Главная / Мореходка / Теория и устройство судна.
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока нет оценок. Будь первым!)
Загрузка...

Теория и устройство судна.

Теория и устройство судна.

Все файлы доступны только для зарегистрированных пользователей.Регистрация занимает не более пары минут.

Скачать бесплатно:

________________________________________________________________

Шпаргалки по ТУСDSC00474

  tys_shpori.rar (918,7 KiB, 199 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

_____________________________________________________

Примеры курсовых проектов по дисциплине: теория и устройство судна.

________________________________________________________________

  kyrsovik_tys1.rar (98,3 KiB, 68 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

  kyrsovik_tys2.rar (105,1 KiB, 62 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

  kyrsovik_tys3.rar (122,6 KiB, 65 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

Оглавление:

  1. Описание технико-эксплутационных характеристик судна. Определение посадки и контроль плавучести судна                                                
  2. Определение параметров остойчивости судна. Контроль остойчивости по критериям Регистра
  3. Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплутационных условиях
  4. Расчет по обеспечению всплытия судна, сидящего на мели
  5. Расчет непотопляемости аварийного судна
  6. Список используемой литературы
  7. Приложения

___________________________________________________

1.Описание тактико-технических характеристик судна. Определение посадки и контроль плавучести судна

Тип судна.

Двухпалубное судно с избыточным надводным бортом; с удлиненным баком; со смещенным в корму машинным отделением; одновальное; с ВРШ в неповоротной осадке; смещенной в нос надстройкой; с бульбообразной носовой оконечностью и кормовым слипом. Предусмотрен построечный дифферент на корму 0,6 м.

Назначение судна

Лов различных пород рыбы посредством донного и разноглубинного трала, переработка выловленной рыбы на мороженную рыбопродукцию и рыбную муку, и технический жир, приготовление консервов «Печень трески» и полу­фабриката медицинского жира, хранение вырабатываемой продукции и транс­портировка ее в порт, эпизодическое использование в качестве транспортного.

Главные размеры

Длина наибольшая                                  -110,8м
Длина между перпендикулярами           -100,0м
Ширина                                                    -17,3м
Высота борта до верхней палубы                    -11,0м
Высота борта до главной палубы                    – 8,0 м

Надводный борт

Промысловый рейс – 1488 мм

Транспортный – 868 мм

Водоизмещение и осадка от основной по грузовую

Промысловый рейс – P = 7987 т, Тср= 6.52 м

Транспортный рейс – P = 8933 т, Тср= 7.14 м

Грузоподъемность:

– груз мороженой рыбы (при  m =  2.3 м/т) – 1818 т

– груз рыбной муки (при m = 2.3 м/т) – 213 т

– рыбий жир (при m = 1.2 м/т) – 52 т

– консервы (при m=  2.0 м/т) – 17 т

Сведения о непотопляемости

Непотопляемость обеспечивается при затоплении одного отсека при осадке на грузовую марку промыслового рейса. В случае транспортного рейса непотоп­ляемость не обеспечивается.

Данные по судну порожнем (относительно основной плоскости), полученные расчетным путем: Дпор = 4800 т, Zg = 7,59  м, Xg = – 4,51 м.

Для самостоятельных расчетов капитана: Дпор=  4800 т ,Zg = 7,59 м, Xg = – 4,51м.

Соотношение главных измерений.L/B = 6,04; B/T =2,72; L/H = 8,61;

Коэффициенты теоретического чертежа a = 0,811; b =0,95; d = 0,597;

Количество и грузоподъемность грузовых стрел

Количество – 6 шт.

Грузоподъемность – 3 т.

Численность экипажа: 80 человек.

 

Состояние загрузки судна

 Таблица 1 Состояние загрузки

Статья Нагрузки Масса Р, т Возвыш. Z., м Отстоян. X., м Mz, тм Mx, тм
1 2 3 4 5 6
Форпик 172,9 2,54 20,73

