- •Міністерство освіти і науки україни
- •1. Расчет ходового времени и судовых запасов на рейс
- •2. Определение водоизмещения при начальной посадке судна
- •3. Распределение запасов и груза (составление грузового плана)
- •4. Расчеты остойчивости судна в рейсе
- •5. Проверка остойчивости судна в рейсе
- •6. Расчет посадки и начальной остойчивости судна по методу приема малого груза
- •7. Проверка общей продольной прочности корпуса судна
2. Определение водоизмещения при начальной посадке судна
2.1. Рассчитываем дифферент судна по замерам с марок углубления:
dм0 = Тмн0 - Тмк0 = 0,90 - 6,20 = -5,30 м.
2.2. По таблице расположения марок углубления находим отстояния марок углубления, по которым определены осадки судна носом, кормой и на миделе, от носового и кормового перпендикуляров lн, lк и от миделя lм (если марка углубления расположена в нос, то отстояние считается положительным, а в корму - отрицательным):
lн = -4,75 м,
lк = 1,40 м,
lм = 1,80 м.
2.3. Находим длину судна между марками углубления, по которым сняты осадки носом и кормой:
Lм = L + lн - lк = 156,0 - 4,75 - 1,40 = 149,85 м.
2.4. Находим тангенс угла дифферента судна и осадки на перпендикулярах и миделе:
tg 0 = dм0 / Lм = -5,30 / 149,85 = -0,0354 м,
Тн0 = Тмн0 - lн tg 0 = 0,90 - 4,75 · 0,0354 = 0,73 м,
Тк0 = Тмк0 - lк tg 0 = 6,20 + 1,40 · 0,0354 = 6,25 м,
Тм0 = Тмм0 - lм tg 0 = 3,60 + 1,80 · 0,0354 = 3,66 м.
2.5. Находим приведенную (с учетом изгиба корпуса) среднюю осадку:
Тср0 = (Тн0 + 6 Тм0 + Тк0) / 8 = (0,73 + 6 · 3,66 + 6,25) / 8 = 3,62 м.
По грузовой шкале для осадки Тср0 определяем:
водоизмещение судна при плотности морской воды = 1,025 т/м3 D'0 = 7007 т,
число тонн на сантиметр осадки q0 = 22,61 т/см,
момент, дифферентующий судно на сантиметр Мсм0 = 152,0 тм/см.
По таблице элементов теоретического чертежа определяем:
абсциссу ЦВ xc0 = 0,315 м,
абсциссу ЦТ площади ватерлинии xf0 = 0,177 м,
аппликату ЦВ zc0 = 1,968 м,
продольный метацентрический радиус R0 = 339,6 м.
Находим продольную метацентрическую высоту:
H0 = R0 + zc0 - zg0 = 339,6 + 1,968 - 9,80 = 331,7 м.
2.6. Для вычисления поправки на дифферент необходимо определить моменты, дифферентующие на сантиметр, для осадки T' = Tср0 + 0,5 = 4,12 м и осадки Т" = Тср0 - 0,5 = 3,12 м.
Так как осадка Т" выходит за пределы шкалы осадки на грузовой шкале, момент будем рассчитывать по формуле Мсм = D R / (100 L), а водоизмещение и продольный метацентрический радиус определять по таблице элементов теоретического чертежа:
для осадки Т' = 4,12 м : D' = 8140 т,
R' = 303,5 м,
Mсм' = 8140 · 303,5 / 100 / 156,0 = 158,4 тм/см;
для осадки Т" = 3,12 м : D" = 5881 т,
R" = 388,1 м,
Mсм" = 5881 · 388,1 / 100 / 156,0 = 146,3 тм/см;
2.7. Рассчитываем поправки к водоизмещению на дифферент:
а) первая поправка
D1 = 100 q0 xf0 tg 0 = 100 · 22,61 · 0,177 · (-0,0354) = -14,2 т;
б) вторая поправка
D2 = 50 (Мсм' - Мсм") L tg20 = 50 · (158,4 - 146,3) · 156,0 · 0,03542 = 118,3 т.
