4. Назначение диаграммы допускаемых статических моментов.

Диаграмма допускаемых статических моментов по высоте служит для контроля состояния нагрузки судна с точки зрения соответствия остойчивости судна действующим нормам Правилами Регистра судоходства.

Если для ряда значений, найти , при котором какой-либо нормируемый Правилами Регистра судоходства параметр диаграммы остойчивости равен предельно допустимому значению, то кривая, построенная по этим точкам, ограничит область состояний нагрузки, при которых требования к рассматриваемому параметру выполнены (область ниже построенной кривой), и область состояний нагрузки, где это требование не выполнено (область выше кривой). Построив такие кривые, соответствующие всем нормируемым параметрам диаграммы остойчивости и критерию погоды, можно построить огибающую этих кривых, называемую кривой предельных моментов (рис.4.1).

Рисунок 4.1 – Диаграмма допускаемых статических моментов.

Эта кривая ограничит область нагрузок, при которых выполнены все требования к остойчивости.

Диаграмма допускаемых статических моментов строится в осях: водоизмещение (по горизонтали) и его статический момент относительно основной либо условной плоскости (по вертикали). Эти две величины вполне определяют диаграммы статической и динамической остойчивости, т.е. каждой точке поля диаграммы соответствуют свои диаграммы остойчивости.

При пользовании диаграммой рассчитывают таблицу нагрузки, соответствующую составленному грузовому плану, которая дает значения и . По этим данным наносим точку на диаграмму. Если точка располагается ниже кривой предельных моментов, то грузовой план удовлетворяет всем требованиям Регистра к остойчивости судна. Если точка располагается выше кривой предельных моментов, то грузовой план следует изменить, так как он не удовлетворяет какому-то одному или нескольким требованиям. В этом случае расстояние по вертикали точки от предельной кривой дает величину, на которую необходимо понизить момент грузов. Таким образом, диаграмма позволяет контролировать остойчивость судна для составленного грузового плана без выполнения всех расчетов остойчивости. В некоторых случаях вместо кривой предельных моментов приводится таблица их значений для ряда водоизмещений или таблица предельных значений или , которые однозначно связаны с предельными .

В случае, когда диаграмма предельных моментов наносится на диаграмме метацетрических высот, на которой по вертикали отложен момент относительно условной плоскости, расположенной на высоте , указанной на диаграмме (см. рис 4.1). В этом случае при пользовании диаграммой предельных моментов расчетный момент следует привести к условной плоскости по выражению:

. (4.1)

где,

– весовое водоизмещению судна, т;

– расстояние до плоскости отсчета, м;

– суммарный поправочный момент на влияние свободной поверхности жидких грузов, тм.

5. Назначение графика контроля общей прочности в судовых условиях.

График продольной прочности служит для контроля состояния нагрузки судна с точки зрения обеспечения общей продольной прочности в судовых условиях.

Для малых судов общая прочность практически всегда обеспечена. Для судов среднего тоннажа длиной 120 – 180 м, прочность по перерезывающим силам считается обеспеченной, а наибольший изгибающий момент расположенным в районе миделя, поэтому для таких судов контроль общей прочности производится только по изгибающему моменту на миделе. Такой контроль особенно необходим при большой неравномерности загрузки по длине или для подтверждения возможности производства грузовых операций в намеченной последовательности.

Достаточность продольной прочности корпуса проверяется сравнением рассчитанного изгибающего момента на миделе с допустимым изгибающим моментом, определенным в соответствии с Правилами Регистра. Проверка производится по диаграмме контроля продольной прочности (рис. 5.1) в следующей последовательности.

Рисунок 5.1 – Диаграмма контроля общей прочности.

По грузовому плану рассчитывается дедвейт , дифферент и сумма положительных моментов + части дедвейта, расположенного в нос от миделя. Если плоскость миделя проходит через грузовое помещение, то в сумму включают момент только той массы, которая расположена в нос от плоскости миделя и имеет плечо , равное расстоянию от миделя до центра тяжести этой части груза. На диаграмме контроля прочности на горизонтали, соответствующей дифференту судна, откладывается величина и проводится вертикаль. На вертикальной оси откладывается сумма моментов + части дедвейта, расположенного в нос от миделя и проводится горизонталь до пересечения с вертикалью в точке . Прочность корпуса считается достаточной, если точка лежит между линиями «Опасно – перегиб в рейсе» и «Опасно – прогиб в рейсе».

Если точка лежит за этими линиями, но между линиями «Опасно – перегиб на рейде» и «Опасно – прогиб на рейде», то прочность достаточна только для случаев, когда судно находится на рейде или в порту.

Допустимые значения суммы + могут быть определены по точке пересечения вертикали для заданных дедвейта и дифферента с соответствующими граничными линиями. На диаграмме имеется кривая, соответствующая моменту + , при котором изгибающий момент на миделе равен нулю, при меньших значениях + судно имеет деформацию прогиба, при больших – деформацию перегиба, а пунктирные кривые диаграммы дают значения деформации корпуса на миделе в сантиметрах. Знак > 0 соответствует перегибу, знак < 0 – прогибу.

На некоторых судах диаграммы контроля прочности построены без учета дифферента (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 – Упрощенная диаграмма контроля прочности.

Тогда на вертикальной оси откладывается арифметическая полусумма моментов масс, расположенных в нос и в корму от миделя, , т.е. полусуммы модулей моментов. Достаточность прочности корпуса определяется так же, как указано выше. Если контрольная точка вышла за пределы допустимых значений для условий плавания в рейсе, то для возможности выйти в плавание необходимо изменить грузовой план. Причем, если точка оказалась выше линии «Опасно – перегиб в рейсе», это означает, что перегружены трюмы в оконечностях судна и необходимо перенести грузы дедвейта ближе к миделю. Если же контрольная точка оказалась ниже линии «Опасно – прогиб в рейсе», то это означает перегрузку средних трюмов и грузы дедвейта необходимо разнести в оконечности, дальше от миделя.