Оценка посадки, остойчивости и прочности судна в процессе эксплуатации

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Исходные данные

Скорость судна в рейсе vs = 14,8 уз

Протяженность рейса S = 6600 м. миль

Осадка по носовой марке углубления перед погрузкой Tмн0 = 0,76 м

Осадка по кормовой марке углубления перед погрузкой Tмк0 = 5,92 м

Осадка по средней марке углубления перед погрузкой Tмм0 = 3,33 м

Аппликата ЦТ судна перед погрузкой zg0 = 8,79 м

Количество кипового груза Ргр = 7000 т

Удельный погрузочный объем кипового груза mгр = 0,75 м3

Массовая плотность забортной воды в порту погрузки r0 = 1,010 т/м3

1. Расчет ходового времени и судовых запасов на рейс

1.1. Ходовое время рейса рассчитано по заданным расстоянию между портами и скорости судна:

tхр = S / (24 vs) = 6600 / (24 · 14,8) = 14,8 сут

Для обеспечения разгрузки судна в порту прихода стояночное время принято равным:

tср = 5,0 сут

1.2. Необходимое количество ходовых запасов с учетом штормового запаса (равным 10%) найдено по нормам суточных расходов на ходу:

моторное топливо

Pхмт = 1,1 qхмт tхр = 1,1 · 32,1 · 14,8 = 522,6 т,

дизельное топливо

Pхдт = 1,1 qхдт tхр = 1,1 · 2,2 · 14,8 = 35,8 т,

цилиндровое масло

Pхцил = 1,1 qхцил tхр = 1,1 · 0,11 · 14,8 = 1,8 т,

циркуляционное масло

Pхцир = 1,1 qхцир tхр = 1,1 · 0,11 · 14,8 = 1,8 т,

пресная вода

Pхпв = 1,1 qхпв tхр = 1,1 · 3,4 · 14,8 = 55,4 т.

Всего ходовых запасов

Pхзап = 522,6 + 35,8 + 1,8 + 1,8 + 55,4 = 617,4 т.

1.3. Необходимое количество стояночных запасов найдено по нормам суточных расходов на стоянке:

дизельное топливо

Pсдт = qсдт tср = 2,2 · 5,0 = 11,0 т,

циркуляционное масло

Pсцир = qсцир tср = 0,024 · 5,0 = 0,1 т,

пресная вода

Pспв = qспв tср = 3,4 · 5,0 = 17,0 т.

Всего стояночных запасов

Pсзап = 11,0 + 0,1 + 17,0 = 28,1 т.

1.4. Количество запасов на отход:

моторное топливо

Pомт = Pхмт = 522,6 т,

дизельное топливо

Pодт = Pхдт + Pсдт = 35,8 + 11,0 = 46,8 т,

цилиндровое масло

Pоцил = Pхцил = 1,8 т,

циркуляционное масло

Pоцир = Pхцир + Pсцир = 1,8 + 0,1 = 1,9 т,

пресная вода

Pопв = Рхпв + Рспв = 55,4 + 17,0 = 72,4 т.

Всего запасов на отход:

Pозап = 522,6 + 46,8 + 1,8 + 1,9 + 72,4 = 645,5 т.

1.5. Остаток запасов на приход:

моторное топливо

Pпмт = Pомт — 0,9 Pхмт = 522,6 — 0,9 · 522,6 = 52,3 т,

дизельное топливо

Pпдт = Pодт — 0,9 Pхдт = 47,8 — 0,9 · 35,8 = 15,6 т,

цилиндровое масло

Pпцил = Pоцил — 0,9 Pхцил = 1,8 — 0,9 · 1,8 = 0,2 т,

циркуляционное масло

Pпцир = Pоцир — 0,9 Pхцир = 1,9 — 0,9 · 1,8 = 0,2 т,

пресная вода

Pппв = Pопв — 0,9 Pхпв = 72,4 — 0,9 · 55,4 = 22,5 т.

Всего запасов на приход

Pпзап = 52,3 + 15,6 + 0,2 + 0,2 + 22,5 = 90,8 т.

2. Определение водоизмещения при начальной посадке судна

2.1. Дифферент судна рассчитан по замерам с марок углубления:

dм0 = Тмн0 — Тмк0 = 0,76 — 5,92 = - 4,91 м.

2.2. По чертежу оконечностей найдены отстояния марок углубления:

lн = -3,85 м,

lк = 0,70 м,

lм = 1,20 м.