2.8. Определяем водоизмещение, исправленное поправками на дифферент:
D0" = D0' + D1 + D2 = 7007 - 14,2 + 118,3 = 7111 т.
2.9. Определяем водоизмещение с учетом плотности забортной воды:
D0 = D0" (0 / 1,025) = 7111 · 1,010 / 1,025 = 7007 т.
2.10. Определяем абсциссу ЦТ судна при начальной посадке:
xg0 = xc0 + H0 tg 0 = 0,315 - 331,7 · 0,0354 = -11,43 м.
3. Распределение запасов и груза (составление грузового плана)
3.1. Для осадки по летнюю грузовую марку Тлгм = 10,00 м из данных по судну определяем водоизмещение в полном грузу Dгр = 23045 т и рассчитываем чистую грузоподъемность судна в заданном рейсе:
Dч = Dгр - (D0 + Pзап) = 23045 - (6382 + 703,9) = 15959 т.
Заданное на рейс количество груза Pгр не превышает чистой грузоподъемности судна в рейсе:
(Pгр = 12200 т) < (Dч = 15959 т)
3.2. Распределяем запасы по судовым цистернам с учетом, что в первую очередь должны быть заполнены расходные и отстойные цистерны. Размещение запасов на отход и приход приведено в табл.1.
Таблица 1 - Размещение судовых запасов
Запасы и их размещение |
Шпан-гоуты |
Вместимость, т |
Н а о т х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||||
x |
z |
Mx |
Mz | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Моторное топливо 0,900 т/м3 | |||||||
Расходная цистерна |
|
55 |
55,0 |
-28,75 |
8,15 |
-1581 |
448 |
Отстойная цистерна |
|
58,5 |
58,5 |
-27,85 |
9,15 |
-1629 |
535 |
Мжд цист. № 7,8 ПиЛБ |
86-111 |
466 |
458,5 |
2,50 |
0,83 |
1146 |
381 |
МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО |
572,0 |
-3,61 |
2,38 |
-2064 |
1364 |
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Дизельное топливо 0,850 т/м3 | |||||||
Расходная цистерна |
|
22,2 |
22,2 |
-28,70 |
8,18 |
-637 |
182 |
Мжд цист. № 9 ПБ |
111-133 |
175 |
14,0 |
-16,71 |
0,83 |
-234 |
12 |
Мжд цист. № 10 ЛБ |
111-133 |
183 |
14,0 |
-17,19 |
0,83 |
-241 |
12 |
ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО |
50,2 |
-22,15 |
4,08 |
-1112 |
205 | ||
Масло 0,890 т/м3 | |||||||
Цист. моторного масла |
|
21,3 |
2,1 |
-44,68 |
11,75 |
-94 |
25 |
Цист. цилиндрового масла |
|
10 |
2,0 |
-44,66 |
11,75 |
-89 |
24 |
СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО |
4,1 |
-44,67 |
11,75 |
-183 |
48 | ||
Пресная вода 1,000 т/м3 | |||||||
Цист.питьев.воды ЛиПБ |
|
70 |
50,0 |
-28,42 |
11,48 |
-1421 |
574 |
Цист.мытьев.воды № 28 ЛБ |
161-163 |
88 |
13,8 |
-51,48 |
6,98 |
-710 |
96 |
Цист.мытьев.воды № 29 ПБ |
161-163 |
81 |
13,8 |
-51,48 |