439,17

3584,22

Диптанки №2,3 246,17 5,36 14,32

1319,47

3525,15

Междуд. цистерны №4,5 2,74 0,32 4,57

0,88

12,52

Междуд. цистерны №6,7 8,98 0,02 11,95

0,18

107,31

Междуд. цистерны №8,9 53,09 0,03 17,15

1,59

910,49

Междуд. цистерны №12,13 45,85 0,1 2,81

4,59

128,84

Междуд. цистерны №16,17 92,45 0,49 -1,97

45,30

-182,13

Междуд. цистерны №19 6,06 0,01 -5,92

0,06

-35,88

Междуд. цистерны №21 10,12 0,1 -2,04

1,01

-20,64

Междуд. цистерны №28 17,61 0.19 -1.09

3,34

-19,19

Междуд. цистерны №35 14,52 1,28 -18,09

18,59

-262,67

Междуд. цистерны №36 132,41 1,21 -12,3

160,22

-1628,64

Цистерны №48,55 87,19 4,03 -25,28

351,38

-2204,16

Топливные цистерны №50,57 57,11 0,61 -8.74

34,84

-499,14

Топливные цистерны №52,59 13,99 5,42 -23.64

75,83

-330,72

Отстойно-расх. цистерны 29,67 1,44 -0,49

42,72

-14,54

Перелив цистерна №66 4,35 0,25 -19,59

1,09

-85,22

Междуд. цистерны №10 34,76 0,03 6,05

1,04

210,30

Междуд. цистерны №11 27,8 0,41 1,1

11,40

30,58

Междуд. цистерны №14 49,52 0,71 -1,51

35,16

-74,78

Междуд. цистерны №15 19,28 0,78 -1,49

15,04

-28,73

Отстойно-расх. цистерны 2,17 2,83 -3,02

6,14

-6,55

Междуд. Цистерны №23,24 16,09 0,21 -0,63

3,38

-10,14

Масло компр.,гидравл. и ревмаш 0,46 0,37 -20,38

0,17

-9,37

Цистерны цилиндр. масла 0,07 3,36 -2,53

0,24

-0,18

Цистерны циркуляц. масла 5,42 0,08 -20,3

0,43

-110,03

Цист. Котельной воды №47,58 8,07 4,46 1,63

35,99

13,15

ист. Котельной воды №40,45 31,29 4,8 0,07

150,19

2,19

Провизия 11,33 11,47 19,28

129,96

218,44

Экипаж с багажом 0,22 8,46 4,29

1,86

0,94

Снабжение (производств.) 8,82 9,03 0,07

79,64

0,62

Снабжение (промысловое) 10,73 5,92 -32,68

63,52

-350,66

Судно “порожнем” 4800 7,59 -4,51

36432,00

-21648,00

Трюм №1 61,5 2,45 27,07

150,68

1664,81

Нижний твиндек №1 69,41 4,83 24,65

335,25

1710,96

Верхний твиндек №1 56,79 7,8 15,94

442,96

905,23

Трюм №2 180,61 0,92 2,26

166,16

408,18

Твиндек №2 256,62 5,77 4,69

1480,70

1203,55

Трюм №3 (тара) 121,39 1,43 9,36

173,59

1136,21

Твиндек №3 (тара) 136 3,64 1,14

495,04

155,04

Цист. техн. рыбьего жира 2,99 0,39 -37,8

1,17

-113,02

Цист. медиц. рыбьего жира №62 12,22 6,95 -12,73

84,93

-155,56

Рыбная мука в охлажд. трюме 78,21 3,97 -6,56

310,49

-513,06

Рыбная мука в цист. №48,55 2,66 4,18 -4,09

11,12

-10,88

Склад консервов 2,73 2,54 -7,72

6,93

-21,08


Продолжение таблицы 1

 

 

1 2 3 4 5 6
Рыба в палубных бункерах 14,85 11,37 -30,99

168,84

-460,20

Рыба на палубе 0 0 0

0,00

0,00

Рыба на джильсансе 0 0 0

0,00

0,00

Рыба в бункерах 0,14 0,33 -3,58

0,05

-0,50

Охлаждающая вода 23,96 6,65 -1,31

159,33

-31,39

Рыба на лин. перераб. и в мороз 1,56 1,82 -0,63

2,84

-0,98

Вода в цист. подгот. охл. воды 7,12 2,31 -15,06

16,45

-107,23

P Zg Xg

7050

151,07

-104,07

43472,93

-13006,51

 

Определяем значения статических моментов грузов относительно основной плоскости:

MZi = pi · zi                                                         (1.0)

где Mz – статический момент относительно диаметральной плоскости, тм;

MXi = pi  xi                                                                                                (1.1)

где  Mx – статический момент относительно плоскости мидель-шпангоута, тм;

p – вес каждого груза, т;

z – аппликата цента тяжести каждого груза, м;

x – абсцисса центра тяжести каждого груза, м;

Суммируя Mzi и Mxi, определяем величины статических моментов относительно основной плоскости:

MzS= S pi zi;                                            (1.2)

MzS = 43472,93 тм;

И относительно плоскости мидель-шпангоута:

MxS = S pi xi;                                            (1.3)

MxS =  -13006,51 тм;

Находим суммарное водоизмещение:

P = Pо  + S pi                                               (1.4)

P = 7050,0 т;

Находим координаты центра тяжести судна:

Zg = MzS/ P,                                              (1.5)

где Zg – аппликата цента тяжести;

Zg = 43472,93 / 7050 = 6,166 м;

Xg = MxS / P                                              (1.6)

где Xg – абсцисса центра тяжести, м;

Xg = -13006,51  / 7050 = -1,844 м;

Определяем осадки носом и кормой судна  dн и dк  по диаграмме осадок (Приложение 1)

dн = 4,4 м;

dк = 7,2 м;

dср =  (dн + dк ) / 2                                                        (1.7)

где dср – средняя осадка носом и кормой, м;

dср = (4,4 + 7,2) / 2  = 5,8 м;

Определяем дифферент судна:

d = dн – dк                                                 (1.8)

где d – дифферент судна, м;

d = 4,4 – 7,2= – 2,8 м; (дифферент на корму);

Определяем вес груза, который может быть принят на судно без нарушения нормативных требований Регистра (по грузовой шкале). Определяем вес судна при посадке по летнюю грузовую ватерлинию

P = Pлгв – P                                                (1.10)

где Pлгв – суммарное водоизмещение судна по летней грузовой ватерлинии;

Pлгв = 7954 т;

P = Pлгв – P = 7954 – 7050 = 904 т;

Определяем изменение осадки судна при входе в порт с пресной водой

(g2 = 1000  (кг·с)/м3) , учитывая, что перед входом в порт  g1 = 1025 (кгс)/м3

Dd = ( g1 – g2 ) · V / (S · g2),                                  (1.11)

где Dd – изменение осадки;

g2 – коэффициент соленой воды, кгс/м3;

S – площадь действующей ватерлинии, м2;

Площадь действующей ватерлинии S определяем из гидростатических кривых по значению dср (Приложение 2)

V=6733 м3

S=1400 м2

Dd  = ((1,025 – 1,0) 7050 / (1,0 1400)= +0,115 м.

