Обеспечение остойчивости судна при его загрузке

Остойчивостью судна называется его способность восстанавливать вертикальное положение после того, как оно было выведено из этого состояния под действием внешних сил. Сохранение необходимой остойчивости - одно из основных условий обеспечения безопасности плавания судна. В эксплуатационной практике часто случается, что суда перевозят разнообразные по массе и объему грузы; специализированные суда принимают к перевозке не тот груз, для которого они предназначаются; в ряде случаев груз размещают на палубе. Кроме того, не всегда суда следуют с полной нагрузкой. Таким образом, если на практике встречается такой вариант загрузки, который отличается от оптимального варианта для данного судна, необходимо произвести поверку остойчивости судна.

Остойчивость судна определяют взаимным расположением центра тяжести судна О и поперечного метацентра М. Мерой остойчивости является метацентрическая высота, т.е. расстояние от центра тяжести до поперечного метацентра. Каждый тип судна имеет свои пределы значений метацентрической высоты, при которых обеспечивается остойчивость. Так, например, большие пассажирские суда-0,3-1,5 м, средние пассажирские - 0,6-0,8, средние грузовые-0,3-1,0 и большие грузовые-0,3-1,5 м. Метацентрическая высота судна h определяется из выражения

H = Zm - Zg. (2.16)

При наличии на судне диаграммы плавучести и начальной остойчивости или кривых элементов теоретического чертежа определение отстояние поперечного метацентра от киля не представляет затруднений. На этой диаграмме по осадке или водоизмещению судна даны:

шкала числа тонн на 1 см осадки;

кривая отстояние центров тяжести от миделя;

кривая поперечных метацентрических радиусов;

кривые коэффициентов полноты водоизмещения;

кривая продольных метацентрических радиусов и другие кривые, характеризующие остойчивость и дифферент судна.

При отсутствии этой диаграммы значение метацентрической высоты можно вычислить по формулам. Для этого прежде всего следует определить величину поперечного метацентрического радиуса по приближенной формуле

P =; (2.17)

где В - ширина судна;

T - осадка судна.

Затем определяют отстояние центра величины от грузовой ватерлинии по эмпирической формуле:

Zw = ; (2.18)

где Т - осадка судна;

V - объемное водоизмещение;

S - площадь действующей ватерлинии.

В свою очередь, площадь действующей ватерлинии можно найти по формуле:

S = ; (2.19)

где t1 - число тонн, изменяющее осадку судна на 1 см;

γ - плотность забортной воды.

Определив отстояние центра величины от киля по формуле:

Zc = T - Zw, (2.20)

можно определить отстояние поперечного метацентра от киля

Zm = ρ + Zc. (2.21)

Для расчета метацентрической высоты нужно знать также значение величины отстояния центра тяжести судна от киля, которая определяется по формуле:

Zg = ; (2.22)

где Σqn·zn - суммарный момент отдельных партий груза относительно киля; Dozgo - момент порожнего судна относительно киля; qn - масса отдельных партий груза и запасов; zn - удаление их центра тяжести от киля; zgo-удаление центра тяжести порожнего судна от киля; D - полное водоизмещение судна.

Значение величины zgo может быть определено по приближенной формуле:

zgo = k · H, (2.23)

где k - коэффициент, значение которого зависит от типа судна грузовые суда - 0,64, углевозы с полубаком и ютом - 0,69, грузопассажирские суда - 0,68); Н - высота борта судна.

Пример 1.

Длина между перпендикулярами, L м …….110

Ширина B, м ………………………………………….….16,6

Высота борта H, ………………………………………….7,5

Осадка, м:

в полном грузу Т …………………………………………6,49

порожнем То ………………………………………………3,04

Водоизмещение, т:

полное D …………………………………………….…….6 890

порожнем Dо ……………………………………………. 3 068

Полная грузоподъемность Db, т ……………………… . 3822

Плотность забортной воды γ ……………………….… 1,026

Объёмное водоизмещение V= D / γ, м3 ………………….6 715

Число тонн на 1 см осадки t1 ……………………….……

17.0

1. Величина метацентрического радиуса (м)

ρ = = = 3,4.

2. Площадь действующей ватерлинии (м2)

S = = = 1657.

3 Отстояние центра величины от ватерлинии (м)

Zw = = = 2,4.

4 Отстояние центра величины от киля (м) будет составлять

Zc = T - Zw = 6,49 - 2,4 = 4,09.

5. Отстояние поперечного метацентра от киля (м)

Zm = ρ + Zc = 3,4 + 4,09 = 7,49.

Информация по теме:

Транспортная характеристика груза
Уголь обладает способностью энергично взаимодействовать с кислородом, в результате чего происходит самонагревание и самовозгорание. Каменный уголь перевозится навалом с соблюдением следующих мер: На судах (складах) должны быть измерители температуры; Водоотливные средства должны быть исправны и гот ...

Установка предельных столбиков и светофоров
Пути на раздельных пунктах ограничивают предельными столбиками и светофорами. Предельный столбик устанавливается между сходящимися путями и указывает границу пути, за которую не должны выходить никакие части подвижного состава. Подвижной состав находящийся в пределах пути, ограниченных предельными ...

Способы оценки изменения технического состояния агрегатов
При обосновании оптимального режима технического обслуживания автомобиля перечень операций определяют по коэффициенту повторяемости, периодичность устанавливают пока еще по статистическим данным пробега автомобиля до допустимого значения параметра узла, агрегата. Так как пробег до предельного состо ...