2.3. Длина судна между марками углубления, по которым сняты осадки носом и кормой, составила:

Lм = L + lн — lк = 140,0 — 3,85 — 0,70 = 135,45 м.

2.4. Тангенс угла дифферента судна и осадки на перпендикулярах и миделе найдены по формулам:

tg y0 = dм0 / Lм = - 4,91 / 135,45 = - 0,0362 м,

Тн0 = Тмн0 — lн tg y0 = 0,76 — 3,85 · 0,0362 = 0,61 м,

Тк0 = Тмк0 — lк tg y0 = 5,92 + 0,70 · 0,0362 = 5,99 м,

Тм0 = Тмм0 — lм tg y0 = 3,33 + 1,20 · 0,0362 = 3,43 м.

2.5. Приведенная (с учетом изгиба корпуса) средняя осадка найдена по формуле:

Тср0 = (Тн0 + 6 Тм0 + Тк0) / 8 = (0,61 + 6 · 3,43 + 5,92) / 8 = 3,41 м.

По грузовой шкале для найденной приведенной осадке Тср0 определены:

водоизмещение судна при плотности морской воды r = 1,010 т/м3 D'0=5827 т,

число тонн на сантиметр осадки q0 = 19,98 т/см,

момент, дифферентующий судно на 1 сантиметр осадки Мсм0 = 128,6 тм/см.

По кривым элементов теоретического чертежа определены:

абсцисса ЦВ xc0 = 0,190 м,

абсцисса ЦТ площади ватерлинии xf0 = 0,059 м,

аппликата ЦВ zc0 = 1,815 м,

продольный метацентрический радиус R0 = 301,6 м.

Продольная метацентрическая высота:

H0 = R0 + zc0 — zg0 = 301,6 + 1,815 — 8,65 = 294,8 м.

2.6. Для вычисления поправок на дифферент по грузовой шкале определены моменты, дифферентующие на 1 сантиметр осадки, а по кривым элементов теоретического чертежа определены продольный метацентрический радиус водоизмещение, для осадок:

T' = Tср0 + 0,5 = 3,41 + 0,5 = 3,91 м,

Mсм' = 133,5 тм/см,

D' = 6818 т,

R' = 267,5 м;

Т" = Тср0 — 0,5 = 3,41 — 0,5 = 2,91 м,

Mсм" = 99,4 тм/см,

D" = 5074 т,

R" = 359,4 м;

2.7. Поправки к водоизмещению на дифферент рассчитаны:

а) первая поправка

DD1 = 100 q0 xf0 tg y0 = 100 · 19,98 · 0,059 · (-0,0362) = - 4,30 т;

б) вторая поправка

DD2 = 50 (Мсм' - Мсм") L tg2y0 = 50 · (133,5 — 99,4) · 140,0 · 0,03622 = 312,7 т.

2.8. Исправленное водоизмещение определено:

D0" = D0' + DD1 + DD2 = 5827 — 4,30 + 312,7 = 6135 т.

2.9. Водоизмещение с учетом плотности забортной воды определено:

D0 = D0" (r0 / 1,025) = 6135 · 1,010/ 1,025 = 6028 т.

2. 10. Абсцисса Ц Т судна при начальной посадке определена:

xg0 = xc0 + H0 tg y0 = 0,190 — 301,6 · 0,0362 = - 10,73 м.

3. Распределение запасов и груза (составление грузового плана)

3.1. Для осадки по летнюю грузовую марку Тлгм = 9,39 м из данных по судну определено водоизмещение в полном грузу Dгр = 19 220 т и рассчитана чистая грузоподъемность судна в заданном рейсе:

Dч = Dгр — (D0 + SPзап) = 19 220 — (6028 + 645,5) = 12 547 т.

Заданное на рейс количество груза Pгр не превысило чистой грузоподъемности судна в рейсе:

(Pгр = 7000 т) < (Dч = 12 547 т)

3.2. Запасы по судовым цистернам распределены с учетом заполнения расходных и отстойных цистерн. Размещение запасов на отход и приход приведено в таблице 3.2.1 и 3.2.2. Координаты центра тяжести запасов xзап и zзап рассчитаны по формулам:

xзап = SMx зап/SPзап; zзап = SMz зап/SPзап.

