6. 6.Условия равновесия плавающего судна. Силы действующие на судно.

На свободно плавающее на спокойной воде судно действуют две системы сил: силы тяжести и силы гидростатического давления воды. Каждая из этих систем сил приводится к вертикальной равнодействующей, эти равнодействующие всегда противоположно направлены. Равнодействующая сил тяжести называется силой тяжести судна и обозначаетсяР.Точка приложения этой равдействующей –центр тяжести G(x_g,y_g ,z_g).(рис.6).

Рис. 6. Условие равновесия судна

Рис. 6. Условие равновесия.

Равнодействующая сил гидростатического давления воды (Архимедова сила) называется силой поддержанияилисилой плавучестии обозначается –Q .Точка приложения силы поддержания совпадает с центром тяжести вытесненной воды (центром объёма) и называетсяцентром величиныC(x_c,y_c,z_c).

Таким образом, действующие на судно силы приводятся к двум силам (равнодействующим). Из теоретической механики известно, что равновесие в этом случае возможно только тогда, когда :

- эти силы равны по модулю (P=Q) (?);

- противоположны по направлению;

• действуют вдоль одной кривой.

Если судно находится в равновесии, то эти условия выполняются.

Согласно закону Архимеда сила плавучести по модулю равна силе тяжести воды, вытесненной погруженной частью судна:

P=Q=g*D=g**V (8).

D– масса вытесненой судном воды (массовое водоизмещение);

V– объём подводной части судна (объёмное водоизмещение);

- массовая плотность воды;

g– гравитационное ускорение.

Тогда условие – 1 – можно записать в виде:

P=g*D илиP/ g= D(9).

То есть масса судна (P/ g=М)равна массе вытесненной судном (массовому водоизмещению) воды, если судно находится в равновесии.

Условие – 2 – всегда выполняется, так как сила тяжести и поддержания всегда противоположно направлены.

Если судно находится в равновесии, то сила тяжести и поддержания действуют вдоль одной прямой. Поэтому, если судно сидит прямо и на ровный киль, то x_g=x_c и,y_g=y_c. А при дифференте (но без крена)cоотношение между координатами центра тяжести и центра величины (удовлетворяющее условию – 3 - ) может быть определено израссмотрениятреугольникаACG(рис.6)

tg(10),

или:

x_c=x_g-(z_c-z_g)*tg(11).

Таким образом, при равновесии судна с дифферентом соотношение между координатами центра тяжести и центра величины должно удовлетворять уравнению (11).

7. 7.Массовые и объёмные характеристики судна.

Массовое (объемное) водоизмещение – это масса (объем) вытесненной судном воды. Следует помнить, что масса вытесненной воды (массовое водоизмещение) равно массе судна. Поэтому, обычно, и массу судна называют массовым водоизмещением.

Различают водоизмещение в грузу (при осадке по грузовую марку) и водоизмещение порожнем – массу судна, полностью готового к эксплуатации без запасов, груза и экипажа.

Дедвейт – это то количество груза и запасов , которые может взять судно при осадке по грузовую марку.

Грузоподъемность – количество тонн груза, которое может принять судно в данном рейсе.

Грузовместимость – объем грузовых помещений судна. Различают грузовместимость киповую – полезный объем (в м³) грузовых помещений для штучных грузов и грузовместимость зерновую – объем (м³) для сыпучих грузов, которые могут разместиться в грузовых помещениях. Конечно, зерновая вместимость больше, чем киповая, так как сыпучий груз может занять те объемы, которые не доступны для штучного груза (между шпангоутами, стойками, выгородками…).

Международная конвенция по обмеру судов 1969 года установила новые правила обмера судов. Долгое время эта Конвенция не входила в силу, так как необходимое число стран с необходимым общим валовым объёмом судов не присоединялись к Конвенции, но в настоящее время эта Конвенция действует. В соответствие с этой конвенцией, валовая вместимость (GT) означает величину наибольшего объёма закрытых помещений судна, которые определены в соответствие с правилами Конвенции; а чистая вместимость (NT) соответствует величине полезных объёмов и числу пассажирских мест (то, что даёт доход) и определяется в соответствие с положениями Конвенции. В зависимости от величины вместимости с судна взимаются различные сборы (причальные, рейдовые, буксирные, лоцманские и т.)