Определяем критическое значение аппликаты центра тяжести

DZgкр= 0,4; Zgкр1=6,8;    Zgкр=6,8+0,4=7,2

 

  1. Определение параметров остойчивости судна. Контроль остойчивости судна по критериям Регистра

Используя  величины Zg и dср, находим аппликату метацентра Zm и поперечную метацентрическую высоту h.

h = Zm– Zg;                                                 (2.1)

Из гидростатических кривых по dср выбираем значение  Zm  = 7,1 м;

h = 7,1 – 6,166 = 0,934 м;

Для построения диаграммы статической остойчивости  в заданном случае нагрузки определяем значения плеч статической остойчивости lq при различных углах крена. Используем универсальную диаграмму статической остойчивости (Приложение 7)

Построение ДСО

Таблица 2 – Построение ДСО.

q˚

10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚ 60˚ 70˚ 80˚ 90˚
lθ 0 1,1 2,8 5,3 8,2 10,9 11,2 10,5 9,9 9,5

Рисунок 2.1 – Построение ДСО.

 

Учитывая, что диаграмма динамической остойчивости  является интегральной  кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости, построение ее можно выполнять, используя приближенный способ интегрирования по правилу трапеций. В соответствии с этим правилом плечо динамической остойчивости для любого угла крена вычисляется по формуле:

lдин=  Dq / 2 (lq0 + 2 · lq1 + 2 lq2 + … + 2 · lqn-1 + lqn ),             (2.2)

где Dq – изменение угла крена, град.; lq– плечо угла крена, град.;

Результаты расчетов заносим в Таблицу 3.

1) lдин10o= 0,174 / 2 · 0,14 = 0,012;

2) lдин20o= (0,14 + 0,34)· 0,0174/2+0.012 = 0,054;

3) lдин30o=(0,34 + 0,69)· 0,0174/2+0.054 = 0,144;

4) lдин40o=(0,69 + 1,19)· 0,0174/2+0,144 = 0,308;

5) lдин50o=(1,19 + 1,33)· 0,0174/2+0,308 = 0,527;

6) lдин60o=(1,33 + 1,34)· 0,0174/2+0.527 = 0,759;

7) lдин70o=(1,34 + 1,22)· 0,0174/2+0,759 = 0,982;

8) lдин80o=(1,22 + 1,1)· 0,0.174/2+0,982 = 1,184;

9) lдин90o=(1,1 + 1,05)· 0,0.174/2+1,184 = 1,371.

Построение ДДО

Таблица 3Построение ДДО

q˚ 10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚ 60˚ 70˚ 80˚ 90˚
lg 0 0,012 0,054 0,144 0,308 0,527 0,759 0,982 1,184 1,371

 

По данным таблицы 3 строим диаграмму динамической остойчивости

 

Рисунок 2.2 – Построение ДДО

 

Требования к критерию погоды К.

Остойчивость судна считается достаточной по критерию погоды К, если соблюдено условие:

 K = Mo / Mu ³ 1.0                                             (2.2)

где Mo – опрокидывающий момент, определяемый с учетом качки судна, тм;

Mu – динамический кренящий момент, т м;

Mu = 0.001 pu Au (Zп – dср)                                           (2.3)

где Pu – величина давления ветра на квадратный метр площади парусности, кг/м2;

Au – площадь парусности, м2;

Zп – аппликата центра парусности, м;

dср – средняя осадка носом и кормой, м;

Определяем площадь парусности и аппликату центра парусности. Используем документ «Боковой вид». (Приложение 3).

Расчет площади парусности

Таблица 4 – Расчет площади парусности

S’, м Zi, м Si * Zi, м3
1 24,57 5,65 138,90
2 12,29 20,43 251,09
3 17,01 27,83 473,41
4 109,64 22,61 2478,84
5 30,62 32,17 985,29
6 68,62 24,35 1670,75
7 46,69 19,78 923,69
8 18,90 25,65 484,92
9 22,12 18,91 418,30
10 49,15 13,04 641,08
11 892,25 12,39 11056,14
12 134,22 17,83 2392,54
13 200,76 6,52 1309,28
14 31,19 15,65 488,21
15 12,29 19,78 243,08
16 1670,32 5,65 23955,49

Au = S Si (1,02),                                        (2.4)

где Si – площадь каждого элемента корпуса судна, м2;

Au = 1670,32 1,02 = 1703,73 м2;

Zп = S Si · Zi / Au                                       (2.5)

Zп = 23955,49 / 1703,73 = 14,06 м;

Определяем pu  по таблице  2.1.2.2. из Регистра.

Pu = 1216 Па = 1216 / 9,8 = 124  (кгс)/м2;

Определяем динамический кренящий момент Mu

Mu = 0,001 124,0 1703,73 (14,06 – 5,55) = 1797,976 тм;

Определяем амплитуду качки q1

q1 = X1 X2 Y                                                       (2.6)

Для нахождения величин X1,X2,Y используем соответствующие таблицы Регистра.

По таблице 2.1.3.1-1 находим Y:

h = 0, 65 м;

B = 17, 3 м;

= (√0,806) / 17,3 = 0,05

Y = 25, 0°

По таблице 2.1.3.1-3  находим  X2:

CB = (1,025 P) /( L B dср)                                             (2.7)

CB = (1,025 6740,89) / (100 17,3 5,55) =д0,7

где CB – коэффициент полноты; L –длина судна, м; B – ширина судна, м;

X2 = 1

По таблице 2.1.3.1-2 находим  X1:

B = 17, 3 м;

dср = 5,55 м;

B / dср = 17, 3 / 5, 55 = 3, 1

X1 = 0, 88

Вычисляем значение q1:

q1 = 25°·1·0,88=22°

Определяем MO по диаграмме динамической остойчивости (Приложение 4) Вправо от начала координат откладываем условную расчетную амплитуду качки q1 = 220 и через полученную точку a проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с диаграммой в точке b.

Через точку b проводим прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней влево от точки b откладываем отрезок

bc = 2q1 = 440

Из точки c проводим касательную cd к диаграмме.

На оси абсцисс откладываем отрезок ce = 57.30 .Из полученной точки e восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с касательной cd в точке f . Отрезок ef равен плечу опрокидывающего момента lопр.

lопр = 0,69 м;

Находим опрокидывающий момент.