Таблица 3.2.1 — Размещение судовых запасов на отход судна

Запасы и их размещение

Шпангоуты

Вместимость, т

На отход

масса, т

плечи, м

моменты, тм

x

z

Mx

Mz

1

2

3

4

5

6

7

8

Моторное топливо 0,900 т/м3

Расходные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

39,9

39,9

-23,90

6,12

-953,6

188,3

Отстойные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

43,8

43,8

-23,90

4,73

-1046,8

268,1

Междудонная цистерна № 3 Л.Б.

6895

209,0

209,0

10,60

0,74

2215,4

154,7

Междудонная цистерна № 3 П.Б.

6895

202,0

202,0

10,90

0,74

2201,8

149,5

Междудонная цистерна № 7 П.Б.

133 149

66,0

27,9

-35,30

1,00

-984,9

27,9

МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО

522,6

2,74

1,51

1431,9

788,4

Дизельное топливо 0,850 т/м3

Расходные цистерны диз. Топлива № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

22,1

22,1

-23,9

6,12

-528,2

135,3

Междудонная цистерна № 6 Л. Б.

132 151

69,0

24,7

-36,0

0,78

-889,2

19,3

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО

46,8

-30,29

3,30

-1417,4

154,5

Масло 0,890 т/м3

Цистерна запасов моторного масла Л.Б.

141 144

11,1

1,8

-37,8

10,58

-68,0

19,0

Цистерны запасов цилиндрового масла № 1,2 Л. Б и П.Б.

136 138

9,8

1,9

-34,5

10,8

-65,6

20,5

СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО

3,7

-36,11

10,69

-133,6

39,6

Пресная вода 1,000 т/м3

Цистерна питьевой воды Л. Б и П.Б.

122 128

70,6

30,0

-21,40

5,60

-642,0

168,0

Цистерна питьевой воды Л.Б. и П. Б

151 168

179,6

42,4

-49,80

1,70

-2111,5

72,1

ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО

72,4

-38,03

3,32

-2753,5

240,1

ИТОГО ЗАПАСОВ НА ОТХОД

645,5

-4,45

1,89

-2872,6

1222,6

Таблица 3.2.2 — Размещение судовых запасов на приход судна

Запасы и их размещение

Шпангоуты

Вместимость, т

На приход

масса, т

плечи, м

моменты, тм

x

z

Mx

Mz

1

2

3

4

5

6

7

8

Моторное топливо 0,900 т/м3

Расходные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

39,9

25,0

-23,90

4,72

-597,5

118,0

Отстойные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

43,8

27,3

-23,90

6,12

-652,5

167,1

МОТОРНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО

52,3

-23,90

5,45

-1250,0

285,1

Дизельное топливо 0,850 т/м3

Расходные цистерны диз. Топлива № 1,2 Л. Б и П.Б.

123 127

22,1

15,6

-23,90

5,90

-372,8

92,0

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО ВСЕГО

15,6

-23,90

5,90

-372,8

92,0

Масло 0,890 т/м3

Цистерна запасов моторного масла Л.Б.

141 144

11,1

0,2

-37,80

10,58

-7,6

2,1

Цистерны запасов цилиндрового масла № 1,2 Л. Б и П.Б.

136 138

9,8

0,2

-34,50

10,80

-6,9

2,2

СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ВСЕГО

0,4

-36,15

10,69

-14,5

4,3

Пресная вода 1,000 т/м3

Цистерна питьевой воды Л. Б и П.Б.

122 128

70,6

10,0

-21,40

5,60

-214

56

Цистерна питьевой воды Л.Б. и П. Б

151 168

179,6

12,5

-49,80

1,70

-622,5

21,3

ПРЕСНАЯ ВОДА ВСЕГО

22,5

-37,18

3,43

-836,5

77,3

ИТОГО ЗАПАСОВ НА ПРИХОД

90,8

-27,24

5,05

-2473,8

458,6

3.3. Объем заданного к перевозке груза найден по формуле:

Vгр = Ргр mгр = 7000 · 0,75 = 3350 м3

В таблице 3.3.1 выполнено распределение груза по длине судна пропорционально вместимости отсеков.

Таблица 3.3.1 — Распределение груза пропорционально вместимости отсеков

Наименование помещения

Зерновой объем отсека, Wзер, м3

Коэффициент пропорциональности, k

Киповый объем груза, Wкип, м3

Трюм № 1

640

1,153

555

Трюм № 2

2560

1,115

2295

Трюм № 3

2910

1,111

2620

Трюм № 4

2930

1,110

2640

Трюм № 5

970

1,141

850

Твиндек № 1

900

1,139

790

Твиндек № 2

1870

1,081

1730

Твиндек № 3

1905

1,082

1760

Твиндек № 4

1895

1,071

1770

Твиндек № 5

1550

1,069

1450

Твиндек бак

1040

1,083

960

СУММА

19 170

-

17 420

3.4. В первом приближении груз размещен пропорционально вместимости отсеков, и составленный грузовой план представлен в таблице 3.4.1.

