким образом, качества, характеризующие управляемость судна, являются противоречивыми. Так, чем более поворотливо судно, чем быстрее оно меняет направление своего движения при повороте руля, тем менее оно устойчиво на курсе.

При проектировании судна оптимальное значение того или иного качества выбирают в зависимости от назначения судна. Основным качеством пассажирских и грузовых судов, совершающих дальние рейсы, является устойчивость на курсе, а буксиров — поворотливость.

Способность судна самопроизвольно отклоняться от курса под влиянием внешних сил называется рыскливостью.

5. Ходкость.

Это качество судна иметь и сохранять заданную скорость хода при данных условиях при минимальной затрате мощности механизмов, установленных на нем. Из двух подобных судов лучшей ходкостью обладает то, которое развивает большую скорость при одинаковой мощности главных судовых двигателей или одинаковой парусности.

Поскольку плотность воды примерно в 800 раз больше плотности воздуха, то и сопротивление воды значительно больше воздушного сопротивления.

Сила сопротивления воды состоит из сопротивления трения, сопротивления формы, волнового сопротивления и сопротивления выступающих частей.

Вследствие вязкости воды между корпусом судна и ближайшими к корпусу слоями воды возникают силы трения, на преодоление которых затрачивается часть мощности главного двигателя. Равнодействующая этих сил называется сопротивлением трения (R_T). Сопротивление трения зависит также от скорости, от смоченной поверхности корпуса судна и от степени шероховатости. На величину шероховатости влияет качество окраски, а также обрастание подводной части корпуса морскими организмами, поэтому судно подвергают периодической очистке подводной части.

Равнодействующая давлений распределенных по длине судна, направленная против движения судна, называется сопротивлением формы (R_Ф). Сопротивление формы зависит от скорости судна и от его формы. Волновое сопротивление ( R_В) возникает из-за образования волн в зонах повышенного и пониженного давления при движении судна. На волнообразование также расходуется часть энергии главного двигателя. Волновое сопротивление зависит от скорости судна, формы его корпуса, а также от глубины и ширины фарватера.

59