7,21 |
-710 |
99 |
ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО |
77,6 |
-36,62 |
9,92 |
-2842 |
770 | ||
ИТОГО ЗАПАСОВ НА ОТХОД |
703,9 |
-8,81 |
3,39 |
-6201 |
2387 |
Продолжение таблицы 1
Запасы и их размещение |
Шпан-гоуты |
Вместимость, т |
Н а п р и х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||||
x |
z |
Mx |
Mz | ||||
Моторное топливо 0,900 т/м3 | |||||||
Расходная цистерна |
|
55 |
55,0 |
-28,75 |
8,15 |
-1645 |
466 |
Отстойная цистерна |
|
58,5 |
2,2 |
-27,85 |
9,15 |
-61 |
20 |
МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО |
57,2 |
-28,72 |
8,19 |
-1642 |
468 | ||
Дизельное топливо 0,850 т/м3 | |||||||
Расходная цистерна |
|
22,2 |
14,9 |
-28,70 |
8,18 |
-428 |
122 |
ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО |
14,9 |
-28,70 |
8,18 |
-428 |
122 | ||
Масло 0,890 т/м3 | |||||||
Цист. моторного масла |
|
21,3 |
0,3 |
-44,68 |
11,75 |
-13 |
4 |
Цист. цилиндрового масла |
|
10 |
0,2 |
-44,66 |
11,75 |
-9 |
2 |
СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО |
0,5 |
-44,67 |
11,75 |
-22 |
6 | ||
Пресная вода 1,000 т/м3 | |||||||
Цист.питьев.воды ЛиПБ |
|
70 |
20,0 |
-28,42 |
11,48 |
-568 |
230 |
Цист.мытьев.воды № 28 ЛБ |
161-163 |
88 |
1,5 |
-51,48 |
6,98 |
-79 |
11 |
Цист.мытьев.воды № 29 ПБ |
161-163 |
81 |
1,5 |
-51,48 |
7,21 |
-79 |
11 |
ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО |
23,1 |
-31,48 |
10,90 |
-726 |
251 | ||
ИТОГО ЗАПАСОВ НА ПРИХОД |
95,7 |
-29,46 |
8,86 |
-2818 |
847 |
Координаты центра тяжести запасов xзап и zзап рассчитаны по формулам:
xзап = Mx зап/Pзап ; zзап = Mz зап/Pзап .
3.3. Находим объем заданного к перевозке груза:
Vгр = Ргр гр = 12200 · 1,20 = 14640 м3
и в табл.2 выполняем распределение груза по длине судна пропорционально вместимости отсеков.
Таблица 2 - Распределение груза пропорционально вместимости отсеков
Наименование отсека |
Киповый объем отсека, м3 |
Коэффициент пропорциональности |
Пропорциональный объем груза, м3 |
Отсек №1 (трюм, твиндек №1 и тв.-бак) |
1940 |
0,0937 |
1372 |
Отсек №2 (трюм и твиндек №2) |
3820 |
0,1845 |
2701 |
Отсек №3 (трюм и твиндек №3) |
4380 |
0,2116 |
3098 |
Отсек №4 (трюм и твиндек №4) |
4320 |
0,2087 |
3055 |
Отсек №5 (трюм и твиндек №5) |
4340 |
0,2097 |
3070 |
Отсек №6 (трюм и твиндек №6) |
1900 |
0,0918 |
1344 |
СУММА |
20700 |
1,000 |
14640 |
3.4. Размещаем груз в первом приближении пропорционально вместимости отсеков, составленный грузовой план представляем в табл.3.