Таблица 3.4.1 — Размещение груза в первом приближении

Наименование помещения

Вместимость W, м3

zv, м

Объем Vгр, м3

Масса Pгр, т

Плечи, м

Моменты, тм

x

z

Mx

M z

Трюм № 1

555

6,38

555

1110

50,50

6,38

56 055

7081,8

Трюм № 2

2295

4,86

785

1570

32,00

3,05

50 240

4788,5

Трюм № 3

2620

4,78

-

-

-

-

-

-

Трюм № 4

2640

4,77

2010

4020

-10,50

3,68

-42 210

14 793,6

Трюм № 5

850

6,75

-

-

-

-

-

-

Твиндек № 1

790

10,20

-

-

-

-

-

-

Твиндек № 2

1730

10,35

-

-

-

-

-

-

Твиндек № 3

1760

10,33

-

-

-

-

-

-

Твиндек № 4

1770

10,33

-

-

-

-

-

-

Твиндек № 5

1450

12,26

-

-

-

-

-

-

Твиндек-бак

960

14,40

-

-

-

-

-

-

ИТОГО ГРУЗ:

17 420

-

3350

7000

9,56

3,98

64 085

26 663,9

Аппликата центра тяжести груза в частично заполненном трюме № 2 и № 4, определена по кривой центров объемов груза на чертеже размещения грузов по помещениям:

3.5. В таблицах 3.5.1 и 3.5.2 рассчитаны координаты центра тяжести судна после загрузки в первом приближении на отход и приход.

Таблица 3.5.1 — Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении

Статья нагрузки

На отход

масса, т

плечи, м

моменты, тм

x

z

M x

M z

Судно перед загрузкой

6028,0

-10,73

8,79

-64 680,4

52 142,2

Судовые запасы

645,5

-4,45

1,89

-2872,6

1222,6

Груз

7000,0

9,56

3,98

64 085,0

26 663,9

СУДНО НА ОТХОД

13 374

-0,26

5,98

-3468,0

80 028,7

Таблица 3.5.2 — Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении

Статья нагрузки

На приход

масса, т

плечи, м

моменты, тм

x

z

M x

M z

Судно перед загрузкой

6028,0

-10,73

8,79

-64 680,4

52 142,2

Судовые запасы

90,8

-27,24

5,05

-2473,8

458,6

Груз

7000,0

9,56

3,98

64 085,0

26 663,9

СУДНО НА ПРИХОД

12 819

-0,24

6,18

-3069,2

79 264,7

3.6. Посадка судна на отход и приход после загрузки в первом приближении рассчитана в таблице 3.6.1.

Таблица 3.6.1 — Расчет посадки судна, после загрузки в первом приближении

Наименования величин

Обозначения и формулы

Значения величин

отход

приход

Водоизмещение судна, т

D (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

13 374

12 819

Абсцисса центра тяжести судна, м

xg (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

-0,26

-0,24

Объемное водоизмещение, м3

V = D / 1,010

13 281

12 730

Средняя осадка судна, м

Tср (по грузовой шкале)

7,05

6,77

Число тонн на сантиметр осадки, т/см

q (по грузовой шкале)

22,60

22,34

Момент, дифферентующий на сантиметр, тм/см

Mсм (по грузовой шкале)

173,0

167,4

Абсцисса центра величины, м

xc (по кривым элементам)

-0,23

-0,162

Абсцисса центра тяжести площ. ватерлинии, м

xf (по кривым элементам)

-1,65

-1,36

Аппликата поперечного метацентра, м

zm (по кривым элементам)

8,52

8,55

Коэффициент общей полноты

? (по кривым элементам)

0,660

0,661

Дифферент судна, м

d = D (xg — xc) / (100 Mсм)

-0,023

-0,060

Осадка судна носом, м

Tн = Tср + (0,5 — xf/L) d

7,04

6,74

Осадка судна кормой, м

Tк = Tн — d

7,06

6,80

3.7. Так как на отход судна, оно было посажено с допустимым дифферентом на корму, следовательно, за предварительный грузовой план принято распределение груза по трюмам судна в первом приближении, выполненное в таблице 3.4.1.

