4. Эксплуатационные характеристики судов

Скорость – важнейшее эксплуатационное качество судна, определяющее быстроту транспортных операций. Для морских судов ее измеряют в узлах, для речных – в километрах в час. Узел – единица скорости, равная одной морской миле в час (1,852 км/ч, или 0,514 м/с).

Чем выше скорость судна, тем больше его провозная способность, хотя и больше расходы на топливо, так как повышение скорости требует увеличения мощности главных механизмов и, следовательно, количества топлива. Поэтому при проектировании новых судов скорость выбирают основываясь на экономических расчетах, которые позволяют определить наиболее выгодное ее значение. Обычно скорость транспортных судов несколько выше, чем это требуется по экономическим соображениям.

Скорость морских транспортных судов неизменно растет. Если до второй мировой войны скорость сухогрузных судов равнялась 9 – 14 узлам, то теперь она составляет 16 – 19, а у быстроходных сухогрузных лайнеров – 22 – 26 узлов. Еще выше скорость крупнейших пассажирских лайнеров – 30 – 36 уз. Скорость современных крупных контейнеровозов – 24 – 30, танкеров – 16 – 18, судов для навалочных грузов – 15 – 17, лесовозов – 13 – 16 уз. Однако, в связи с резким возрастанием в последние годы цен на топливо, в конце 70-х гг. наметилась тенденция некоторого уменьшения скорости транспортных судов примерно на 10 – 20%.

Дальностью плавания называют расстояние, которое судно может пройти с заданной скоростью без пополнения запасов топлива, котельно - питательной воды и масла. Дальность плавания зависит от назначения судна. В настоящее время в связи с развитием международной торговли и связанных с этим межконтинентальных рейсов значительно повысилась дальность плавания транспортных судов – она достигает 15 000 – 20 000 миль.

Автономность – это длительность пребывания судна в рейсе без пополнения запасов топлива, провизии и пресной воды, необходимых для жизни и нормальной деятельности находящихся на судне людей (экипажа и пассажиров).

Автономность судна также определяется его назначением. У небольших промысловых, речных и рейдовых судов, а также морских транспортных судов, обслуживающих короткие линии, она составляет лишь 3 – 5 сут; большие транспортные суда могут находиться в море без заходов в порт до 1 – 2 месяцев; специальные суда – ледоколы, научно – исследовательские и гидрографические суда, промысловые базы и т. д. – имеют автономность до одного года.

При определении количества запасов провизии и воды обычно исходят из суточной нормы потребления. На одного человека она составляет 3 – 4 кг провизии, 40 л питьевой воды, включая нужды камбуза, мытье посуды и т. д., 60 л мытьевой воды. На судах с большой автономностью плавания или с большим числом людей запас воды берут на несколько суток и пополняют его с помощью специальной опреснительной установки.

Глава 3. Плавучесть судна

1. Силы, действующие на судно. Условия равновесия

Плавучестью называют способность судна плавать в определенном положении относительно поверхности воды при заданном количестве грузов. На плавающее на поверхности воды судно действуют две силы: равнодействующая сил тяжести (∑Р), равная весовому водоизмещению судна D(Δ), и равнодействующая сил поддержания, равная весу вытесненной судном воды ρ ∙ V

Судно находится в равновесии, если эти противоположно направленные силы равны и находятся на одной вертикали (рис. 3.1). Равнодействующая ∑Р сил тяжести приложена в центре тяжести судна ЦТ – точке G (X_g, Y_g, Z_g), а равнодействующая сил поддержания ρV – приложена в центре величины судна ЦВ – точке С (Х_с, Y_с, Z_с), являющейся центром тяжести погруженного объема судна V ().

Рис. 3.1. Схема действия на судно сил тяжести и плавучести

В технической литературе силы тяжести иногда называют силами веса или массовыми силами, а силы поддержания – силами плавучести или Архимедовыми силами. Судно находится в равновесии, если силы тяжести и плавучести равны по величине и противоположно направлены, а также действуют вдоль одной вертикали. Эти условия имеют вид:

∑Р=ρV = D; X_g = Х_с; Y_g = Y_с; Z_с ≠ Z_g (3.1)

Первое равенство из условий (3.1) обычно представляют в виде:

D = ρV = ρ ∙ δ ∙ L ∙ B ∙ T или Δ= ρ= ρ ∙ С_b ∙ L ∙ В ∙ d, (3.2)

где δ (С_b) – коэффициент общей полноты судна;

L, В, Т (d) – длина, ширина и осадка судна, (м);

D(Δ) и V () – весовое и объемное водоизмещение судна, (т) и (м³);

ρ – плотность морской воды, обычно принимаемая равной 1,025 (т/м³).

Выражение (3.2) называется уравнением плавучести.