MO = P lопр                                                 (2.8)

MO = 6740,89 0,69 = 4651,22 тм;

Находим величину критерия погоды К.

К = MO / Mu = 4651,22 / 1797,976 = 2,57 > 1;

Определяем соответствие диаграммы статической остойчивости  требованиям Регистра.

Для данного судна максимальное плечо диаграммы статической остойчивости  должно быть не менее 0.20 м при угле крена qMAX=30°. Для данной диаграммы статической остойчивости  это требование удовлетворяется.

Предел положительной статической остойчивости (закат диаграммы  статической остойчивости) более 60°, что удовлетворяет требованиям Регистра.

Исправленная начальная метацентрическая высота должна быть не менее 0.003 ширины судна, а также должна быть положительной.

B = 17,3 м;

h0  = +0,65 м;                         |=> указанные требования выполняются.

h0 > 17,3*0.003 = 0,051м;

 

  1. Определение посадки и остойчивости судна

в различных эксплуатационных условиях

 

Ро = Spi= 6740,89 т;

Мхо = SМхi = -24708,90 тм;

Mzo = SMzi = 41463,47 тм;

 

Начальная загрузка

 

Таблица 5 – Начальная загрузка.

Статья нагрузки Вес груза, т Мх, тм Мz, тм
Трюм №1 34,73 879,71 32,99
Нижний твиндек №1 17,45 178,34 0,00
Верхний твиндек №1 75,64 1606,59 137,66
Трюм №2 196,70 1898,16 460,28
Твиндек №2 34,63 226,13 208,47
Трюм №3 (тара) 250,66 310,82 744,46
Твиндек №3 (тара) 331,74 46,44 1462,97
S 941,55 5146,19 3046,84

 

Выгружаем весь груз из трюмов и твиндеков

Конечная загрузка

 

Таблица 6 – Конечная загрузка.

Статья нагрузки Вес груза, т Мх, тм Мz, тм
Трюм №1 0 0 0
Нижний твиндек №1 0 0 0
Верхний твиндек №1 0 0 0
Трюм №2 0 0 0
Твиндек №2 0 0 0
Трюм №3 (тара) 0 0 0
Твиндек №3 (тара) 0 0 0
S 0 0 0

Определяем новое водоизмещение

 

Р1 = Р0 + (SРкон – SРнач)                                          (3.1)

Р1 = 6740,89 + 0 – 941,55= 5799,34 т;

Мх1 = Мх0 + (SМхкон – SМхнач)                                (3.2)

Мх1 = -24708,90+ 0 – 5146,19= -29855,09 тм;

Мz1 = Мz0 + (SMzкон – SМzнач)                                              (3.3)

Мz1= 41463,47  + 0 – 3046,84= 40153,37 тм;

3.1.1 Находим Xg1 и Zg1

Xg1 = Мх1/ Р1                                                                             (3.4)

Xg1 = -5,15 м;

Zg1 = Мz1 / Р1                                              (3.5)

Zg1= 6,63 м;

Определяем осадки оконечностей судна  dн1 и dк1  по диаграмме осадок

(Приложение 1)

dн1 = 2,45  м;

dк1  = 7,4 м;

dср1=(dн+dк)/2                                            (3.6)

dср1 = 4,93 м;

Определяем дифферент судна:

D1 = dн1 – dк1                                                                           (3.7)

d1= – 4,94 м (дифферент на корму);

 

Определяем изменение осадки судна при входе в порт с пресной водой  (g = 1000 (кгс) / м3) , учитывая, что перед входом в порт g = 1025 (кгс)/м3 .

Определяем площадь действующей ватерлинии V и S из гидростатических кривых по dср1 (Приложение 2):

S1 = 1316, 7 м2;

V = 5666, 7 м3;

Dd1 = (g1 – g2)V1 / g2· S1                                    (3.8)

Dd1 = +0,108 м;

Определяем вес груза, который может быть принят на судно без нарушения нормативных требований Регистра (по грузовой шкале).

Определяем вес судна при посадке по летнюю грузовую ватерлинию

Pлгв = 7954 т;

P = Pлгв – P1                                              (3.9)

Р=2154,66 т

Используя величины Zg и dср, находим аппликату метацентра Zm и поперечную метацентрическую высоту h. Из гидростатических кривых по dср выбираем значениеZm,

Zm= 7,2 м;

h = Zm– Zg;                                                (3.10)

h = 7,2 – 6,6 = 0,6 м;

Определяем критическое значение аппликаты центра тяжести

DZgкр= 0,4;

Zgкр1=6,7;

Zgкр=6,7+0,4=7,1м.

Для построения диаграммы статической остойчивости    в заданном случае нагрузки определяем значения плеч статической остойчивости  lq при различных углах крена. Используем универсальную диаграмму статической остойчивости.

(Приложение 6)

Построение ДСО

 

Таблица 7 – построение ДСО

q˚ 10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚ 60˚ 70˚ 80˚ 90˚
lθ 0 0,13 0,32 0,66 1,17 1,29 1,34 1,22 1,13 1,17

 

По данным Таблицы 7 строим ДСО

 

 

Рисунок 3.1 – Построение ДСО

 

Таблица 8 – построение ДДО

q˚ 0˚ 10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚ 60˚ 70˚ 80˚ 90˚
lg 0 0,012 0,051 0,136 0,295 0,524 0,753 0,976 1,181 1,381

 

По данным Таблицы 8 строим ДДО

 

Рисунок 3.2 – Построение ДДО


Требования к остойчивости судов регламентируются Правилами классификации и постройки морских судов Регистра.

Требования к критерию погоды К.

