- •« Теорія та устрій судна» методичні рекомендації щодо виконання курсових робіт
- •Курсовая работа
- •1.Основные технико-эксплуатационные характеристики судна.
- •2.1 Определение масс и координат цт дополнительных статей нагрузки.
- •4. Расчет остойчивости на больших углах крена.
- •6. Выводы.
- •1. Основные технико – эксплуатационные характеристики ртма-с « Прометей »
- •2. Основные технико – эксплуатационные характеристики судна бмрт«Николай Островский»
- •1. Основные технико-эксплуатационные характеристики судна
- •2. Определение водоизмещения и координат центра тяжести судна
- •3. Контроль плавучести и остойчивости судна
- •3.1 Оценка остойчивости судна
- •5. Расчет остойчивости на больших углах крена.
- •5.1 Расчет и построение диаграмм статической и динамической остойчивости.
- •4.3 Оценка остойчивости судна по Кодексу остойчивости морских судов (Резолюция имо а.749)
- •5. Определение посадки судна.
- •6. Выводы.
- •Литература:
4.3 Оценка остойчивости судна по Кодексу остойчивости морских судов (Резолюция имо а.749)
Согласно требованиям Кодекса, ДСО должна удовлетворять следующим критериям:
- Площадь кривой восстанавливающих плеч должна быть не менее 0,055 метрорадиана до угла
крена 300 и не менее 0,090 метрорадиана до угла крена 400 или угла заливания θf, если он менее 400 . Кроме того, площадь под кривой восстанавливающих плеч между углами 300 и 400 или между углами 300 и θf должна быть не менее 0,03 метрорадиана;
- Максимальное плечо должно быть не менее 60о . Однако, он может быть уменьшен до 50о при условии, что на каждый градус (10) уменьшения приходится 0,01 м увеличения плеча
статической остойчивости сверх 0,20 м.
А
Е
В
А1
lс = 0,53 м
θ2r =210,7
-θ2r
1рад = 570,3
- Исправленная начальная метацентрическая высота рыболовных судов должна быть не менее 0,35 м для однопалубных судов. Для судов со сплошной надстройкой или судов длиной 70 м и более. Эта величина может быть уменьшена по согласованию с Регистром до 0,15 м;
- Угол заливания θf принимается 50о или равным углу заката, в зависимости от того, какой угол меньше;
-Критерий погоды: пл.b /пл. a ≥ 1,0
4.3.1 Определение плеч ветровых кренящих моментов.
1. Судно подвергается действию постоянного ветра, направленном перпендикулярно к ДП судна, с плечом кренящего момента ℓw1.
2. От угла крена θо, вызванного действием постоянного ветра, судно кренится под воздействием волн на наветренный борт на угол крена при бортовой качке θ1.
3
W
L
Рис. 11
. На накрененное судно действует порыв ветра, в результате чего образуется плечо кренящего момента от действия шквала - ℓw2.
Плечи ветровых кренящих моментов ℓw1 и ℓw2 являются постоянными величинами при всех углах крена и рассчитываются по формуле:
ℓw1= (ρv • Av • Z)/(1000 • g * ∆1) , м ; ℓw2 = ℓw1 • 1.5 , м
где : ρv = 504 Па – давление ветра;
Av = 1015 м2 – площадь парусности;
∆1= 4603 т – водоизмещение судна;
g = 9.81 м/с2 – ускорение свободного падения;
Z – расстояние по вертикали от центра парусности до точки, равной половине осадки судна d:
Z = Zn + (d /2) = 5,94 + (5,10/2) = 8,49 м
Плечо кренящего момента: ℓw1= (504 • 1015 • 8,49)/(1000 • 9.81 • 4603) = 0,10 м
плечо кренящего момента от шквального ветра: ℓw2 = 0,10 • 1.5 = 0,15 м
4.3.2 Определение угла крена при бортовой качке.
Угол крена при бортовой качке рассчитывается по формуле:
Θ1 = 109 • k • X1 • X2 • √ r • S , град.
где: Х1 = 0,90 ; Х2 = 0,954 – безразмерные множители ; k = 0,94 - коэффициент для судов, имеющие скуловые кили (п. 4.2.2.).