3.8. Определение посадки судна с помощью диаграммы осадок носом и кормой выполнено в таблице 3.8.1.

Таблица 3.8.1 — Расчеты посадки по диаграмме осадок носом и кормой

Наименования величин

Обозначения и формулы

Значения величин

отход

приход

Водоизмещение массовое, т

D (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

13 374

12 819

Момент водоизмещения относит. миделя, тм

Mx (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

-3468,0

-3069,2

Осадка судна носом, м

Tн (по диаграмме)

7,02

6,73

Осадка судна кормой, м

Tк (по диаграмме)

7,05

6,81

Дифферент судна, м

d = Tн — Tк

-0,03

-0,08

Средняя осадка судна, м

Tср = (Tн + Tк) / 2

7,04

6,77

Полученные по диаграмме параметры посадки отличаются от полученных по формулам незначительно, в дальнейших расчетах использованы результаты, приведенные в таблице 3.6.1.

4. Расчеты остойчивости судна в рейсе

4.1. Поправки Dmh к статическому моменту массы судна относительно основной плоскости на влияние свободной поверхности жидкого груза определена по справочному материалу для данного судна. В расчетную комбинацию включались цистерны с наибольшей поправкой Dmh независимо от степени их заполнения (полные или частично заполненные). В расчет не включались цистерны, удовлетворяющие условию Dmh Ј 0,01 Dmin.

Поправки на влияние свободной поверхности жидкостей приведены в таблице 4.1.1.

Таблица 4.1.1 — Поправки на влияние свободной поверхности

Запасы и их размещение

Шпангоуты

Вместимость, т

масса, т

Поправка, Dmh, тм

Моторное топливо 0,900 т/м3

Междудонная цистерна № 3 Л.Б.

6895

209,0

209,0

1049

Междудонная цистерна № 3 П.Б.

6895

202,0

202,0

1049

Междудонная цистерна № 7 П.Б.

133 149

66,0

63,2

66

Дизельное топливо 0,850 т/м3

Междудонная цистерна № 6 Л. Б.

132 151

69,0

50,4

74

СУММА

2238

4.2. Характеристики начальной остойчивости судна в рейсе рассчитаны в таблице 4.2.1.

Таблица 4.2.1 — Расчет характеристик начальной остойчивости

Наименования величин

Обозначения и формулы

Значения величин

отход

приход

Водоизмещение, т

D (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

13 374

12 819

Неисправленная аппликата ЦТ судна, м

zg0 (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

5,98

6,18

Аппликата поперечного метацентра, м

zm (из табл.3.6. 1)

8,52

8,55

Неисправленная метацентрическая высота, м

h0 = zm — zg0

2,54

2,37

Поправка на влияние свободной поверхности, м

Dz = SDmh / D

0,17

0,17

Исправленная аппликата ЦТ судна, м

zg = zg0 + Dz

6,15

6,35

Исправленная метацентрическая высота, м

h = h0 — Dz

2,37

2,20

4.3. Для построения диаграмм статической остойчивости использованы кривые плеч остойчивости формы.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости выполнен в таблицах 4.3.1 и 4.3.2.

Таблица 4.3.1 — Расчет плеч остойчивости судна на отход

Водоизмещение, D, т

13 374

Аппликата центра тяжести судна, Z, м

5,98

Аппликата условного центра масс, Zм, м

0,00

Исправленная аппликата центра тяжести судна, Zg' = Z -Zм, м

5,98

= 0,174

Угол крена,

Плечо формы, lф, м

sin, рад.

Zg' sin

Плечо статической остойчивости

l = lф — Zg' sin, м

Интегральная сумма

(l)

Плечо динамической остойчивости

, м

0

0,00

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

10

1,500

0,174

1,041

0,459

0,459

0,040

20

3,030

0,342

2,045

0,985

1,904

0,166

30

4,590

0,500

2,990

1,600

4,489

0,391

40

6,000

0,643

3,845

2,155

8,244

0,717

50

7,010

0,766

4,581

2,429

12,828

1,116

60

7,640

0,866

5,179

2,461

17,718

1,541

70

7,920

0,940

5,621

2,299

22,478

1,956

80

7,900

0,985

5,890

2,010

26,787

2,330

90

7,600

1,000

5,980

1,620

30,417

2,646

Таблица 4.3.2 — Расчет плеч остойчивости судна на приход

Водоизмещение, D, т

12 819

Аппликата центра тяжести судна, Z, м

6,18

Аппликата условного центра масс, Zм, м

0,00

Исправленная аппликата центра тяжести судна, Zg' = Z -Zм, м

6,18

= 0,174

Угол крена,

Плечо формы, lф, м

sin, рад.