Остойчивость судна считается достаточной по критерию погоды К, если соблюдено условие:

K = Mo / Mu ³ 1.0                                              (3.11)

где Mo – опрокидывающий момент, определяемый с учетом качки судна, тм;

Mu – динамический кренящий момент, определяемый по формуле, тм;

Mu = 0.001 pu Au (Zп – dср)                        (3.12)

где Pu – величина давления ветра на квадратный метр площади парусности, кг/м2; Au – площадь парусности, м2; Zп – аппликата центра парусности, м;

dср1 – средняя осадка, определенная в Части 3;

Определяем площадь парусности и аппликату центра парусности.

Используем документ « Боковой вид» (Приложение 3)

Au = S Si (1,02)                                         (3.13)

Au = 1728, 99 м2

Zп = (SS i i– S17 · Z17) / Au                                    (3.14)

Zп = 13, 95 м;

Определяем pu по таблице 2.1.2.2. из Регистра.

Pu = 1216 Па = 124 кгс/м2;

3.1.9.4   Определяем Mu.

Mu = 1933,27 тм;

Определяем амплитуду качки q1 .

q1 = X1*X2*Y                                             (3.15)

Для нахождения величин X1,X2,Y используем соответствующие таблицы Регистра.

По таблице 2.1.3.1-1 находим Y:

h = 0, 6 м;

B = 17, 3 м;

= 0,048 |=> Y = 25°

По таблице 2.1.3.1-3 находим X2:

CB= (1,025P)/(LBdср) = 0, 70                    (3.16)

X2= 1,0

По таблице 2.1.3.1-2 находим X1:

B = 17, 3 м; dср =4,93 м; B/d = 17,3/4,93=3,5

X1 = 0, 8;

Вычисляем значение q1:

q1 = 25°·1,0·0,8 = 20°

Определяем MO по диаграмме динамической остойчивости. (Приложение 5)

Вправо от начала координат откладываем условную расчетную амплитуду качки q1 = 20 0 и через полученную точку a проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с диаграммой в точке b. Через точку b проводим прямую, параллельную оси абсцисс, и на ней влево от точки b откладываем отрезок bc=2q1=400. Из точки c проводим касательную cd к диаграмме. На оси абсцисс откладываем отрезок ce=57.30 . Из полученной точки e восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с касательной cd в точке f . Отрезок ef равен плечу опрокидывающего момента lопр.

lопр = 0,7 м;

Находим опрокидывающий момент.

MO = P·lопр                                                                                             (3.17)

MO = 6740,89 0,7 = 4651,22 тм;

Находим величину критерия погоды К.

К = MO / Mu                                            (3.18)

К= 2,406 > 1;

Определяем соответствие диаграммы статической остойчивости  требованиям Регистра.

Для данного судна максимальное плечо диаграммы статической остойчивости должно быть не менее 0.20 м при угле крена qMAX = 60°>=30°.

Для имеющейся диаграммы статической остойчивости  это требование удовлетворяется.

Предел положительной статической остойчивости (закат диаграммы статической остойчивости) более 60°,что удовлетворяет требованиям Регистра.

Исправленная начальная метацентрическая высота должна быть не менее 0.057 ширины судна, а также должна быть положительной.

B = 17, 3 м;

h0 = 0, 6 м;                                       |=> Указанные требования выполняются

h0 > B·0.003 = 0,051 м

Определяем изменение метацентрической высоты при взятии на подвес всеми стрелами максимального груза.

Dh = – (Sрi/ P0) lпi                                               (3.19)

где Ро – начальная загрузка Таблица №1, т; рi – грузоподъемность стрелы при одиночной работе, т; lпi – длина подвеса каждой стрелы, т;

Dh= – (р1lп12lп 23lп 34lп 45lп 56lп 6)/P0      (3.20)

р1 = р2 = р3 = р4 = р5 = р6 =3 т;

lп1 = 15 м; lп 2 =13; lп 3 =21,5 м; lп 4 = 17 м; lп 5 = 21,5 м; lп 6 = 27,5 м.

Dh = 0, 3585 м;

Определяем вес груза, который необходимо переместить с борта на борт, чтобы оголить борт в районе мидель шпангоута для ремонта части погруженной обшивки судна. Поврежденное место находится ниже ватер линии на 30% средней осадки судна при исходном варианте загрузки.

tgq=(1/3·dcp)/(B/2)                                   (3.21)

Mkp=p·ly·cosq                                          (3.22)

где р – вес груза который нужно переместить, т;

ly – расстояние на которое перемещаем груз поперек судна, м;

ly = 0,8В – расстояние между цистернами

Mkp = Мв                                                 (3.23)

p·ly·cosq = Ро·h·sinq                                (3.24)

tgq = (p·ly)/(Ро·h)                                               (3.25)

(1/3·dcp)/(B/2) = (p·ly)/(Ро·h)                   (3.26)

следовательно

р = (Ро·h 1/3 dcp)/(B/2 ly)                        (3.27)

р = 60,938 т;

Определить угол крена от ровного ветра 9 баллов при наклонении с прямого положения.

Pv = 400 н/м2 – удельное сопротивление ветра при силе ветра 9 баллов по шкале Бофорта.

Пользуясь значениями указанных исходных данных определяем величину

кренящего статического момента.

Mkpст = 0,001·Av·Pv·(zп – dср / 2)          (3.28)

где 0,001 Av Pv – аэродинамическая сила, т; (zп – dср/2) – плечо силы, м;

Mkpст = 7941,177 кН/м2   = 809,49 тм;

Плечо кренящего момента

Lсткр = Mkpст / Ро                                               (3.29)

Lсткр = 0,1395 м;

По ДСО определяем искомый угол q = 11°

Используя, ДСО определяем предельный угол статического крена, максимальный статический кренящий момент, начальную поперечную метацентрическую высоту и сравниваем ее значение с найденным в № 2.

