Рекомендации ПЗ МЯС
.docЗадача №1: На судно с исходными данными см. табл.1 добавили/сняли груз массой m,т. Найти новое водоизмещение и координаты центра тяжести судна, новую осадку судна, используя гидростатические таблицы судна (Приложение А).
Вар. |
∑FRSM, tm |
Водоиз-мещение ∆, t |
коорд. Ц.Т. судна |
груз +/- |
Масса груза Р,t |
Коорд. Ц.Т. груза |
||||
XG, m (LCG) |
YG,m (TCG) |
KG,m (VCG) |
Х,m |
У,m |
Z,m |
|||||
1 |
0 |
3187 |
39,68 |
0 |
4,01 |
+ |
167,4 |
69,09 |
0 |
3,77 |
2 |
80 |
3012 |
40,53 |
0 |
4,13 |
+ |
177,4 |
40,97 |
0 |
2,55 |
3 |
164 |
4908 |
40,51 |
0 |
4,95 |
- |
199,2 |
25,48 |
0,25 |
3.11 |
4 |
164 |
4890 |
40,52 |
0 |
4,99 |
- |
56,4 |
11,91 |
0,89 |
2.42 |
5 |
100 |
3360 |
38,87 |
0 |
5,00 |
+ |
373,1 |
67,5 |
0 |
4,01 |
6 |
130 |
3485 |
41,65 |
0 |
5,12 |
+ |
373,1 |
67,5 |
0 |
4,01 |
7 |
56 |
4798 |
40,58 |
0 |
4,99 |
- |
533 |
51,48 |
0 |
4,52 |
8 |
56 |
4878 |
40,53 |
0 |
5,01 |
- |
533 |
51,48 |
0 |
4,52 |
9 |
123 |
4490 |
40,77 |
0 |
5,03 |
- |
533 |
51,48 |
0 |
4,52 |
10 |
198 |
4660 |
40,67 |
0 |
5,01 |
- |
533 |
51,48 |
0 |
4,52 |
11 |
0 |
4300 |
40,92 |
0 |
4,66 |
+ |
350,1 |
40,4 |
0,11 |
3,82 |
12 |
0 |
4001 |
41,13 |
0 |
4,85 |
+ |
350,1 |
40,4 |
0,11 |
3,82 |
13 |
78 |
4462 |
41,12 |
0 |
4,69 |
+ |
350,1 |
40,4 |
0,11 |
3,82 |
14 |
50 |
4650 |
40,90 |
0 |
4,62 |
- |
350,1 |
40,4 |
0,11 |
3,82 |
15 |
45 |
4803 |
40,40 |
0 |
4,88 |
- |
433,1 |
35,55 |
0 |
4,23 |
16 |
0 |
3946 |
42,93 |
0 |
4,73 |
- |
465,7 |
52,5 |
-1,11 |
4,35 |
17 |
78 |
3893 |
40,60 |
0 |
4,70 |
+ |
480,4 |
50,3 |
0 |
4,43 |
18 |
56 |
4243 |
40,60 |
0 |
4,65 |
+ |
130,3 |
77,02 |
-0,01 |
2,61 |
19 |
132 |
4263 |
40,93 |
0 |
4,58 |
+ |
130,3 |
77,02 |
-0,01 |
2,61 |
20 |
120 |
4840 |
40,74 |
0 |
4,96 |
- |
373,1 |
67,5 |
0 |
4,01 |
Таблица 1 – Исходные данные
Рекомендации к выполнению:
Вариант задания курсанты выбирают в соответствии с номером в списке журнала.
Составляем таблицу нагрузки масс судна (табл.2)
Таблица 2
Наименование разделов нагрузки |
Масса, т |
Плечи, м |
Моменты, тм |
||||
водоизмещение |
Δ |
XG |
YG |
KG |
Δ·XG |
Δ·YG |
Δ·KG |
масса принятого/снятого груза |
±m |
Х |
Y |
Z |
±m·Х |
±m·Y |
±m·Z |
∑(сумма) |
Δ±m |
|
|
|
Δ·XG±m·Х |
Δ·YG±m·Y |
Δ·KG±m·Z |
Находим новое водоизмещение судна:
Δ/ = Δ±m
Находим новые координаты Ц.Т. судна:
XG/ = (Δ·XG±m·Х) / (Δ±m)
YG/ = (Δ·YG±m·Y) / (Δ±m)
KG/ = (Δ·KG±m·Z) / (Δ±m)
Находим новую осадку судна:
Исходная осадка dm,, м выбирается из Приложения А по исходному водоизмещению.
Находим изменение осадки:
δd=±m / TPC, м
TPC - выбирается из Приложения А по исходному водоизмещению.
d/=dm± δd
Задача №2: Используя исходные данные задачи №1 и Приложение А, рассчитать элементы начальной остойчивости судна и построить диаграмму статической остойчивости (ДСО). Проверить критерии, предъявляемые IMO к ДСО.
Рекомендации к выполнению:
Определим дифферент судна:
, м.
Осадка носом:
dF = dm + t/2, м.
Осадка кормой:
dA = dm - t/2, м.