Zg' sin

Плечо статической остойчивости

l = lф — Zg' sin, м

Интегральная сумма

(l)

Плечо динамической остойчивости

, м

0

0,00

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

10

1,450

0,174

1,075

0,375

0,375

0,033

20

3,040

0,342

2,114

0,926

1,676

0,146

30

4,640

0,500

3,090

1,550

4,152

0,361

40

6,060

0,643

3,974

2,086

7,789

0,678

50

7,080

0,766

4,734

2,346

12,221

1,063

60

7,700

0,866

5,352

2,348

16,915

1,472

70

7,980

0,940

5,809

2,171

21,434

1,865

80

7,940

0,985

6,087

1,853

25,458

2,215

90

7,600

1,000

6,180

1,420

28,730

2,500

Диаграммы статической остойчивости на отход и приход судна приведены на рисунках 4.3.1 и 4.3.2.

5. Проверка остойчивости судна в рейсе

водоизмещение судно остойчивость прочность

5.1. Проверка остойчивости с помощью диаграммы предельных моментов из Информации об остойчивости судна выполнена в таблице 5.1.1.

Таблица 5.1.1 — Проверка остойчивости по графику предельных моментов

Наименования величин

Обозначения и формулы

Значения величин

отход

приход

Водоизмещение, т

D (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

13 374

12 819

Момент относительно основной плоскости, тм

Мz (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

80 028,7

79 264,7

Момент для перехода к плоскости отсчета, тм

DM = D z0, (z0 = 8,0 м)

3760

3320

Момент относительно плоскости отсчета, тм

Mzo 0 = Mz — DM

76 269

75 945

Поправочный момент, тм

SDmh (из табл.4.1. 1)

2238

2238

Исправленный момент, тм

Mzo = Mzo 0 + SDmh

78 507

78 183

Предельный момент, тм

Mпр (по графику)

4000

3010

Разность моментов, тм

D = Mzo — Mпр

74 507

75 173

Значения разности моментов показывают, что остойчивость судна удовлетворяет требованиям Информации.

5.2. Нормируемые параметры остойчивости рассчитаны в таблице 5.2.1.

Таблица 5.2.1 — Расчеты нормируемых параметров остойчивости

Наименования величин

Обозначения и формулы

Значения величин

отход

приход

1

2

3

4

Водоизмещение массовое, т

D (из табл.3.5.1 и 3.5. 2)

13 374

12 819

Осадка судна, м

T (из табл. 3.6. 1)

7,05

6,77

Угол входа палубы в воду, °

qd = arctg (2 (H — T) / B)

25,7

26,9

Площадь парусности судна, м2

Aп (по схеме отсеков)

1513

1552

Аппликата центра парусности, м

zп (по схеме отсеков)

11,53

11,39

Плечо парусности при постоянном ветре, м

zпc = zп — T/2

8,01

8,01

Кренящее плечо давления ветра, м

lw1=504 Aпzпc/(1000gD)

0,047

0,050

Кренящее плечо порыва ветра, м

lw2 = 1,5 lw1

0,070

0,075

Отношение ширины к осадке

B/T

2,92

3,04

Безразмерный множитель

X1 (из табл. Правил)

0,91

0,89

Коэффициент

k? (из табл. Правил)

1,09

1,07

Коэффициент общей полноты

d (из табл. 3.6. 1)

0,660

0,661

Безразмерный множитель

X2 (из табл. Правил)

0,98

0,98

Относительная площадь скуловых килей, %

100 Aк /(LB)

1,50

Поправочный коэффициент

k (из табл. Правил)

0,95

Коэффициент капитанской формулы

c = 0,373 + 0,023 B/T —

— 0,043 L/100

0,380

0,383

Период бортовой качки, с

T? = 2 c B /

9,84

10,3

Коэффициент

S (из табл. Правил)

0,080

0,078

Коэффициент

r = 0,73 + 0,6 (zg — T) / T

0,639

0,678

Амплитуда качки, °

qr = 109 k X1 X2

20,9

20,8

Угол крена от постоянного ветра, °

q0 = 57,3 lw1 / h

1,1

1,3

Угол наклонения при качке навстречу ветру,є

q1 = qr — q0

19,8

19,5

Плечо динам. остойч. при крене ?1, м рад

d1 (из табл.4.3.1 и 4.3. 2)