Таблица 3 - Размещение груза в первом приближении
Наименование помещения |
Вмес-тимость W, м3 |
zv, м |
Объем Vгр, м3 |
Масса Pгр, т |
Плечи, м |
Моменты, тм | ||
x |
z |
Mx |
M z | |||||
Трюм № 1 |
520 |
|
520 |
433 |
58,51 |
|
25335 |
|
Трюм № 2 |
2390 |
|
2390 |
1992 |
40,94 |
|
81552 |
|
Трюм № 3 |
2890 |
|
2890 |
2408 |
22,34 |
|
53795 |
|
Трюм № 4 |
2860 |
|
2860 |
2383 |
0,77 |
|
1835 |
|
Трюм № 5 |
2860 |
|
2860 |
2383 |
-17,41 |
|
-41488 |
|
Трюм № 6 |
810 |
|
810 |
675 |
-59,41 |
|
-40102 |
|
Твиндек № 1 |
640 |
|
640 |
533 |
59,04 |
|
31468 |
|
Твиндек № 2 |
1430 |
|
311 |
260 |
41,24 |
|
10722 |
|
Твиндек № 3 |
1490 |
|
208 |
173 |
22,47 |
|
3887 |
|
Твиндек № 4 |
1460 |
|
195 |
163 |
0,77 |
|
126 |
|
Твиндек № 5 |
1480 |
|
210 |
175 |
-17,47 |
|
-3057 |
|
Твиндек № 6 |
1090 |
|
534 |
445 |
-61,74 |
|
-27474 |
|
Твиндек-бак |
780 |
|
212 |
177 |
60,55 |
|
10717 |
|
ИТОГО ГРУЗ: |
20700 |
|
14640 |
12200 |
8,80 |
|
107317 |
|
3.5. В табл.4 рассчитываем абсциссу центра тяжести судна после загрузки в первом приближении на отход и приход.
Таблица 4 - Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении
Статья нагрузки |
Н а о т х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||
x |
z |
M x |
M z | ||
Судно перед загрузкой |
7007 |
-11,66 |
|
-81702 |
|
Судовые запасы |
704 |
-8,81 |
|
-6201 |
|
Г р у з |
12200 |
8,80 |
|
107317 |
|
СУДНО НА ОТХОД |
19911 |
0,98 |
|
19414 |
|
Продолжение таблицы 4
Статья нагрузки |
Н а п р и х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||
x |
z |
M x |
M z | ||
Судно перед загрузкой |
7007 |
-11,66 |
|
-81702 |
|
Судовые запасы |
96 |
-29,46 |
|
-2818 |
|
Г р у з |
12200 |
8,80 |
|
107317 |
|
СУДНО НА ПРИХОД |
19303 |
1,18 |
|
22796 |
|
3.6. Рассчитываем посадку судна на отход и приход после загрузки в первом приближении в табл.5.
Таблица 5 - Расчет посадки судна (в морской воде) после загрузки в первом приближении
Наименования величин |
Обозначения и формулы |
Значения величин | |
отход |
приход | ||
Водоизмещение судна, т |
D (из табл.4) |
19911 |
19303 |
Абсцисса центра тяжести судна, м |
xg (из табл.4) |
0,98 |
1,18 |
Объемное водоизмещение, м3 |
V = D / 1,025 |
19425 |
18832 |
Средняя осадка судна, м |
Tср (по грузовой шкале) |
8,85 |
8,63 |
Число тонн на сантиметр осадки, т/см |
q (по грузовой шкале) |
26,81 |
26,60 |
Момент, дифферентующий на сантиметр, тм/см |
Mсм (по грузовой шкале) |
232,5 |
227,5 |
Абсцисса центра величины, м |
xc (по гидростатич.кривым) |
-0,681 |
-0,593 |
Абсцисса центра тяжести площ. ватерлинии, м |
xf (по гидростатич.кривым) |
-3,591 |
-3,321 |
Аппликата поперечного метацентра, м |
zm (по гидростатич.кривым) |
9,160 |
9,133 |
Коэффициент общей полноты |
(по гидростатич.кривым) |
0,631 |
0,631 |
Дифферент судна, м |
d = D (xg - xc) / (100 Mсм) |
1,42 |
1,50 |
3.7. Так как полученный дифферент судна на отход d1' = 1,42 м выходит за заданные пределы (от -0,5 м до 0), выполним удифферентовку судна переносом груза из отсека №1 в отсек №6.
желаемый дифферент на отход d1 = -0,30 м,
необходимое изменение дифферента d1 = d1 - d1' = -0,30 - 1,42 = -1,72 м,
и дифферентующего момента M'диф = 100 d1 Мсм1 = 100 · (-1,72) · 232,5 = -39990 тм.
Перенесем груз из твиндека-бака в твиндек №6.
