3.5 Изменение посадки и остойчивости судна при приеме и снятии груза

Рассмотрим прием или снятие малого груза весом «Р», который вызывает изменение осадки в пределах прямостенности бортов и постоянной площади ВЛ, то есть порядка 10-15% от DW.

Прием груза проведем в два этапа:

• первый этап – это приём груза «P» (х_р, y_p, z_p) в точку с координатами (x_f, y_f=0, z_p), то есть точку, расположенную на одной вертикали с ЦТ действующей ВЛ с аппликатой равной z_p;

• второй этап – горизонтальное перемещение груза «Р» вдоль оси ОY из точки с координатой y_f = 0 в точку с координатой y_p, а затем вдоль оси ОX из точки с координатой x_f в точку с координатой x_p.

На первом этапе прием груза «Р» вызовет увеличение водоизмещения и осадки судна без изменения крена и дифферента, а также изменение остойчивости.

На втором этапе прием груза в точку с координатами x_p и y_p вызовет изменение посадки судна, т.е. крен и дифферент.

До приема груза «Р» судно имело водоизмещение D и осадку Т, а после приема груза водоизмещение стало D₁ = D + Р и осадка Т₁ = Т + δТ за счёт вошедшего в воду добавочного слоя корпуса судна в виде вертикального цилиндра с площадью S_вл ватерлинии и высотой равной изменению осадки δТ. Объём этого цилиндра равен δV = S_вл ∙ δТ, а вес равен весу груза Р = ρδV = ρ S_вл δТ.

Очевидно, что изменение осадки будет равно:

(3.32)

а новая осадка судна:

Т₁ = Т ± δТ = Т ± , м,

где q – число тонн на 1 см осадки.

В связи с изменением осадки изменят положение и получат приращение аппликат: центр тяжести судна – δz_g, центр величины – δz_с и мета центр – δz_m (δz_M), а метацентрический радиус изменится на величину δr (δR).

Приращение метацентрической высоты, равное δh = δz_m – δz_g = δr + δz_c – δz_g может быть определено по формуле:

(3.33)

Новое значение метацентрической высоты будет:

(3.34)

Знак плюс соответствует приему груза, а знак минус – снятию.

На втором этапе продольно – поперечное перемещение груза «Р» вызовет изменение посадки судна за счёт появления изменения крена δθ и дифферента δψ, величина которых может быть определена по формулам типа (3.10) и (3.13):

(3.35)

(3.36)

Эти формулы применимы к судну, которое до приема груза имело посадку прямо и на ровный киль.

Если судно до приема груза имела крен θ и дифферент ψ, то после приема груза крен θ₁ и дифферент ψ₁ можно определить по формулам:

(3.37)

(3.38)

Дифферент судна d_ψ будет равен:

(3.39)

где М – момент, дифферентующий на 1 см;

(3.40)

(3.41)

В случае значительного приема или снятия груза (на отход или приход) изменение посадки и остойчивости судна может быть определено после составления весового журнала по полученному водоизмещению D судна и координатам его ЦТ – X_g и Z_g с помощью кривых элементов теоретического чертежа и грузовой шкалы по известным формулам и производится в табличной форме, приведенной в [18].

Балластировка и опыт кренования судна рассмотрены в [18].