Предельный угол статического  крена соответствует максимуму ДСО.

Определяем qпредст

qпредст = 60°

По ДСО находим lmax крст

lmax крст = 1,34;

Mmax крст = P lmax крст                                    (3.30)

Mmax крст = 7771, 1156 тм

Определяем максимальный вес груза, который может быть перемещен по вертикали из трюма в твиндек или на палубу без опасности для остойчивости судна.

p = Po Dh / (z2 –z1)                                              (3.31)

где p – вес перемещаемого груза;

Dh – разность между min и исходной h;

Dh = h – hmin ;

z2, 1 –координаты центра тяжести перемещаемого груза;

Из бокового вида z2 –z1 = 12,4м

hmin= B·0.003 = 0.052 м

тогда p = 254, 69 т.

 

4 Расчет по обеспечению всплытия судна, сидящего на мели

 

Определяем реакцию грунта и точку ее приложения при посадке на мель неповрежденного судна, считая, что осадка носом и осадка кормой на грунте равны:

dнгр = 3,15 м; dн = 3,5 м;

dкгр = 7,98 м; dк = 7,6 м;

dср= 5,565м.

Считаем, что судно водонепроницаемо и опирается на камень в одной  точке. Тогда к силам, действующим до посадки на мель на судно ,т.е. К весу P и силе плавучести g*V ,добавляется третья сила – реакция опоры. Величину этой реакции и абсциссу точки ее приложения можно определить по формулам:

R = P – Pгр ,                                                        (4.1)

где R – реакция грунта;

Pгр –водоизмещение судна на мели.

По диаграмме осадок, используя значения  dнгр и  dкгр м, определяем величины Pгр и MX.(Приложение1)

Pгр =  7000 т;

MXгр = -33500 тм;

R = -259,11 т;

Находим абсциссу точки приложения:

XR = (P Xg – Pгр Xгр) / R;                                     (4.2)

XR = (MX -MXгр) / R                                 (4.3)

XR = -33,92806 м;

Оценить начальную остойчивость судна, сидящего на мели, и проследить за изменением начальной остойчивости при отливе. Определить предельный уровень, до которого вода может опуститься без опасности для остойчивости судна. Судно имеет положительную остойчивость, если выполняется условие

MВ = (γ Vгр Zmгр – Po zg) sinq                         (4.4)

γ Vгр Zmгр – Po zg > 0                                               (4.5)

γ Vгр Zmгр > Po zg                                                                         (4.6)

MZ > Po zg                                                                                          (4.7)

Изменение остойчивости судна во время отлива вызвано изменением силы плавучести g Vгр  и аппликаты поперечного метацентра.

Определяем величины Vгр  и Zmгр  из гидростатических кривых  для разных осадок. Значения осадок получим, изменяя среднюю осадку с шагом

Dd = – 0.1 м

g = 1,025 кгс/м3.

 

Зависимость γ Vгр Zmгр от dсргр

Таблица 10. Зависимость γ Vгр Zmгр от dсргр

dср Vгр Zmгр у · Vгр · Zmгр
5,3 6066,666667 7,133333333 44357,444
5,4 6200 7,133333333 45332,333
5,5 6333,333333 7,133333333 46307,222
5,6 6466,666667 7,133333333 47282,111
5,7 6600 7,133333333 48257
5,8 6733,333333 7,133333333 49231,889
5,9 6866,666667 7,133333333 50206,778

 

На основе полученных данных строим график зависимости произведения g Vгр Zmгр от средней осадки судна и с его помощью определяем минимально допустимую осадку судна. (Приложение 8)

dср min= 5,009 м;

Определяем  вес и абсциссу ЦТ грузов, при снятии которых судно всплывает над грунтом, имея под днищем запас воды

a =0,3 м.

Для всплытия аварийного судна необходимо, чтобы ватерлиния всплытия  проходила ниже аварийной и под днищем имелся запас воды.

Определяем осадки оконечностей судна по ватерлинию всплытия

dн вспл  = dнгр – a;                                         (4.8)

dк вспл  = dкгр – a;                                         (4.9)

dн вспл =  2,85 м;

dк вспл  = 7,68 м;

По диаграмме осадок определяем (Приложение1):

Pвспл = 6400 т;

MX  = -30500 тм;

Определяем вес снимаемого груза

Pгр = P – Pвспл  = 340,89 т;

Определяем абсциссу ЦТ

Xгр = (P*Xg– Pвспл  Xg  вспл)/Р;             (4.10)

Xгр = 16,98 м;

Поскольку в точке с абсциссой, равной Xгр, отсутствует груз весом Pгр ,то всплытие судна с мели обеспечивается снятием нескольких грузов, общий вес которых и координата ЦТ равны соответственно Pгр и Xгр. Другими словами, снятие нескольких грузов заменяют снятием одного эквивалентного груза, параметры которого вычисляются по формулам:

Pгр = S pi;                                            (4.11)

Xгр = Spi *Xi / pгр;                                (4.12)

Pгр = 340, 89 т;

Xгр = 16, 98 м;

 

Выполнить расчеты по снятию судна с мели за счет изменения дифферента

Исходя из того, что судно сидит на камне без крена и рельеф грунта под днищем позволяет менять дифферент, то всплытие судна можно обеспечить соответствующим продольным перемещением груза при условии, что точка касания судном камня расположена достаточно близко от оконечности.