абсцисса центра тяжести объема твиндека-бака x11 = 60,55 м,
абсцисса центра тяжести объема твиндека №6 x12 =-61,74м,
свободный объем твиндека №6
v0 = Wтв6 - Vгр тв6 = 1090 - 534 = 556 м3,
необходимое количество переносимого груза
m1' = M'диф / (x12 - x11) = -39990 / (-61,74 - 60,55) = 327 т,
располагаемое количество груза для переноса (из табл.3) m1 = 177 т,
и его объем (из табл.3) v1 = 212 м3,
изменение дифферентующего момента после переноса груза из твиндека-бака в твиндек №6
1Mдиф = m1 (x12 - x11) = 177 · (-61,74 - 60,55) = -21645 тм,
свободный объем твиндека №6 после первого переноса груза
v1 = v0 - v1 = 556 - 212 = 344 м3
необходимое изменение дифферентующего момента после первого переноса груза
M"диф = M'диф - 1Mдиф = -39990 + 21645 = -18345 тм
Второй перенос груза произведем из твиндека №1 в твиндек №6.
абсцисса центра тяжести объема твиндека №1 x21 = 59,04 м,
абсцисса центра тяжести объема твиндека №6 x22 = -61,74 м,
необходимое количество переносимого груза
m2 = M"диф / (x22 - x21) = -18345 / (-61,74 - 59,04) = 152 т,
объем необходимого для переноса груза
v2 = m2 гр = 152 · 1,20 = 182 м3
свободный объем твиндека №6 после второго переноса груза
v2 = v1 – v2 = 344 - 182 = 162 м3
3.8. Предварительный грузовой план приведен в табл.6.
Таблица 6 - Предварительное распределение груза
Наименование помещения |
ВместимW, м3 |
zv, м |
Объем Vгр, м3 |
Масса Pгр, т |
Плечи, м |
Моменты, тм | ||
x |
z |
M x |
M z | |||||
Трюм № 1 |
520 |
7,39 |
520 |
433 |
58,51 |
7,39 |
25335 |
3200 |
Трюм № 2 |
2390 |
5,71 |
2390 |
1992 |
40,94 |
5,71 |
81552 |
11374 |
Трюм № 3 |
2890 |
5,57 |
2890 |
2408 |
22,34 |
5,57 |
53795 |
13413 |
Трюм № 4 |
2860 |
5,53 |
2860 |
2383 |
0,77 |
5,53 |
1835 |
13178 |
Трюм № 5 |
2860 |
5,57 |
2860 |
2383 |
-17,41 |
5,57 |
-41488 |
13273 |
Трюм № 6 |
810 |
7,93 |
810 |
675 |
-59,41 |
7,93 |
-40102 |
5353 |
Твиндек № 1 |
640 |
11,67 |
458 |
381 |
59,04 |
11,07 |
22494 |
4218 |
Твиндек № 2 |
1430 |
11,75 |
311 |
260 |
41,24 |
10,03 |
10722 |
2608 |
Твиндек № 3 |
1490 |
11,71 |
208 |
173 |
22,47 |
9,85 |
3887 |
1704 |
Твиндек № 4 |
1460 |
11,72 |
195 |
163 |
0,77 |
9,84 |
126 |
1604 |
Твиндек № 5 |
1480 |
11,71 |
210 |
175 |
-17,47 |
9,86 |
-3057 |
1726 |
Твиндек № 6 |
1090 |
12,31 |
928 |
774 |
-61,74 |
12,01 |
-47787 |
9296 |
ИТОГО ГРУЗ: |
20700 |
|
14640 |
12200 |
5,52 |
6,63 |
67313 |
80945 |
Аппликаты центра тяжести груза в частично заполненных помещениях определены по формуле:
zpi = (zvi - zдн пом i) Vгр i / Wi + zдн пом i ,
для твиндека №1 zpi = (11,67 - 9,55) · 458 / 640 + 9,55 = 11,07 м,
для твиндека №2 zpi = (11,75 - 9,55) · 311 / 1430 + 9,55 = 10,03 м,
для твиндека №3 zpi = (11,71 - 9,55) · 208 / 1490 + 9,55 = 9,85 м,
для твиндека №4 zpi = (11,72 - 9,55) · 195 / 1460 + 9,55 = 9,84 м,
для твиндека №5 zpi = (11,71 - 9,55) · 210 / 1480 + 9,55 = 9,86 м,
для твиндека №6 zpi = (12,31 - 10,30) · 928 / 1090 + 10,30 = 12,01 м.
