Расчеты посадки, остойчивости и общей прочности судна при разработке грузового плана и мореходных качеств судна, страница 3

Считается, что зона сильной качки расположена между вертикалями, проведенными через точки пересечения горизонтали с кривыми τ1=Tθ/0,7 и τ2=Tθ/1,3. Эта зона нанесена на приложенной к данному курсовому проекту диаграмме Ремеза.

Нерегулярное волнение.

При нерегулярном волнении в диаграмму входят с высотой волны 3%ой обеспеченности («на глазок» определяют высоту последовательных 100 волн, из которых выбирают 3 волны, имеющие высоту более h = 3%). В задании на курсовой проект высота волны h = 3% задана.

При входе с высотой волны резонансную зону определяют в следующем порядке:

·  Из точек на шкалах А и В, соответствующих высоте волны h = 3%, проводят горизонтали до пересечения с кривой, отвечающей собственному периоду бортовой качки судна Tθ;

·  Из найденных точек пересечения горизонталей с кривой Tθ опускают вертикали, которые в нижней части диаграммы ограничивают пределы, внутри которых располагаются сочетания V2 и φ, отвечающие резонансу.

Для определения зоны сильной качки проводят вертикаль через крайнюю левую точку участка кривой Тθ/0,7 заключенного между горизонталями, проходящими через ось соответствующие данной высоте волны точки шкал А и В, а так же вертикаль через крайнюю правую точку участка кривой Тθ/1,0 заключенного между указанными горизонталями. Эти вертикали в нижней части диаграммы являются границами зоны сильной качки.


Определение суммарного угла дрейфа.

Абсолютное значение угла ветрового дрейфа в радианах.

Абсолютное значение угла ветрового дрейфа в радианах определяется формулой:

βв = -p+√p²+√q

в которой p и q определяются выражениями:

p = πТ/LCd

q = (A/Cd)*(Vвк/V)²*(2la+1)*|sinψвк|,

где Т – средняя осадка судна при выходе из порта А, м;

Cd – коэффициент поперечной гидродинамической силы на корпусе;

Cd = (1,3/β)-0,22B/T

β – коэффициент полноты площади мидель-шпангоута (принять β = 0,97);

А – безразмерный коэффициент;

А = K2*(ρв/ρ)*(Sп/LT)

K2 = 0,8 – коэффициент поперечной составляющей аэродинамической силы;

ρв – плотность воздуха равная 0,00123 т/м³

ρ – плотность морской воды равная 1,025 т/м³

Sп – площадь боковой парусности судна, м²

Sп = Sпо+L(T0-T)

V – скорость хода судна, м/с

la – относительное плечо аэродинамического момента;

xп – абсцисса центра парусности, м.

Tн и Tк – осадки носом и кормой при выходе из порта А;

Vвк – скорость кажущегося ветра, м/с

Ψвк – угол между направлением кажущегося ветра и диаметральной плоскостью судна.

Знак угла ветрового дрейфа, абсолютное значение которого определяется направлением ветра относительно судна: если ветер с правого борта, то угол βв берется со знаком «-» (против часовой стрелки по отношению к истинному курсовому углу судна).

Абсолютное значение угла сноса на течении определяется следующей формулой:

βт = |arctg[Vтsin(ψт-ψ)/{V+Vтcos(ψт-ψ)|, где

Vт – скорость течения, м/с;

ψт – направление течения («из компаса»), град;

ψ – истинный курсовой угол судна.

Знак угла сноса судна на течении, определяется направлением течения относительно судна: если течение в правый борт, то угол βт берется со знаком минуса.

Суммарный угол дрейфа

Суммарный угол дрейфа определяют алгебраической суммой βт и βв.


Расчетная часть


Часть 1.

1.  Распределение генерального груза по трюмам 1, 2 и 5, а так же зерна в трюма 2 и 3.определение центра тяжести груза по трюмам.

Удельный погрузочный объем генерального груза (м³/т) – 1,6.

Удельный погрузочный объем зерна в трюме №3 1,5 (м³/т)

Удельный погрузочный объем зерна в трюме №4 1,1 (м³/т)

Трюм №1.

Объем трюма: 1760 м³

Количество груза: 1760/1,6 = 1100 т, z1=8,4 м.

Трюм №2.

Объем трюма: 2200 м³

Количество груза: 2200/1,6 = 1375 т, z2=6,4 м.

Трюм №5.

Объем трюма: 2300 м³

Количество груза: 2300/1,6 = 1437,5 т, z5=6,31.

Всего генерального груза можно разместить по трюмам 3912,5 т.

Трюм №3.

Объем трюма: 2460 м³

Масса зерна: 500 т.

Объем зерна: 800 м³, z3=2,85 м.

Трюм №4.

Объем трюма: 2460 м³

Масса зерна: 1200 т

Объем зерна: 1320 м³, z4=3,94 м.

Расчеты выполнены по схеме размещения груза.


2. Расчеты посадки, остойчивости и общей продольной прочности.

Отход из порта A.

z = Mz/Dw = 37378,43/6667,5 = 5,61

x = Mx/Dw = 42374,5/6667,5 = 6,36

Поправка ΔMh на свободные поверхности в цистернах запасов из таблицы Судовые запасы и поправки ΔMh для 100% запасов.

По предварительным расчетам, без балласта Dw=6397,5 т, Mx=39274,5т*м. На Диаграмме осадок носом и кормой это соответствует т. А: Тн=6,22 м, Тк=8,22, d=-2,6 м – не удовлетворяет условию –0,5>d>-1,5.

Для правильной дифферентовки судна принимаем балласт в цистерны №№ 6 и 7. Dw и Mx согласно таблицы 1.

На Диаграмме осадок это т. B: Тн = 6,69 м; Тк = 7,83 м, d = -1,14 м.

Данные по балластным цистернам взяты из таблицы Элементы балластных цистерн.

По Диаграмме контроля остойчивости определяем, что метацентрическая высота h=1,08 м. h>hпред.

Расчет изгибающих моментов при отходе из порта А.

По Диаграмме контроля общей прочности определяем допустимые в рейсе изгибающие моменты от т. B=50000 до т. C=95200, а расчетный изгибающий момент т. A=85275.

Прочность корпуса обеспечена Mx=85375.

Отход из порта B.

z = Mz/Dw = 36536,53/6502,5 = 5,62

x = Mx/Dw = 45455/6502,5 = 1,24

Поправка ΔMh на свободные поверхности в цистернах запасов из таблицы Судовые запасы и поправки ΔMh для 100% запасов.

По предварительным расчетам, без балласта Dw=6012,5 т, Mx=36163,63т*м. На Диаграмме осадок носом и кормой это соответствует т. А: Тн=5,71 м, Тк=8,9, d=-3,19 м – не удовлетворяет условию –0,5>d>-1,5.