Определяем осадку судна над точкой касания.

dср= 5,565 м.

tg yгр  = (dнгр  – dкгр ) / L,                                     (4.13)

где yгр  – угол дифферента судна, сидящего на мели

tg yгр  = -0,0483;

dA = dср гр  + XR tg yгр;                               (4.14)

dA = 3,926 м;

Дифферент, при котором средняя осадка судна на грунте будет равна первоначальной, может быть определен из уравнения:

dН ВСПЛ  – dК ВСПЛ = (dA – d ) L/ XR,            (4.15)

где dН ВСПЛ  ,dК ВСПЛ – осадки носом и кормой, при которых произойдет всплытие судна с камня за счет изменения дифферента без запаса воды под днищем.

dН ВСПЛ  – dК ВСПЛ = -3,5 м;

b = -3.5м

Для построения кривой дифферента зададимся различными значениями  dНВСПЛ  , dК ВСПЛ.

dН ВСПЛ = dК ВСПЛ + b

 

Нахождение кривой дифферента

Таблица 11. Нахождение кривой дифферента

d квспл 8 7,5 7 6,5 6 5,5
d нвспл 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0

 

Наносим кривую дифферента на диаграмму осадок судна и по точке пересечения с прямой начального водоизмещения P определяем требуемый статический момент судна относительно плоскости миделя и абсциссу ЦТ судна.

MX вспл = -18200 тм;

Определяем дифферентующий момент.

Мдиф = P (Xg вспл – Xg);                             (4.16)

Мдиф = -5791,1 тм;

5 .Расчет непотопляемости  аварийного судна

 

Определить посадку и начальную остойчивость судна после затопления указанного в задании отсека 3 категории.

Для решения этой задачи исходными данными являются параметры посадки и остойчивости неповрежденного судна:

V – объемное водоизмещение;

V = 6333, 3 м3;

So – площадь ватерлинии;

So = 1366,7 м2;

Xf – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Xf = 0,833 м

H и h – продольная и поперечная метацентрические высоты;

ZM = 190 м;

Zg = 6,15 м;

H = ZM– Zg= 183, 85 м;

h = 0,65 м ;

d н , d к , dср – осадка на носовом и кормовом перпендикулярах и на миделе;

L – длина между перпендикулярами;

dср = 5,55 м;

dк = 7,6 м;

dн = 3,5 м;

Расчет выполняется по методу постоянного водоизмещения по следующей последовательности.

Потерянная площадь ватерлинии

S = So – S                                                 (5.1)

где So – площадь ватерлинии, м2; S – площадь сечения трюма, м2;

S = l b                                                       (5.2)

где l – длина трюма, м; b- ширина трюма, м;

 

S = 17,3*11,5 = 198,95 м2;

l = 11, 5 м;

b = 17, 3 м;

S = 1167, 75 м2;

Находим изменение dср после затопления отсека

∆d = υ/ S                                                  (5.3)

где υ – объем воды в затопленном отсеке

υ = μ Vтр                                                                                      (5.4)

где μ – коэффициент для загруженного трюма μ = 0,85;

Vтр – теоретический объем отсека по ватерлинию, м3;

Vтр = l b t                                                  (5.5)

где t – уровень воды в трюме, м;

Vтр = 716,22 м3;

υ = 608,787 м3;

∆d = 0,5213 м;

Определяем координаты ЦТ действующей площади  ватерлинии .

Xf = (So Xf – S Xs) / S                              (5.6)

где Xf и yf – координаты центра тяжести действующей ватерлинии, м;

Xs и ys – координаты потерянной площади ватерлинии, м;

XS =22 м;

Xf = -2,772 м;

Yf = – S ys/S’ = 0

Определяем потерянные моменты инерции площади ватерлинии.

ipx = isx + S ys2 + S(yf)2                             (5.7)

ipy = isy + S Xs2+ S(Xf)2 – So Xf2                         (5.8)

где isx и isy – собственные центральные моменты инерции потерянной площади  ватерлинии относительно осей параллельных координатным

ipx и ipy – потерянные моменты инерции площади ватерлинии

isx = k l b3                                                  (5.9)

isy = k l3 b                                                  (5.10)

где k – безразмерный коэффициент зависящий от формы потерянной площади ватерлинии

k = 0.0833

isx = 4959,994 м4

isy = 2191,717 м4

ipx = 4959,994 м4

ipy = 106323,0092 м4

Найдем поперечную метацентрическую высоту аварийного судна

haв = h + (υ / V) (dcp + ∆d / 2 – Z– ipx  / υ)                      (5.11)

haв = 0,0793 м;

Найдем продольную метацентрическую высоту аварийного судна

Haв = H + υ / V (dcp + ∆d / 2 – Z – ipy/ υ)                      (5.12)

Haв = 167,274 м;

Определим угол крена и дифферент аварийного судна

θ = υ (ys – yf) / (V haв)

θ = 0°

ψ = (υ (xs – xf)) / (V Haв )                                    (5.13)

ψ= 0,014 рад = 0, 8°

Найдем dн ав и dк ав аварийного судна

dн ав = dн + ∆d + (L/2 – Хf) ψ                               (5.14)

dн ав = 4,77 м;

dк ав = dк + ∆d – (L/2 + Хf) ψ                               (5.15)

dк ав = 7,449 м;

Вычисляем коэффициент поперечной остойчивости

Кθ = Ро haв                                                 (5.16)

 Кθ = 534,8138 тм;


Оценить изменение остойчивости судна в процессе откачки воды из затопленного отсека после заделки пробоины.

При решении задачи следует иметь в виду, что после заделки пробоины заданный отсек 3й категории становится отсеком 2й категории. Наибольший средний уровень воды в отсеке tυ на момент заделки пробоины определяется путем нанесения на чертеж бокового вида судна аварийной ватерлинии по осадкам dн ав и  dк ав. Изменение остойчивости судна в процессе откачки воды из отсека 2й категории вызвано не только изменением координат центра тяжести судна, но и непрерывным уменьшением его водоизмещения. Поэтому контроль остойчивости в процессе осушения отсека необходимо осуществлять по коэффициенту поперечной остойчивости Кθ, учитывающему изменение и метацентрической высоты и водоизмещения аварийного судна. Кроме того, метацентрические высоты поврежденного судна, найденные по методу приема груза и постоянного водоизмещения для одного и того же варианта затопления, будут неодинаковы, а коэффициент поперечной остойчивости независимо от метода расчета будет один и тот же.