0,163

0,140

Угол установивш. крена от порыва ветра, є

q2 = 57,3 lw2 / h

1,7

2,0

Плечо дин. остойчив. при крене ?2, м рад

d2 = h (1 — cosq2)

0,001

0,001

Плечо дин. остойчив. при крене 50є, м рад

d50 (из табл.4.3.1 и 4.3. 2)

1,116

1,063

Площадь «a» диаграммы, м рад

a=d1+(q1+q2)/57,3 lw2-d2

0,189

0,168

Площадь «b» диаграммы, м рад

b=d50-(50-q2)/57,3 lw2-d2

1,058

1,001

Критерий погоды

K = b / a

5,60

5,96

Параметр

/ B

0,077

0,075

Расчетное ускорение (в долях g)

aрасч=0,0105(h0/c2/B)k?qr

0,204

0,183

Критерий ускорения

K* = 0,3 / aрасч

1,47

1,64

5.3. Проверка выполнения требований к остойчивости судна произведена в таблице 5.3.1.

Таблица 5.3.1 — Проверка выполнения требований к остойчивости

Наименования величин

Обозначения

Нормативные значения

Значения величин

ИМО

отход

приход

Площадь ДСО до угла крена 30°, м-рад

A30

і 0,055

0,471

0,393

Площадь ДСО до угла крена 40°, м-рад

A40

і 0,09

0,768

0,767

Площадь ДСО между 30° и 40°, м-рад

A30−40

і 0,03

0,296

0,374

Наибольшее плечо стат. ост. при ??30є, м

l30

і 0,20

1,60

1,55

Максимальное плечо диагр. стат. ост., м

lmax

?

2,490

2,480

Угол максимума диаграммы, °

qm

і 25

58

58

Угол заката диаграммы, °

qv

?

> 80

> 80

Исправленная начальная метацентр. высота, м

h

і 0,15

2,37

2,20

Критерий погоды

K

і 1

5,60

5,96

Угол крена от действия постоянного ветра, °

q0

Ј 16

1,1

1,3

Критерий ускорения

K*

?

і?1

1,47

1,64

Остойчивость судна в рейсе удовлетворяет всем требованиям к остойчивости.

6. Расчет посадки и начальной остойчивости судна по методу приема малого груза

Расчет выполнен для состояния судна на приход.

6.1. Израсходованные за переход запасы и координаты их центра тяжести найдены по формулам:

Pз и = Pпзап — Pозап = 90,8 — 645,5 = - 554,7 т,

хз и = (Pпзап xпзап — Pозап xозап) / Pз и = (- 2473,8 + 2872,6) / (- 554,7) = - 0,72 м,

zз и = (Pпзап zпзап — Pозап zозап) / Pз и = (458,6 — 1222,6) / (- 554,7) = 1,38 м,

D2 = D1 + Pз и = 13 374 — 554,7 = 12 819 т.

6.2. Посадка судна к концу рейса рассчитана по схеме расходования малого груза.

Изменение средней осадки судна на приход:

DT2 = Pз и / (100 q1) = - 554,7 / 100 / 22,60 = - 0,25 м.

Изменение дифферента судна на приход:

Dd2 = Pз и (xз и — xf1) / (100 Mсм1) = - 554,7 · (- 0,72 + 1,65) / 100 / 173,0 = -0,03 м.

Осадки носом и кормой к концу рейса определены по формулам для приема малого груза:

Tн2 = Тн1 + DT2 + Dd2/2 = 7,04 — 0,25 — 0,03 / 2 = 6,78 м,

Tк2 = Тк1 + DT2 — Dd2/2 = 7,06 — 0,25 + 0,03/ 2 = 6,83 м.

Средняя осадка и дифферент:

Тср2 = (Тн2 + Тк2) / 2 = (6,78 + 6,83) / 2 = 6,81 м,

d2 = Тн2 — Тк2 = 6,78 — 6,81 = - 0,03 м.

6.3. Неисправленная метацентрическая высота после расходования запасов определена по формуле:

h0 2 = h0 1 + Pз и1 + DT2/2 — zз и — h0 1) / D2 = 2,54 — 554,7 (7,05 — 0,25/2 — 1,38 — 2,54) /12 819 = 2,41 м

Исправленное значение метацентрической высоты на конец рейса определено по формуле:

h2 = h0 2 — SDmh/D2 = 2,41 — 2238 / 12 819 = 2,24 м.