Величина:
r = 0.73 + 0.6 • ((Zg – d ) / d)) = 0.73 + 0.6• ((5,90 – 5,10) / 5,10) = 0,82
где: Zg =5,90 м – аппликата ЦТ без учета свободных поверхностей жидких грузов;
S - коэффициент, определяемый по табл. 3.2.2.3 – 4 (приложения 9) в зависимости от периода бортовой качки судна Т:
Т = (2 • С • B)/ √ ho
где: ho = 0,80 м – начальная метацентрическая высота без влияния свободных поверхностей жидких грузов;
С – инерционный коэффициент, определяемый по формуле:
С =0,373 + 0,023 ( В/d) – 0,043 ( L/100) = 0,373 + 0,023 (15,2/5,10) –
-0,043(0,918) = 0,40
где: В = 15,2 м – ширина судна ; d = 5,10 м средняя осадка судна ;
L = 91,8 м – длина судна между перпендикулярами
Тогда, период бортовой качки будет:
Т = (2 • С • B)/ √ ho = (2 • 0,40 • 15,2) /0,894 = 13,6 сек
При Т = 13,6 сек , S = 0,055
Угол крена при бортовой качке ;
θ1 = 109 • k • X1 • X2 • √( r • S) = 109 • 0,94 • 0,90 • 0,950 • √(0,82 • 0,055) = 180,6
4.3.3 Определение критерия погоды.
Для определения критерия погоды по Кодексу с использованием ДСО, делаем построения и вычисления (Рис.13).
1. По оси плеч откладываем плечо кренящего момента от постоянного ветра
ℓw1 = 0,1 м. и через полученную точку проводим горизонтальную линию до пересечения с диаграммой в точке А. Абсцисса точки А дает значение угла
θ0 = 80,5 градусов от действия постоянного момента.
2. Продлеваем диаграмму в область отрицательных значений плеч на участке ВС равным углу крена θ1 = 180,6 при бортовой качке.
Откладываем по вертикальной оси плечо шквального момента ℓw2 = 0,15 м. и проводим горизонтальную линию.
Через точку С проводим вертикаль до пересечения с диаграммой в точке N и горизонталью в точке Е.
От начала координат откладываем угол заливания θf = 50° по рекомендации Кодекса и проводим вертикаль МР.
6. Судно считается остойчивым по критерию погоды, если заштрихованная площадь b больше или равна заштрихованной площади а, т.е. выполняется условие: пл.b / пл. а ≥ 1,0
Площадь криволинейных треугольников определяется в метрорадианах. Основание треугольников определим в радианах, а высоту - в метрах.
Для определения площади криволинейного треугольника, необходимо построить равновеликий прямоугольный треугольник, площадь которого можно определить но формуле:
N = 0,5 • b • h, м2
При построении равновеликого треугольника, проводим гипотенузу FР1; таким образом, чтобы потерянная площадь S1 была равна приобретенной S2.
Построение равновеликих треугольников для выпуклой и вогнутой диаграмм показано на Рис. 12 (а, б). Определяем площадь треугольника FP1M:
1
Рис. 12а Рис. 12б
.Определяем площадь треугольника FPM; пл.b = 0.5 • FM • PMгде: FM = 380,5
FM = θo / 57o,3 = 380,5 / 57o,3 = 0,67 рад;
PM = 0.98 м – по построению;
тогда: пл.b = 0.5 • 0.68 • 0.98 = 0,33 мрад
2. Определяем площадь треугольника NEF; пл.а = 0,5 • EF • EN
где: EF = 220,5
EF = θo / 57o,3 = 220,5 / 57o,3 = 0,38 рад;
EN = 0.27 м – по построению;
тогда: пл. а = 0,5 • 0,38 • 0,27 = 0,051 мрад
Критерий погоды по Кодексу :
пл.b / пл.а = 0,33 / 0,051 = 6,5
По ДДО определяем плечо динамической остойчивости при θ = 30о ℓд30 = 0,13 м и при θ = 40о ℓд40 = 0,27 м
Площадь под кривой между углами 30о и 40о :
ℓд40 - ℓд30 = 0,27 – 0,13 = 0,14 мрад
Т.к. площадь ограниченная ДСО до угла 30о равна 0,13 мрад, а 40о – 0,27 мрад
Результаты расчета заносим в таблицу № 5
«Сравнительная таблица остойчивости судна по Кодексу» таблица № 5.
Наименование параметров остойчивости |
Обозначение
|
Требуемое значение |
Фактическое значение |
Критерий погоды |
пл.b / пл.а |
≥ 1,0 |
6,5 |
Исправленная начальная метацентр. высота |
h |
≥ 0,05 м |
0,6 м |
Угол максимума ДСО |
Θmax |
≥ 30o |
570 |
Максимальное плечо ДСО |
lmax |
≥ 0,23 м |
1,11 м |
Угол заката ДСО |
Θv |
≥ 60o |
> 600 |
Допустимый угол крена от давления ветра |
Θo |
≤ 16o |
80,5 |
Плечо динамической остойчивости 30о |
ℓ30 |
≥ 0.055 м |
0,13 м |
Плечо динамической остойчивости 40о |
ℓ40 |
≥ 0.09 м |
0,27 м |
Разность плеч динамической остойчивости |
ℓ40 - ℓ30 |
≥ 0.035 м |
0,14 м |