Поперечная метацентрическая высота с учетом поправки на свободную поверхность жидких грузов:
Расчет плеч статической и динамической остойчивости выполняется в табличной форме (см. таблицу 3)
Таблица 3 – Расчет плеч статической и динамической остойчивости
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
Sin Θ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
KG x Sin Θ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
KN |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
GZ0 = KN–KG·SinΘ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
GZcorr = ·SinΘ |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
GZ= GZ0− GZcorr |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Интегральная сумма |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плечо динамической остойчивости 0,0873▪(интегр. сумма) |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение диаграммы статической остойчивости. Рассчитав значения GZ для всех значений углов крена Θ, строим графически диаграмму статической остойчивости
Табл. 4. - Вимоги ІМО та Регістра судноплавства України до остійності суден.
-
Вимоги
Необхідне значення
Фактичне значення
Критерій погоди
≥ 1
Виправлена поперечна метацентрична висота, м
≥ 0,15
Максимальне плече ДСО, , м
≥ 0,25 для судов м,
≥ 0,2 для судов м,
Кут крену відповідний , град
≥ 30º
Кут закату діаграми, град
≥ 60º
Площа під ДСО до кута крену 30º
≥0,055 м·рад
Площа під ДСО до кута крену 40º
≥ 0,09 м·рад
Площа під ДСО між кутами крену 30º і 40º
≥ 0,03 м·рад
Задача №3. Розрахунок парусності
Рисунок 1 – Боковий вигляд судна «Герой Стахорський»
Найменування складових парусності |
Коефіцієнт заповнення, kv |
Довжина l, м |
Висота h |
Площа парусності Av = l·h |
Підвищення центру парусності над ватерлінією Zі, м |
Статичний момент Av· Zі |
1. Надводний борт вантажної частини |
1 |
|
|
|
|
|
2. Надводний борт кормової частини |
1 |
|
|
|
|
|
3. Бак |
1 |
|
|
|
|
|
4. Перший ярус надбудови |
1 |
|
|
|
|
|
5. Верхні яруси надбудови |
1 |
|
|
|
|
|
6. Ходовий місток |
1 |
|
|
|
|
|
7. Леєри |
0,6 |
|
|
|
|
|
Всього |
- |
- |
- |
∑Av |
Z |
∑(Av· Zі) |
Z=∑(Av· Zі )/ ∑Av – підвищення центру парусності над ватерлінією
Исходные данные для выбора масштаба
Варіант |
Довжина найбільша, Lнб (LОА), м |
Осадка, d, м |
|
127,30 |
4,86 |
|
120,00 |
3,60 |
|
158,00 |
5,84 |
|
150,50 |
5,34 |
|
125,60 |
3,5 |
|
130,25 |
3,86 |
|
144,20 |
4,9 |
|
140,5 |
5,26 |
|
138,4 |
4,95 |
|
128,00 |
4,65 |
|
145,00 |
5,00 |
|
135,24 |
4,84 |
|
123,50 |
3,8 |
|
152,5 |
6,0 |
|
142,75 |
5,13 |
|
128,35 |
3,7 |
|
132,41 |
4,2 |
|
130,00 |
4,00 |
|
139,15 |
4,95 |
|
142,25 |
5,34 |
Задача №4
Критерий погоды – основной критерий остойчивости. Безопасность плавания проверяют в штормовую погоду при динамическом действии ветра, приложенного в момент наибольшего накренения на наветренный борт. Судно должно, не опрокидываясь, противостоять одновременному действию динамически приложенного давления ветра и бортовой качки при наихудшем в смысле остойчивости варианте нагрузки. Остойчивость судов считается достаточной, если динамически приложенный кренящий момент давления ветра равен опрокидывающему моменту или меньше него, т.е. безопасность судна гарантирована при:
Отношение / называется критерием погоды К:
,
Требования к остойчивости Регистра судоходства Украины дублируют требования к остойчивости неповрежденных судов Международной Морской Организации (ІМО). Критерий погоды должен определяться по формуле: ,
где а и b – площади кренящего и опрокидывающего момента соответственно (рис.4.2).
Практическая часть:
Задача:
Используя результаты решения задач №1,2 рассчитать критерий погоды для судна. Считать что судно неограниченного района плавания и без скуловых килей.
-
длина судна между перпендикулярами L= 81,0 м;
-
ширина B = 12,8 м.
Рекомендации к выполнению:
Критерий погоды должен определяться по формуле: ,
где а и b – площади кренящего и опрокидывающего момента соответственно (рис.4.2).
При следующих условиях:
1. Судно находится под действием ветра постоянной скорости, которой соответствует плечо ветрового кренящего момента .
2. От статического угла крена , который соответствует первой точке пресечения горизонтальной прямой и ДСО, под действием волн судно кренится на наветренный борт, на угол, который равен амплитуде бортовой качки .
Статический угол крена не должен превышать 160.
3. На накрененное судно динамически действует порыв ветра, которому соответствует плечо кренящего момента .
Рис.4.2 Построение площадей а и b
Площадь b ограничена кривой ДСО, горизонтальной прямой, соответствующей кренящему плечу и углом крена , или углом заливания , или углом крена , соответствующим точке второго пересечения прямой с ДСО – в зависимости от того какой из этих углов меньше.
Площадь а ограничена кривой ДСО, прямой и углом крена: .
Расчет плеча кренящего момента от давления ветра:
,
где – давление ветра, Па. Определяется по табл.4.2, в зависимости от района плавания судна
Таблица 4.2 – Давление ветра,
Район плавания судна |
Давление ветра , Па |
Неограниченный Ограниченный R1 Ограниченный R2, R2-RSN, R3-RSN |
504 353 252 |