3.3 Влияние переноса груза на посадку судна

При переносе груза водоизмещение судна остается постоянным.

Перенос груза на судне можно рассматривать, как перемещение груза вдоль координатных осей, связанных с судном:

• горизонтально-поперечное перемещение вдоль оси OY;

• горизонтально-продольное перемещение вдоль оси OX;

• вертикальное перемещение вдоль оси OZ.

Эти три перемещения можно рассматривать отдельно друг от друга.

Поперечное перемещение груза

Перенесем теперь груз по горизонтали в поперечной плоскости судна из точки , ) в точку , ) (рис. 3.4). Горизонтальный перенос груза равносилен приложению к судну пары сил, момент которой в рассматриваемом случае расположен в поперечной плоскости.

Рис. 3.4 Горизонтально – поперечный перенос груза.

Такой момент вызовет крен судна, поэтому он называется кренящим моментом. Величина кренящего момента от переноса груза будет:

(3.8)

Здесь заменен единицей, так как рассматриваются малые углы крена. При наклонении судна появится восстанавливающий момент . Очевидно, что судно накренится на такой угол , при котором восстанавливающий момент уравновесит кренящий:

или , (3.9)

откуда определится угол крена:

(3.10)

При принятом положительном направлении оси ОY на правый борт положительный угол крена будет также на правый борт.

Продольное перемещение груза

Перенос груза по горизонтали вдоль судна из точки , ) в точку , ) (рис. 3.5), равносилен приложению пары сил в продольной плоскости, которая вызовет дифферент судна, в связи с чем ее момент называется дифферентующим. Величина этого момента определится выражением:

(3.11)

Рис. 3.5 Горизонтально-продольный перенос груза

Аналогично предыдущему, условием равновесия будет равенство дифферентующего и продольного восстанавливающего моментов:

, (3.12)

откуда найдется угол дифферента:

(3.13)

При продольных наклонениях кроме угла дифферента необходимо также определить изменение осадок носом и кормой. Согласно теореме Эйлера ось равнообъемного наклонения проходит через точку F (центр тяжести площади ватерлинии), абсцисса которой определится по диаграмме элементов теоретического чертежа. Из треугольников FLL₀ и FWW₀, найдем:

, (3.14)

,

и новые осадки носом и кормой будут:

;

(3.15)

а дифферент будет равен:

(3.16)

Вертикальное перемещение груза

Перенесем груз весом Р по вертикали из точки , ) в точку , ) , как это показано на (рис. 3.6).

Рис. 3.6 Вертикальный перенос груза

Так как водоизмещение остается постоянным, то центр величины С и метацентр m не меняют своего положения. Также неизменными останутся горизонтальные координаты центра тяжести судна, поскольку перенос происходит перпендикулярно этим осям. Изменится лишь координата и остойчивость судна.

Для того, чтобы найти перемещение центра тяжести судна, заметим, что статический момент его массы относительно основной плоскости изменится на величину = , откуда получим:

(3.17)

Очевидно, что на такую же величину изменятся и метацентрические высоты:

(3.18)

Проведенный анализ перемещений позволяет сделать следующий вывод:

• горизонтальное перемещение груза не изменяет остойчивости судна, но изменяет посадку, за счет изменения крена и дифферента;

• вертикальное перемещение груза не изменяет посадку судна, но изменяет его остойчивость.