3.9. Расчет координат центра тяжести судна выполнен в табл.7.
Таблица 7 - Расчет координат центра тяжести судна
Статья нагрузки |
Н а о т х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||
x |
z |
M x |
M z | ||
Судно перед загрузкой |
7007 |
-11,66 |
9,80 |
-81702 |
68669 |
Судовые запасы |
704 |
-8,81 |
3,39 |
-6201 |
2387 |
Г р у з |
12200 |
5,52 |
6,63 |
67313 |
80945 |
СУДНО НА ОТХОД |
19911 |
-1,03 |
7,63 |
-20590 |
152001 |
Продолжение таблицы 7
Статья нагрузки |
Н а п р и х о д | ||||
масса, т |
плечи, м |
моменты, тм | |||
x |
z |
M x |
M z | ||
Судно перед загрузкой |
7007 |
-11,66 |
9,80 |
-81702 |
68669 |
Судовые запасы |
96 |
-29,46 |
8,86 |
-2818 |
847 |
Г р у з |
12200 |
5,52 |
6,63 |
67313 |
80945 |
СУДНО НА ПРИХОД |
19303 |
-0,89 |
7,79 |
-17208 |
150462 |
3.10. Рассчитываем посадку судна с использованием грузовой шкалы и гидростатических кривых в табл.8.
Таблица 8 - Расчет посадки судна на отход и приход
Наименования величин |
Обозначения и формулы |
Значения величин | |
отход |
приход | ||
Водоизмещение судна, т |
D (из табл.7) |
19911 |
19303 |
Абсцисса центра тяжести судна, м |
xg (из табл.7) |
-1,03 |
-0,89 |
Средняя осадка судна, м |
Tср (из табл.5) |
8,85 |
8,63 |
Момент, дифферентующий на сантиметр, тм/см |
Mсм (из табл.5) |
232,5 |
227,5 |
Абсцисса центра величины, м |
xc (из табл.5) |
-0,681 |
-0,593 |
Абсцисса центра тяжести площ. ватерлинии, м |
xf (из табл.5) |
-3,591 |
-3,321 |
Дифферент судна, м |
d = D (xg - xc) / (100 Mсм) |
-0,30 |
-0,25 |
Осадка судна носом, м |
Tн = Tср + (0,5 - xf/L) d |
8,69 |
8,50 |
Осадка судна кормой, м |
Tк = Tн - d |
8,99 |
8,75 |
3.11. Определение посадки судна с помощью диаграммы осадок носом и кормой представим в табл.9.
Таблица 9 - Расчеты посадки по диаграмме осадок носом и кормой
Наименования величин |
Обозначения и формулы |
Значения величин | |
отход |
приход | ||
Водоизмещение массовое, т |
D (из табл.7) |
19911 |
19303 |
Момент водоизмещения относит. миделя, тм |
Mx (из табл.7) |
-20590 |
-17208 |
Осадка судна носом, м |
Tн (по диаграмме) |
8,73 |
8,52 |
Осадка судна кормой, м |
Tк (по диаграмме) |
9,00 |
8,74 |
Дифферент судна, м |
d = Tн - Tк |
-0,27 |
-0,22 |
Средняя осадка судна, м |
Tср = (Tн + Tк) / 2 |
8,87 |
8,63 |
Полученные по диаграмме параметры посадки отличаются от полученных по формулам незначительно, в дальнейших расчетах будем использовать результаты табл.8.