1. Общие теоретические сведения.

Грузовая шкала представляет собой номограмму на которой по вертикали нанесена равномерная шкала осадок и неравномерная шкала водоизмещений и дедвейта. Шкала осадок может быть нанесена в метрах и футах. Шкала водоизмещений и дедвейта наносится для различных плотностей воды от пресной ρ = 1,000 т/м³ до стандартной ρ = 1,025 т/м³ морской воды. Шкала осадок, водоизмещений и дедвейта начинается от водоизмещения порожнем до водоизмещения в полном грузу. При водоизмещении судна порожнем Δ₀ на шкале «Дедвейт» отмечается ноль. Для удобства пользования грузовой шкалой наносятся две шкалы осадок с левой и правой стороны. На некоторых шкалах наносится шкала надводного борта F и, кроме того, на грузовой шкале наносятся шкала «Число тонн, изменяющих осадку на 1 см» - q «Момент, дифферентующий судно на 1 см» - М_1см не зависящих от плотности воды. Необходимо помнить, что грузовая шкала строится в положении судна прямо и на ровный киль. Если судно сидит с дифферентом, то для того, чтобы воспользоваться грузовой шкалой необходимо определять среднюю осадку:

d_ср = (d_н + d_к) / 2

Осадки носом и кормой определяют по маркам углубления. На грузовой шкале осадок нанесены углубления фактической осадки корпуса, определенные с учетом толщины горизонтального киля или других выступающих частей. Положение марок углубления зависит от обводов корпуса судна, формы носовой и кормовой оконечностей должны учитываться при определении водоизмещения. Марки углубления наносятся арабскими цифрами с обоих бортов в сантиметрах и римскими цифрами с левого борта в футах (дюймах). Высота и расстояние между арабскими цифрами 10 см, а для римских цифр эти расстояния равны 6 дюймов. Теоретические осадки измеряются на носовом и кормовом перпендикулярах. Обычно марки смещены от перпендикуляров на расстояние l_н и l_к в сторону миделя. На мидель – шпангоуте марки часто располагают с левого и правого бортов в плоскости миделя, величины l_н и l_к определяют по специальному чертежу, схеме расположения марок. Встречаются еще шкалы построенные для двух плотностей воды пресной ρ = 1,000 т/м³ до стандартной ρ = 1,025 т/м³ морской воды. Поэтому, усли фактическая плотность забортной воды отличается от принятой при построении грузовой шкалы, то необходимо определять поправку к водоизмещению на изменение плотности и поправку на изменение плотности к средней осадке:

Δ_пр = Δ_і • ρ₂ / ρ₁δd = Δ_і • (ρ₂– ρ₁) / 100q • ρ₂d₂ = d₁ + δd

где: Δ_пр – приведенное водоизмещение , (т); Δ_і – водоизмещение определенное по шкале для стандартной плотности, (т); ρ₁ – стандартная плотность, (т/м³); ρ₂ – фактическая плотность воды в которой находится судно, (т/м³). Средняя осадка d₁ – до перемены плотности, определенная по шкале и d₂ – после перемены плотности. Пользование грузовой шкалой не представляет труда. По определенной по маркам углубления средней осадке на грузовой шкале проводим горизонтальную линию, которая пересекает все шкалы, по которым снимаем все необходимые величины.

Например по грузовой шкале можно определять:

1. Водоизмещение ∆, если известна средняя осадка d и наоборот.

2. Водоизмещение в грузу ∆, дедвейт DW, водоизмещение порожнем ∆₀, если известна

средняя осадка.

3. Массу груза m, если известна начальная d₁ и конечная d₂ осадки.

4. Массу груза. которую необходимо снять с судна при осадке d, чтобы обеспечить

прохождение канала, стоянку у причала с глубиной под килем Н

5. Массу груза которую необходимо переместить вдоль судна при осадке d, чтобы

получить заданный дифферент судна Df. Массу груза при начальной осадке d и малом

изменении средней осадки δd после приема или расходования грузов.

6. По заданному дифферентующему моменту М_диф = m • l_х определять дифферент судна D_f = М_диф / М_1см (см) где: М_1см – момент, дифферентующий судно на 1 см.

Другие задачи.

На современных судах применяется грузовая шкала на которой по вертикали нанесена равномерная шкала осадок и неравномерная шкала водоизмещений и дедвейта. Для учета фактической плотности забортной воды при работе с грузовой шкалой на шкалах «Водоизмещение» и «Дедвейт» проведены вертикальные линии для значений плотности от

ρ = 1,000 т/м³ до ρ = 1,025 т/м³ с шагом 0,005 / 1,000 т/м³, 1,005 т/м³ ,1,010 т/м³ ,

1,015 т/м³ …/ которые пересекаются наклонными прямыми постоянных значений водоизмещений и дедвейта. Влияние плотности воды на число тонн, изменяющих осадку на 1 см – q и момент, дифферентующий судно на 1 см – М_1см не учитываются. Если определена средняя осадка d_ср то ее значение откладываем на шкале осадок, обычно их две, с левой и правой стороны, соединяем полученные точки горизонтальной прямой пересекающей все шкалы. Интерполируем между плотностями ближайшими к заданной, определяем фактическую плотность морской воды в которой находится судно. Для фактической плотности проводим вертикальную линию до пересечения с горизонтальной линией. Через точку их пересечения проходит наклонная прямая постоянных водоизмещений, которая на шкале «Водоизмещение» отсекает определяемое значение водоизмещения Δ и другие величины по шкалам которые пересекает горизонтальная линия.

Если задано водоизмещение Δ и необходимо определить осадку d , то на грузовой шкале определяем фактическую плотность ρ_ф для которой проводим вертикальную линию до пересечения с наклонной прямой заданного водоизмещения. Через точку их пересечения проводим горизонтальную линию до пересечения со шкалой осадок с левой и правой стороны. На шкале осадок определяем среднюю осадку d аналогично определяют и дедвейт. Горизонталь пересекает шкалы «Число тонн на 1 см» и «Момент, дифферентующий судно на 1 см» в точках их пересечения определяем q и М_1см.

2. Порядок выполнения практической работы.

В соответствии с заданием по заданным величинам входим в грузовую шкалу и определяем необходимые характеристики судна.

Пример.

Грузовая шкала №1

Судно в морской воде имеет осадку d = 7,0 м.

Определить водоизмещение Δ , дедвейт DW , водоизмещение порожнем Δ₀.

Решение: На грузовой шкале, для удобства пользования, часто бывают две шкалы осадок с левой и правой стороны. На уровне заданной осадки прикладываем линейку (линия «аб» пересекает все шкалы). Шкала водоизмещений между отметками 14000 т и 15000 т разделена на 10 частей. Промежутку (15000 – 14000 = 1000) соответствует одно деление равное 100 т. Линия расчетного водоизмещения превышает водоизмещение 14000 т на 5 делений (5 • 100 = 500 т). Следовательно водоизмещение судна равно:

Δ = 14000 + 500 = 14500 т. Аналогично по шкале «Дедвейт в морской воде» определяем дедвейт DW = 7920 т. Водоизмещение порожнем определяем при дедвейте равном нулю. В нижней части шкалы «Дедвейт в морской воде» к отметки нуль прикладываем линейку (линия «вг») на шкале Водоизмещение в морской воде» определяем водоизмещение порожнем Δ₀ = 6600 т.

Проверка: Δ = Δ₀ + DW = 6600 + 7920 = 14520 т

Расхождение незначительное.