Расчет аварийной остойчивости

Общие рекомендации по расчетам посадки и остойчивости ава­рийного судна. Подробное рассмотрение ряда примеров расчета посадки и остойчивости аварийного судна позволяет сделать не­сколько общих рекомендаций:

1. При затоплении отсека третьей категории, т. е. отсека, сооб­щающегося с забортной водой и имеющего свободную поверхность воды, необходимо пользоваться номограммами посадки и остой­чивости аварийного судна (см. рис. 2.13, 2.14). При этом:

если затоплен отсек выше двойного дна, то вычисления произ­водятся непосредственно по номограммам с использованием фак­тических М, x_g, z_g;

если, кроме того, затоплены отсеки в двойном дне (отсеки пер­вой категории), то вначале вычисляется условная нагрузка М₁, ^Xgi, ^Zg_1, a дальнейший расчет ведется по тем же номограммам.

2. Если затоплен отсек (отсеки) первой категории, то незави­симо от того, заделана пробоина или нет, необходимо пользовать­ся номограммами неповрежденного судна, а воду влившую­ся в отсеки условно отнести в нагрузку судна до аварии, т. е. вы­числить М₁, ^Xgi, ^Zg₁

3. Если затоплен отсек второй категории (после аварии про­боина заделана, или в отсеке скопилась фильтрационная вода и отсек не сообщается с забортной водой, но имеет свободную по­верхность), то необходимо пользоваться номограммами непо­врежденного судна, а расчеты производить в два этапа:

вначале воду рассматривать как принятый «замерзший» груз; вычислить М₁, ^Xgi, ^Zg₁ и построить диаграмму статической остой­чивости;

затем «разморозить» воду и учесть поправки на влияние свободной поверхности.

4. Если затопление несимметричое, расчеты необходимо произ­водить в два этапа:

вначале строится диаграмма статической остойчивости в пред­положении, что центр тяжести несимметрично затопленных отсе­ков находится в диаметральной плоскости;

затем вычисляются кренящие моменты от несимметрично влив­шейся воды, и перестраивается диаграмма статической остойчи­вости.

5. Возможны также любые комбинации затоплений. Необходи­мо только помнить:

если среди затопленных отсеков есть отсеки третьей категории, то все вычисления производятся по номограммам аварийного судна;

если среди затопленных отсеков находятся только отсеки первой и второй категорий, то все вычисления производятся по номо­граммам неповрежденного судна.

Все причины гибели судов сводятся к двум основным – потопление или сгорание. К потоплению относятся: опрокидывание судна под воздействием ветра и волнения; заливание отсеков через открытые или появившиеся отверстия; посадки на грунт и затем гибель на грунте или после подъема oт разрушения на грунте; столкновение или навал и затем потопление от полученных повреждений. К сгоранию относятся взрывы и (или) выгорание отсеков или всего судна.

Соответственно видам аварий, приводящих судно к гибели определяются его элементы живучести - непотопляемость. Непотопляемость - способность судна противостоять повреждениям, могущим привести его к гибели, сохранять при этом плавучесть и остойчивость и, в возможной степени, их восстанавливать. Другими словами, непотопляемость - это способность судна оставаться на плаву после затопления части отсеков и сохранять свои свойства для использования по назначению. Как видно из определения, непотопляемость включает в себя два свойства судна - плавучесть и остойчивость. Именно они определяют уровень непотопляемости и возможность экипажа поддерживать и восстанавливать ее как при повседневной эксплуатации, так и в аварийных ситуациях.

Корпус судна представляет собой удлиненное тело сложной конфигурации, определяемой необходимостью снижения сопротивления воды и воздуха при движении, а также потребностью размещения во внутреннем объеме механизмов, устройств, грузов, экипажа и запасов. Сверху корпус судна ограничен верхней палубой, снизу днищем, а с боков - бортами. С технической точки зрения судно является инженерным сооружением, предназначенным для выполнения транспортных, производственных или иных задач, обладающее способностью находится на поверхности воды, имея определенную осадку.

Одной из основных задач при проектировании и строительстве судна является обеспечение его безопасной эксплуатации, т.е. воздействие внешних факторов не должно приводить к нарушению равновесия или прочности и к его гибели.

Плавучестью судна называется его способность плавать в определенном положении относительно поверхности воды (с определенной осадкой), имея на борту заданное количество грузов.

Для обеспечения безопасности плавания, судно, должно обладать запасом плавучести - количество грузов, которое судно может принять сверх находящихся на нем, до полного погружения в воду.

Во избежание недопустимой перегрузки на грузовых судах наносят знак грузовой (тоннажной) марки, определяющей минимально допустимую величину надводного борта. Знак наносятся в средней части корпуса по правому и левому борту, (рисунки 1.5 и 1.6), под палубной линией длиной 300мм, нанесенной горизонтально на уровне пересечения борта и палубы.

Остойчивостью судна называется способность судна, отклоненного от положения равновесия внешними силами, возвращаться в исходное положение после прекращения действия этих сил. Наклонения судна могут происходить от воздействия волн, несимметричного приема грузов, затопления отсеков, перемещения грузов, расходования грузов, воздействия негра, перекладки руля и т.д. Остойчивость, которой обладает судно при продольных наклонениях (дифферентах) называется продольной. Она, как правило, велика и опасность опрокидывания судна через нос или корму возникает крайне редко. Остойчивость судна при поперечных наклонениях (кренах) называется поперечной остойчивостью. Она является наиболее важной характеристикой любого судна, определяющей его мореходные качества.

По мере увеличения крена судна его восстанавливающий момент сначала возрастает, а затем начнет уменьшаться, станет равным нулю, и дальнейшее наклонение ведет к переворачиванию судна. Требования, предъявляемые к остойчивости судов, следующие: минимальное плечо остойчивости - не менее 0,25 м для судов длиной до 80 м и 0,2 м для судов длиной более 105 м; угол заката диаграммы - не менее 60; максимум ДСО достигается при кренах не менее 30°; аварийный угол крена при несимметричном затоплении не более 20°.

В практике судостроения форма корпуса судна и положение его центра тяжести выбираются таким образом, чтобы максимальное значение т_с достигалось при кренах 30-45°, а угол заката был не менее 60°.

Непотопляемость судна обеспечивается его плавучестью и, в первую очередь, запасом плавучести, остойчивостью и прочностью корпуса.

С целью сохранения плавучести судна его корпус делится главными поперечными переборками на главные водонепроницаемые отсеки. Количество переборок и соответственно отсеков выбирается, исходя из назначения судна, размещения грузов, технологического оборудования, технических средств и др., а также с учетом влияния затопления каждого из них на запас плавучести и остойчивости. Объем каждого главного отсека или группы отсеков должен быть меньше запаса плавучести судна. Кроме того, главные во­донепроницаемые отсеки по высоте делятся палубами и платформами на отдельные герметичные помещения. Главные водонепроницаемые переборки устанавливаются от настила второго дна до верхней палубы или до палубы переборок, если она предусмотрена. Люки, двери, горловины в главных пе­реборках могут устанавливаться только в исключительных случаях и при этом они должны обеспечивать полную герметичность и прочность самой переборки.

С целью обеспечения непотопляемости судно должно обладать такими качествами как прочность.