∆d = υ/ S                                                  (5.17)

Vaв = V + υ                                                (5.18)

haв = h + (υ (dcp + ∆d/2 – h – Z– isx/υ)) / Vaв                           (5.19)

Haв = H + υ/Vaв (dcp + ∆d / 2 – H – Zs – isy/ υ)               (5.20)

ψ = υ (xs – xf ) / Vав Haв                                      (5.21)

dн ав = dн + ∆d + (L/2 – Хf) ψ                               (5.22)

dк ав = dк + ∆d – (L/2 + Хf) ψ                               (5.23)

Кθ = γ Vaв haв                                             (5.24)

Все необходимые вычисления сведены в таблицы, составленные для удобства вычислений в обратном порядке последовательного заполнения отсека 2й категории (шаг 0,25).

 

Вычисление по отсеку 2-ой категории

Таблица 12. Вычисление по отсеку 2-ой категории.

т υ Xs Ys Zs Isx Isy
0 0 22,00 0,00 0 4959,994 2191,7177
0,25 42,276 22,00 0,00 1,82 4959,994 2191,7177
0,5 84,553 22,00 0,00 1,95 4959,994 2191,7177
0,75 126,830 22,00 0,00 2,08 4959,994 2191,7177
1 169,107 22,00 0,00 2,21 4959,994 2191,7177
1,25 211,384 22,00 0,00 2,34 4959,994 2191,7177
1,5 253,661 22,00 0,00 2,47 4959,994 2191,7177
1,75 295,938 22,00 0,00 2,6 4959,994 2191,7177
2 338,215 22,00 0,00 2,73 4959,994 2191,7177
2,25 380,491 22,00 0,00 2,86 4959,994 2191,7177
2,5 422,768 22,00 0,00 2,99 4959,994 2191,7177
2,75 465,045 22,00 0,00 3,12 4959,994 2191,7177
3 507,322 22,00 0,00 3,25 4959,994 2191,7177
3,25 549,599 22,00 0,00 3,38 4959,994 2191,7177
3,5 591,876 22,00 0,00 3,51 4959,994 2191,7177
3,75 634,153 22,00 0,00 3,64 4959,994 2191,7177
4 676,43 22,00 0,00 3,77 4959,994 2191,7177

 

Изменение Kθ аварийного судна

Таблица 13. Изменение Kθ аварийного судна.

T, м Vав, м3 ∆d, м hав, м Hав Ψ, рад dнав, м dкав, м
0 6333,3 0 0,65 183,85 0,00002128 3,50 7,60 4219,56
0,25 6375,576 0,2125 -0,118 182,30 0,00002131 3,71 7,81 -775,33
0,5 6417,853 0,425 -0,102 181,11 0,00002131 3,93 8,02 -677,01
0,75 6460,130 0,6375 -0,086 179,95 0,00002131 4,14 8,24 -569,49
1 6502,407 0,85 -0,067 178,79 0,00002131 4,35 8,45 -452,76
1,25 6544,684 1,0625 -0,048 177,66 0,00002131 4,56 8,66 -326,82
1,5 6586,961 1,275 -0,028 176,54 0,00002130 4,78 8,87 -191,68
1,75 6629,238 1,4875 -0,006 175,43 0,00002130 4,99 9,09 -47,32
2 6671,515 1,7 0,0155 174,34 0,00002130 5,20 9,30 106,24
2,25 6713,791 1,9125 0,0390 173,27 0,00002130 5,41 9,51 269,02
2,5 6756,068 2,125 0,0636 172,21 0,00002129 5,63 9,72 441,00
2,75 6798,345 2,3375 0,0892 171,16 0,00002129 5,84 9,94 622,19
3 6840,622 2,55 0,1158 170,13 0,00002129 6,05 10,15 812,59
3,25 6882,899 2,7625 0,1434 169,12 0,00002128 6,26 10,36 1012,19
3,5 6925,176 2,975 0,1720 168,11 0,00002128 6,48 10,57 1221,01
3,75 6967,453 3,1875 0,2014 167,12 0,00002127 6,69 10,79 1439,03
4 7009,73 3,4 0,231 166,1 0,00002127 6,90 11,00 1666,26

 

Построим график изменения Kθ аварийного судна в процессе откачки воды из поврежденного отсека после заделки пробоины.

 

 

Рисунок 6. График изменения Kθ.

 

 

 

Список используемой литературы

 

  1. Андреенков В. Г. Теория судна (конструкция корпуса судна, судовые устройства и системы): учеб. пособие / В. Г. Андреенков, А. В. Самохвалов; Новороссийская гос. морская акад. – 2-е изд. – Новороссийск: НГМА, 2001. – 176 с.
  2. Кацман Ф. М. Теория и устройство корабля: учебник для вузов / Ф. М. Кацман, Д. В. Дорогостайский. – Л.: Судостроение, 1979. – 279 с.
  3. Правила классификации и постройки морских судов: В 3-х т. Т. 1: Морской Регистр Судоходства – Л.: Транспорт, 1995. – 428 с.
  4. Теория и устройство судов: метод. руководство по разработке курсового проекта «Расчет посадки, остойчивости и непотопляемости судна в процессе эксплуатации» / сост.Ю. И. Юдин, А. А. Соловьев. – Мурманск: МГАРФ, 1993. – 36 с.
Опубликовать на своей стене в:

Комментарии к статье

Ваш email не будет опубликован. Заполните поля отмеченные *

*

5 × четыре =

Яндекс.Метрика