Определение V, xc, zc при посадке судна прямо и на ровный киль

Расчет V при заданной осадке(Т), может быть выполнен с использованием:

– ординат теоретического чертежа корпуса судна;

– строевой по шпангоутам (рис. 1.11);

– строевой по ватерлиниям (см. зависимость S = f(z) на рис. 1.10).

Расчет V с использованием ординат теоретического чертежа и строевых выполняется по форме табл. 1.3.

Координаты x_с и z_с центра величины рассчитываются по форме табл. 1.4 (см. п.1.3 пособия).

При решении производственной задачи определения водоизмещения по осадке или наоборот – осадки по водоизмещению, используют кривую объемного водоизмещения (V) (рис. 2.9).

Для значительной части морских судов и смешанного (река-море) плавания кривая V, при малых осадках, расположена почти вертикально, а затем постепенно отходит от вертикальной оси. Это обусловлено тем, что площадь нулевой ватерлинии у этих судов равна нулю, либо мала (см. рис. 2.9). На участке, где судно имеет вертикальные борта, S практически не зависит от осадки и кривая V приближается к наклонной прямой линии.

Рис. 2.9. Кривые плавучести

В эксплуатационной практике широко используется график – «грузовой размер».

Грузовой размер – это графическая зависимость массового водоизмещения (D) от осадки (рис. 2.10). соотношение между V и D определяется формулой , где r – плотность воды.

Если судно эксплуатируется в пресной и морской воде, то для него рассчитываются кривые , соответствующие этим условиям.

Грузовой размер позволяет, например, определить изменение осадки (DТ_гр) в результате приема груза массой Р_гр или изменение осадки (DТ) судна, имеющего массовое водоизмещение D_гр, при его переходе из реки в море (см. рис. 2.10)

Рис. 2.10. Грузовой размер:

а) – пресная вода; б) – морская вода

Наряду с грузовым размером на судне пользуются грузовой шкалой (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Грузовая шкала

Она содержит шкалы взаимосоответствующих значений следующих показателей по судну: осадки; массового водоизмещения; дедвейта (полной грузоподъемности); количества тонн, изменяющих осадку на 1 см; момента создающего дифферент в 1 см; высоты надводного борта.

Грузовая шкала в судовых условиях широко используется для определения массы принятого или снятого груза.

Грузовой размер и грузовая шкала рассчитываются для посадки судна прямо и на ровный киль; такая посадка определяется одним показателем – Т.

Посадка судна в процессе его эксплуатации (необходимая для последующего решения задач по грузовому размеру и грузовой шкале), определяется с использованием шкал углубления, которые наносятся на обоих бортах на носу, корме и в районе миделя (рис. 2.12).

В носовой оконечности шкала углубления изображается по обводу форштевня, а в корме – вертикально; средняя шкала наносится вблизи миделя. На схеме также показываются носовой (НП) и кормовой (КП) перпендикуляры.

Высота наносимых цифр – 10 см; число на шкале указывает углубление в дециметрах. Число соответствует углублению по нижний уровень его записи на шкале.

Рис. 2.12. Шкалы углубления:

НП – носовой перпендикуляр; КП – кормовой перпендикуляр

Шкалы углубления дают габаритное погружение, т.е. учитывают конструкции, закрепленные на корпусе и выступающие за основную плоскость. На большинстве водоизмещающих судов такие конструкции отсутствуют; на этих судах шкалы углубления показывают осадку судна, т.е. отстояние основной плоскости от поверхности воды, например, в районе миделя ( , см. рис. 2.12).

Если судно имеет крен, то осадку (углубление) следует принимать как среднее по значениям, снятым (считанным) со шкал на обоих бортах. Угол крена может быть определен по разности осадок на правом и левом бортах, считанных на миделе

,

где В – ширина корпуса в месте расположения шкал углубления.

Схема размещения шкал углубления имеется в «Информации об остойчивости и непотопляемости судна», которая выдается на судно [6] [7].

С использованием грузового размера и грузовой шкалы в эксплуатационной практике решаются задачи, как при прямой посадке судна, так и при малых значениях дифферента (y < 3°).

При наличии дифферента со шкал углубления судна снимаются значения , и осадка на миделе ( ); со схемы размещения шкал снимаются отстояния чисел на шкалах углубления от миделя (l_н, l_к, см. рис. 2.12). С использованием считанных показателей рассчитывается осадка Т_f по шпангоуту, в плоскости которого находится поперечная ось вращения судна при продольном наклонении. Эта ось проходит через центр тяжести площади ватерлинии ВЛ₀ (т. F, см. рис. 2.12). Исходя из геометрического посыла, нетрудно получить формулу

(2.2)

где

xf

–

абсцисса центра тяжести площади ватерлинии ВЛ0; определяется по графику рис. 2.8 с использованием снятого значения осадки на миделе .

По полученному значению Т_f с использованием грузового размера или грузовой шкалы определяется значение D, а затем V.

В тех случаях, когда требуется определить водоизмещение с возможно меньшей погрешностью, к его значению, снятому с грузовой шкалы или грузового размера, вводят поправку. Последняя учитывает следующее обстоятельство. Грузовая шкала и грузовой размер строятся в предположении, что корпус судна является абсолютно жестким телом. Однако, в частности, при проведении погрузки (выгрузки) судна он может деформироваться.

Поправка на изгиб корпуса приближенно определяется выражением

,

Последняя рассчитывается по формуле

(2.3)

где		–	осадка корпуса на миделе, снятая по миделевой шкале осадок;
		–	средняя осадка на миделе, получаемая расчетом, исходя из осадок, считанных с носовой и кормовой шкал (см. формулу (2.3);
	–	геометрические характеристики, представленные на рис. 2.12.

Окончательное водоизмещение (D_пол) судна

,

Координаты центра величины (x_с, z_с) для судна, имеющего посадку прямо и на ровный киль определяются при известном значении V или Т по графику рис. 2.9.