 |
Влияние перемещения грузов на посадку и остойчивость судна
|
|
|
|
Для определения посадки и остойчивости судна при произвольном перемещении грузов, необходимо рассмотреть раздельно вертикальное, поперечное горизонтальное и продольное горизонтальное перемещение.
Необходимо помнить, что в начале следует выполнить расчеты, связанные с изменением остойчивости (вертикальное перемещение, подъем груза)
5.8.1. Вертикальное перемещение груза (рис.46) из точки 1 с точку 2 не создает момента, способного наклонить судно, и следовательно, его посадка не меняется (если только остойчивость судна при этом остается положительной). Такое перемещение приводит только к изменению по высоте положения центра тяжести судна. Можно сделать вывод, что данное перемещение приводит к изменению остойчивости нагрузки при неизменной остойчивости формы. Перемещение центра тяжести определяется по известной теореме теоретической механики (§5.3.1.):
δzg = 
(z2 – z1),
где m – масса перемещаемого груза, Δ - масса судна, z1 и z2 - аппликаты ЦТ груза до и после перемещения.
Приращение метацентрических высот составит:
δh = δН = – δzg= – (z2 – z1).
Судно после перемещения груза будет иметь поперечную метацентрическую высоту:
h1 = h + δh.
Вертикальное перемещение груза не приводит к значительному изменению продольной метацентрической высоты, ввиду малости δН по сравнению с величиной Н.
Рис.46. Вертикальное Рис. 47. Поперечное горизонтальное
перемещение груза перемещение груза
5.8.2. Подвешенные грузы появляются на судне в результате подъема груза из трюма на палубу, приемом улова, выборкой сетей с помощью грузовых стрел и т.п. Влияние на остойчивость судна подвешенный груз (рис.46) оказывает аналогично вертикально переме-щенного, только изменение остойчивости происходит мгновенно в момент отрыва его от опоры. При подъеме груза, когда натяжение в шкентеле станет равным весу груза, происходит перемещение центра тяжести груза из точки 1 в точку подвеса (точку 2) и дальнейший подъем не будет оказывать влияние на остойчивость судна. Оценить изменение метацентрической высоты можно по формуле
|
|
|
δh = – l,
где l = (z2 – z1) – первоначальная длина подвеса груза.
На небольших судах, в условиях пониженной остойчивости, подъем груза судовыми стрелами может представлять значительную опасность.
5.8.3. Поперечное горизонтальное перемещение груза массой m (рис.47) приводит к изменению крена судна в результате возникающего момента m кр с плечом (y2 – y1)cosΘ.
m кр = m (y2 – y1) cosΘ = m ly cosΘ,
где y1 и y2– ординаты положения ЦТ груза до и после перемещения.
Учитывая равенство кренящего m кр и восстанавливающего моментов mΘ, используя метацентрическую формулу остойчивости, получим: Δh sinΘ = m ly cosΘ, откуда
tgΘ = m ly /Δh.
Учитывая, что углы крена небольшие, можно считать, что
tgΘ = Θ = Θ0/57,3,
и формула примет вид
Θ0 = 57,3 m ly /Δh.
Если до перемещения груза судно имело крен, то в данной формуле угол следует рассматривать как приращение δΘ0
Рис.48.Продольное горизонтальное перемещение груза
5.8.4. Продольное горизонтальное перемещение груза (рис.48) приводит к изменению дифферента судна и поперечной метацентрической высоты. По аналогии с предыдущим случаем при МΨ = Мдиф, получим:
tg Ψ = m lх /ΔН, или
Ψ0 = 57,3 m lх /ΔН.
На практике продольные наклонения чаще оценивают величиной дифферента Df = Ψ0 L /57,3, тогда
Df = m lх L /ΔН,
где L – длина судна.
Используя момент дифференующий судно на 1 см (входящий в состав грузовой шкалы и КЭТЧ)
mД = 0,01 γV Н/ L (кН м/см);
mД = 0,01 ΔН/ L = 0,01 ΔR / L (т м/см),
так как Н» R получим
|
|
|
Df = m lх / mД (см).
Изменение осадок при продольном перемещении груза:
δdн = (0,5L – xf) Df/ L,
δdк = – (0,5L + xf) Df/ L.
Тогда новые осадки судна будут:
dн = d + δdн = d + (0,5L – xf) Df/ L,
dк = d + δdк = d – (0,5L + xf) Df/ L;
где xf – абсцисса оси продольных наклонений.
Влияние дифферента на метацентрическую высоту судна подробно рассмотрено в § 5.7.2.
|
|
|
