м
(2.3)
м
2.4 Нахождение поперечной метацентрической высоты для данного случая нагрузки.
Метацентрическая высота вычисляется по формуле:
; (2.6)
где - аппликата поперечного метацентра находится по гидростатическим таблицам в зависимости от водоизмещения судна в заданном случае нагрузки. При необходимости должна быть сделана интерполяция.
Из таблицы следует, что для моего случая =5,69 м.
Подставляем значение в формулу 2.5:
м
Исходя из полученного результата и данных в приложении Г, можно судить, что остойчивость судна считается обеспеченной, т. к hрасч.>hmin=0,80 м
Часть 3.
РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ СТАТИЧЕСКОЙ И
ДИНАМИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ.
3.1 Расчет плеч статической и динамической остойчивости.
Рисунок 3.1 - Пантокарены.
Плечи статической остойчивости диаграммы статической остойчивости определяют с помощью интерполяционных кривых плеч остойчивости формы (пантокарен) , приведенных выше. На пантокаренах проводят вертикаль через точку на оси абсцисс, соответствующую расчетному водоизмещению судна М. Точки пересечения вертикали с кривыми для различных углов крена дают значения плеч остойчивости формы . Далее плечи статической остойчивости вычисляются по формуле:
(3.1)
Таблица 3.1 - Расчёт плеч диаграмм статической и динамической остойчивости
|
Расчетные величины |
|
|
углы крена θ, градус |
|||||||||
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
|||
|
, м |
0 |
1,0 |
2,0 |
2,82 |
3,53 |
3,92 |
4,2 |
4,2 |
4,0 |
3,7 |
||
|
sin θ |
0 |
0,17 |
0,34 |
0,5 |
0,64 |
0,76 |
0,86 |
0,93 |
0,98 |
1 |
||
|
, м |
0 |
0,7293 |
1,458 |
2,145 |
2,745 |
3,260 |
3,689 |
3,989 |
4,20 |
4,29 |
||
|
, м |
0 |
0,2707 |
0,541 |
0,675 |
0,784 |
0,659 |
0,510 |
0,210 |
-0,204 |
-0,59 |
||
|
Интeгpaльныe суммы |
0 |
0,2707 |
1,082 |
2,299 |
3,758 |
5,202 |
6,372 |
7,093 |
7,099 |
6,305 |
||
|
0 |
0,0236 |
0,094 |
0,200 |
0,328 |
0,453 |
0,555 |
0,618 |
0,619 |
0,549 |
|||
После расчета данных, занесенных в таблицу, составляем график статической и динамической остойчивости:
Рисунок 3.2 - Диаграмма статической остойчивости.
Рисунок 3.3 - Диаграмма динамической остойчивости.
3.2. Проверка параметров диаграммы статической остойчивости на соответствие нормам остойчивости Регистра судоходства России.
По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем максимальное плечо статической остойчивости lmax, соответствующий ему угол крена qmax и угол заката диаграммы qзак и сравниваем их с требуемыми Регистром.
Регистр требует, чтобы lmax было не менее 0,20 м для судов, длина которых не менее 105 м при угле крена qmax ³300. Угол заката диаграммы должен быть не менее 600.
Из Рисунка 3.2 видно, что lmax=0,78 м, qmax=400, qзак=750, значит параметры диаграммы статической остойчивости соответствуют нормам остойчивости Регистра судоходства России.
По диаграмме статической остойчивости (Рисунок 3.2) определяем графическим способом начальную метацентрическую высоту (проводим касательную к графику и восстанавливаем перпендикуляр из точки q =1 рад), которую сравниваем со значением, рассчитанным во 2 части.
LQ(q=1 рад=57,3°)=1,4= h=1,4 м.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСАДКИ И ОСТОЙЧИВОСТИ СУДНА В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ.
4.1. Определение посадки и выполнение контроля остойчивости судна после приёма в промежуточном порту палубного груза.
Груз размещается на люковых крышках. Высота штабеля равна 2,8 м, ширина равна ширине крышки люка.
Принимаем палубный груз. Так как на судно грузится груз с малым удельным погрузочным объемом (m=0,8 м3/т) и грузоподъемность использована полностью, то условно считаем, что с судна выгружено в промежуточном порту 100 т груза таким образом, что его центр тяжести не изменился, и принят палубный груз в количестве 100 т.
В нашем случае масса палубного груза: mгр = 100 т
Аппликата центра тяжести принимаемого на палубу груза вычисляется по формуле:
Zгр = H+hkом+1,4 (4.1)
где Н - высота борта судна, H=6 м (см. Часть 1);
hkом - высота комингса люка, определяем по схематическому чертежу судна (Рисунок 1.1) с учетом масштаба по высоте hk=1,3 м , тогда
Zгр=6+1,3+1,4=8,7 м
Абсциссу центра тяжести палубного груза xгр определим из условия, что абсцисса центра тяжести судна не изменилась. Для этого вычтем в формуле (2.7) в числителе момент 100*Xi, а в знаменателе mгр=100 т, т.е. разгрузим судно (где Xi – это абсцисса центра тяжести 2-го трюма - см. таблицу 1.1).
(4.2)
м
Xгр=13,5 м
Длину груза определим, учитывая допустимое давление на крышки люков (таблица 2.1). Площадь груза определяется по формулам:
(4.3)
(4.4)
где Sгр, lгр, bгр – соответственно площадь, длина и ширина палубного груза, м;
qдоп – допустимое давление на крышки люков (таблица 2.1).
Получаем:
Так как принимаемый палубный груз малый используем формулу для приёма и снятия малого груза:
(4.5 –4.6)
где q - число тонн, изменяющих осадку на 1 см,
q=13,77 т/см (определяется по Приложению Г[1]);
М =5024,88 т, h=1,40 м (см. Часть 2)
d=4 м (см.Часть 1)
dd= 100/13,77=7,26 см = 0,0726 м, тогда
dh=100/(4924,88+100)*(4+0,0726/2-8,7-1,4)= -0,12 м,
тогда метацентрическая высота судна с палубным грузом будет вычисляться по формуле:
h1 = h + dh (4.7)
где h - метацентрическая высота (см. Часть 2)
h1=1,40+(-0,12)=1,28 м
Изменения осадок носом и кормой при приёме груза находят по формулам:
ddн=tн*mгр/10
(4.8)
ddк=tk* mгр/10
Значения tн и tk определяются с помощью таблицы изменений осадки от приёма 10 т груза (Рисунок 4.1).
Из таблицы Рисунка 4.1 для осадки d = 4 м получаем значения
tн и tk: tн = 1,2 см и tk = 0,29 см, тогда
ddн = 1,2*100/10=12 см
ddк = 0,29*100/10 =2,9 см
4.2. Определение угла крена судна от неудачно размещённого груза массой mгр=100т с координатой у=-0,50 м.
Если груз размещён неравномерно по ширине, то судно получит статический крен, который определяется формулой:
(4.9)
где m = 100 т - масса неудачно размещённого груза;
у = - 0,50 м - координата неудачно размещённого груза;
h = 1,40 м - метацентрическая высота (см. Часть 2)