6.4. Допускаемая метацентрическая высота судна в конце рейса по диаграмме допускаемых моментов Мz составила: hдоп = 0,33 м.

Требования Информации к остойчивости судна в конце рейса выполнены, т.к.

(h = 2,24 м) > (hдоп = 0,33 м).

7. Проверка общей продольной прочности корпуса судна

7.1. Арифметическая сумма моментов относительно миделя от масс дедвейта рассчитана в таблице 7.1.1.

Таблица 7.1.1 — Расчет арифметической суммы моментов от масс дедвейта

Статья нагрузки

Масса Pi, т

Плечо xi, м

Момент /Mx /, тм

отход

приход

отход

приход

1

2

3

4

5

6

Моторное топливо 0,900 т/м3

Расходные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

39,9

25,0

-23,90

-953,6

-597,5

Отстойные топливные цистерны № 1,2 Л. Б и П.Б.

43,8

27,3

-23,90

-1046,8

-652,5

Междудонная цистерна № 3 Л.Б.

209,0

-

10,60

2215,4

-

Междудонная цистерна № 3 П.Б.

202,0

-

10,90

2201,8

-

Междудонная цистерна № 7 П.Б.

27,9

-

-35,30

-984,9

-

Дизельное топливо 0,850 т/м3

Расходные цистерны диз. Топлива № 1,2 Л. Б и П.Б.

22,1

15,6

-23,90

-528,2

-372,8

Междудонная цистерна № 6 Л. Б.

24,7

-

-36,00

-889,2

-

Масло 0,890 т/м3

Цистерна запасов моторного масла Л.Б.

1,8

0,2

-37,8

-68,0

-7,6

Цистерны запасов цилиндрового масла № 1,2 Л. Б и П.Б.

1,9

0,2

-34,5

-65,6

-6,9

Пресная вода 1,000 т/м3

Цистерна питьевой воды Л. Б и П.Б.

30,0

10,0

-21,4

-642,0

-214,0

Цистерна питьевой воды Л.Б. и П. Б

42,4

12,5

-49,8

-2111,5

-622,5

Груз

Трюм № 1

1110

50,50

56 055,0

Трюм № 2

1570

32,00

50 240,0

Трюм № 3

-

-

-

Трюм № 4

2010

-10,50

-21 105,0

Трюм № 5

Твиндек № 1

-

-

-

Твиндек № 2

-

-

-

Твиндек № 3

-

-

-

Твиндек № 4

-

-

-

Твиндек № 5

-

-

-

Твиндек-бак

-

-

-

СУММА:

5331,8

4780,4

-

139 107,0

129 873,8

7.2. Проверка общей продольной прочности корпуса судна по графику контроля прочности выполнена в таблице 7.2.1.

Таблица 7.2.1 — Проверка общей продольной прочности

Наименования величин

Значения величин

отход

приход

Водоизмещение D, т

13 374

12 819

Арифметическая сумма моментов масс дедвейта ?/Mx/, тм

139 107,0

129 873,8

Момент, соответствующий допускаемому перегибу на вершине волны, тм

270 000

250 000

Момент, соответствующий нулевому изгибу на тихой воде, тм

140 000

120 000

Момент, соответствующий допускаемому прогибу на подошве волны, тм

70 000

50 000

Вид деформации

перегиб

перегиб

Отношение рассчитанного значения к допускаемому для моря, %

29

31

Общая продольная прочность корпуса судна в рейсе обеспечена.

Составленный грузовой план может быть принят как исполнительный.

Список использованной литературы

1. Мельник В. Н., Сизов В. Г., Степанов В. В. Эксплуатационные расчеты мореходных качеств судна: Учебное пособие. — М.: В/О «Мортехинформреклама», 1987. — 56 с.

2. Теория и устройство судов / Ф. М. Кацман, Д. В. Дорогостайский, А. В. Коннов, Б. П. Коваленко: Учебник. — Л.: Судостроение, 1991. — 416 с.

3. Новиков А. И. Оценка посадки, остойчивости и прочности судна в процессе эксплуатации: Учебное пособие. — Севастополь: Изд. Севастопольского нац. тех. ун-та, 2002. — 136 с.

4. Сизов В. Г. Теория корабля: Учебн. пособие. — Одесса: ФЕНИКС, 2003. — 284 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой