 |
6. Расчёт начальной остойчивости судна
|
|
|
|
6. Расчёт начальной остойчивости судна
По окончании размещения судовых запасов, груза, водяного балласта, а также расчёта координат центра тяжести судна и параметров посадки судна после загрузки, производится расчёт поперечной метацентрической высоты судна
h = Zm - Zg, (15)
где h – поперечная метацентрическая высота, м.
Выводы. После размещения судовых запасов (топлива, смазочного масла, пресной воды и продовольствия) и груза дифферент судна удовлетворил требованиям (до 0, 5 м на корму), а расчёт начальной остойчивости показал, что поперечная метацентрическая висота составляет не менее 0, 2 м согласно требованиям Регистра.
7. Построение диаграмм статической и динамической остойчивости
Далее производим расчет плеч статической и динамической остойчивости с помощью пантокарен при постоянном шаге угла крена.
Для этого по объемному водоизмещению V=D/р1 заходим в таблицу приложения 3 и с помощью линейной интерполяции выбираем плечи остойчивости формы.
Расчет плеч статической и динамической остойчивости с использованием пантокарен представлен в таблице 1. 11.
Таблица 1. 11
| Угол крена Θ, град | ||||||||
| sin Θ | 0, 174 | 0, 342 | 0, 5 | 0, 643 | 0, 766 | 0, 866 | 0, 939 | |
| Плечо ℓ ф остойч. формы, м (из пантокарен) | ||||||||
| Плечо остойч. веса, м ℓ в = Zg·sin Θ | ||||||||
| Плечо статич. остойч., м ℓ ст = ℓ ф - ℓ в |  0
|
|  
| 
| 
|
| ||
| Интегральная сумма ЅΘ , м | ||||||||
| Плечо динамической остойчивости, м·рад ℓ d=0, 0873 ЅΘ , м |
|
|
|
Вычисление плеч динамической остойчивости ℓ d можно произвести с использованием таблицы 1. 12.
Таблица 1. 12
| Θ, град | Плечи статической остойчивости ℓ ст, м | Интегральные суммы, м | Плечо динамической остойчивости ℓ d, м·град |
| ∑ 0 = 0 | |||
| ℓ 10 | ∑ ℓ 10 = ℓ 10 | 0, 0873*∑ ℓ 10 | |
| ℓ 20 | ∑ ℓ 20= 2ℓ 10+ℓ 20 | 0, 0873*∑ ℓ 20 | |
| ℓ 30 | ∑ ℓ 30= ∑ ℓ 20+ℓ 20+ℓ 30 | 0, 0873*∑ ℓ 30 | |
| ℓ 40 | ∑ ℓ 40=∑ ℓ 30 +ℓ 30+ℓ 40 | 0, 0873*∑ ℓ 40 | |
| ℓ 50 | ∑ ℓ 50= ∑ ℓ 40+ℓ 40+ℓ 50 | 0, 0873*∑ ℓ 50 | |
| ℓ 60 | ∑ ℓ 60=∑ ℓ 50+ℓ 50+ℓ 60 | 0, 0873*∑ ℓ 60 | |
| ℓ 70 | ∑ ℓ 70= ∑ ℓ 60+ℓ 60 +ℓ 70 | 0, 0873*∑ ℓ 70 |
По данным таблиц 1. 11 или 1. 12 производим построение диаграмм статической и динамической остойчивости (приложение 4).
8. Проверка остойчивости
Остойчивость судна должна удовлетворять следующим требованиям:
критерий погоды К ≥ 1, 0;
максимальное плечо диаграммы статической остойчивости ℓ ≥ 0, 2м;
угол крена, соответствующий максимальному плечу, θ max ≥ 30°;
угол заката диаграммы статической остойчивости θ зак ≥ 60°;
исправленная начальная метацентрическая высота h = 0, 15м.
Проверка остойчивости выполняется по материалам «Информации об остойчивости судна» по допускаемым метацентрическим высотам – h ≥ hдоп.
Используя полученные данные, производят расчёты параметров остойчивости и делаются выводы – удовлетворяют или не удовлетворяют они требованиям Регистра.
Результаты расчетов представляются в таблице 1. 13.
Таблица 1. 13
|
|
|
| Наименование величин | Обозначения и формулы | Значения величин |
| Осадка судна, м | Тф | |
| Площадь парусности, м2 | Av (приложение 2) | |
| Возвышение ЦП над ватерлинией, м | zv(приложение 2) | |
| Рассчетное давление ветра, кПа | рv (из таблицы 1. 14 Правил по zv) | |
| Кренящий динамический момент от ветра, кН·м | Mv=0, 001 рv Av zv | |
| Относит. площадь скул. килей, % | 100 Ak/ (LB) | |
| Коэффициент | к (из таблицы 1. 15 Правил) | |
| Относительная ширина | В/Т | |
| Безразмерный множитель | X1 (из таблицы 1. 16 Правил) | |
| Коэффициент общей полноты | δ | |
| Безразмерный множитель | X2 (из таблицы 1. 17 Правил) | |
| Аргумент |  /В
| |
| Множитель, град | Y (из таблицы 1. 18 Правил) | |
| Амплитуда качки со скул. килями, град | θ 2r= к X1 X2 Y | |
| Плечо опрокидывающего момента, м | ℓ опр (диагр. дин. ост. ) | |
| Опрокидывающий момент, кН·м | Mопр= g·D·ℓ опр | |
| Критерий погоды | K= Mопр/Mv |
Кренящий динамический момент от ветра определяется по формуле
Mv=0, 001 рv Av zv, (16)
где Mv кренящий момент, кН·м; рv – условное расчетное давление ветра, Па; Av – площадь парусности надстроек, м2; zv, - возвышение центра парусности (ЦП) над ватерлинией, м2.
Величины Av и zv получают из Информации об остойчивости судна для капитана (приложение 2), а условное давление ветра рv – из таблицы 1. 14.
Таблица 1. 14
| Плечо парусности zv, м | 3. 0 | 3. 5 | 4. 0 | 4. 5 | 5. 0 | 5. 5 | 6. 0 | 6. 5 | 7 и более |
| рv, Па |
Амплитуда качки θ r судна, снабженного скуловыми килями по Правилам Регистра вычисляется по формуле
θ r= k X1 X2 Y, (17)
где θ r – амплитуда качки, град; к – коэффициент определяется по таблице 1. 15 в зависимости от соотношения 100 Ak/ (LB); Аk = 64 м2 – площадь скуловых килей (по заданию); X1 – безразмерный множитель определяется по таблице 1. 16 в зависимости от соотношения B/Т; X2 – безразмерный множитель определяется по таблице 1. 17 в зависимости от коэффициента общей полноты (приложение 2); Y – множитель, град, выбирают из табл. 1. 18 в зависимости от отношения корня квадратного из начальной метацентрической высоты к ширине судна.
|
|
|
Таблица 1. 15
| Ak/(LB), % | 1. 0 | 1. 5 | 2. 0 | 2. 5 | 3. 0 | 3. 5 | 4. 0 | |
| k | 0. 98 | 0. 95 | 0. 88 | 0. 79 | 0. 74 | 0. 72 | 0. 70 |
Таблица 1. 16
| B/Т | 2. 5 | 2. 6 | 2. 7 | 2. 8 | 2. 9 | 3. 0 | 3. 2 | 3. 4 |
| X1 | 0. 98 | 0. 96 | 0. 95 | 0. 93 | 0. 91 | 0. 90 | 0. 86 | 0. 82 |
Таблица 1. 17
| δ | 0. 45 | 0. 50 | 0. 55 | 0. 60 | 0. 65 | 0. 70 |
| Х2 | 0. 75 | 0. 82 | 0. 89 | 0. 95 | 0. 97 | 1. 00 |
Таблица 1. 18
| /В
| 0. 05 | 0. 06 | 0. 07 | 0. 08 | 0. 09 | 0. 10 | 0. 11 | 0. 12 | 0. 13 |
| Y | 25. 0 | 27. 0 | 29. 0 | 30. 7 | 32. 0 | 33. 4 | 34. 4 | 35. 3 | 36. 0 |
Амплитуду качки судна «Сплит» с острой скулой (по Правилам Регистра) следует принимать равной 70% амплитуды, вычисляемой по формуле (17).
Опрокидывающий момент вычисляется по формуле
Мопр = g·D·ℓ опр (18)
где Мопр – опрокидывающий момент, кН·м; g – ускорение свободного падения, м/с2;
D – водоизмещение судна, т; ℓ опр – плечо опрокидывающего момента, м.
Нахождение плечаопрокидывающего моментаℓ опр (отрезок ВЕ) выполняется по диаграмме динамической остойчивости (рис. 1). Для этого требуется определить вспомогательную точку А. Для ее определения необходимо вправо от начала координат отложить амплитуду качки, вычисленную по формуле (17), и на кривой динамической остойчивости зафиксировать точку А'; далее через точку А'провести прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней, влево от вспомогательной точки А', отложить отрезок А'А, равный двойной амплитуде качки.
Рис. 1
Из точки А необходимопровести касательную АС кдиаграмме динамической остойчивости; от точки А на прямой, параллельной оси абсцисс, отложить отрезок АВ, равный 1 радиану; и из точки В восстановить перпендикуляр BE до пересечения с касательной АС в точке Е. Отрезок BE , измеренный в линейных единицахшкалы оси ординат(м), представляет собой плечо ℓ опр опрокидывающего динамического момента крена.
|
|
|
Выводы. Используя результаты расчётов, сделать выводы – удовлетворяют или не удовлетворяют они требованиям Регистра.
|
|
|
