Жидкие грузы, не имеющие свободных поверхностей, т.е. запрессованные в цистернах, ведут себя как твердые грузы. Наличие свободных поверхностей дает возможность грузу переливаться при накренениях судна, что влияет на остойчивость. Изменение начальной метацентрической высоты, отражающее этот процесс, выражается формулой:
(1)
где rж - плотность жидкости в цистерне;
D - водоизмещение судна;
ix - центральный момент инерции свободной (для прямоугольной цистерны
)
Для нескольких цистерн, имеющих свободную поверхность, необходимо суммировать влияния каждой на остойчивость судна. Свободная поверхность жидкого груза влияет не только на начальную остойчивость, но и на всю диаграмму статической остойчивости. На рисунке заштрихована диаграмма статической остойчивости, которая получается у судна при наличии свободной поверхности в цистерне после вычитания из плеча lзначений lкр . График плеча кренящего момента lкрможно построить по значению dh(касательная к lкрв начале координат) и lкрпри угле крена q= 90° . Эту величину можно рассчитать по формуле;
где mж- масса жидкости в цистерне; d - высота цистерны, а - высота жидкости в цистерне.
.
При практических расчетах диаграммы статической остойчивости и h, влияние жидких поверхностей учитывается косвенно, в виде поправок к моменту - DМz . Значения этих поправок заранее даны в информации по остойчивости для капитана для каждой цистерны. При погрузке и в рейсе необходимо сводить свободные поверхности к минимуму. Для этого согласно Инструкции по приему и расходованию жидких грузов, запрещается иметь на судне одновременно более одной свободной поверхности одноименных жидкостей, т.е. расход одного жидкого груза ведется только из одной цистерны до полного ее опорожнения (или запрессовки при приеме груза). В рейсе ежедневно производится замер уровней жидких грузов в каждой цистерне с соответствующей записью в журнале.
Согласно формуле (1) изменение начальной остойчивости пропорционально кубу ширины свободной поверхности ( dh ~ b3 ). Поэтому наиболее опасны широкие свободные поверхности воды, которые образуются на судне при тушении пожаров и при затоплении отсеков. История мореплавания знает случаи, когда судно опрокидывалось при тушении пожаров.
8. Порядок контроля остойчивости и общей продольной
прочности судна в эксплуатации
Контроль остойчивости может осуществляться расчетным путем. Для этого используют диаграмму контроля остойчивости, которая есть в "Информации по остойчивости судна". Для использования диаграммы рассчитывают суммарный момент всех составляющих весовой нагрузки судна: Mz = åmizi
Зная водоизмещение Dи момент Mz , находят метацентрическую высоту h. На диаграмме даны предельно допустимые для данного судна значения h(пунктир). Правильность вычисления hможно проверить, накреняя судно. При этом используется формула:
где Мкр - заданный кренящий момент (тм );
q° - угол крена в градусах; D- водоизмещение.
Кроме того, значение метацентрической высоты hможно определить по периоду бортовой качки судна. Существует так называемая "капитанская" формула:
где tq- период собственных колебаний судна по углу крена (с ) (совпадает с периодом качки при первых колебаниях); С - коэффициент, постоянный для конкретного судна ( С = 0,8 - 0,85); В - ширина судна, м.
Замерив с помощью секундомера период бортовой качки, легко определить значение h.
Контроль общей продольной прочности судна осуществляется с помощью диаграммы контроля прочности. Точка на диаграмме, соответствующая конкретному случаю загрузки судна, должна располагаться между ограничивающими линиями 1-2-3 (опасный перегиб судна) и 1*-2*-3* (опасный прогиб судна). Для нахождения точки на поле диаграммы необходимо знать водоизмещения судна D(на некоторых диаграммах дан дедвейт Dw ) , дифферентdн - dки суммарный момент всех грузов, расположенных в нос от миделя судна MxÅ =åmixi (xi >0)
Порядок нахождения рабочей точки следующий: от точки на оси абсцисс, соответствующей заданному D( Dw), двигаются параллельно наклонным линиям до горизонтальной прямой, характеризующей дифферент судна dн - dк. Затем вертикально вверх до значения MxÅ.
Точка А на рисунке соответствует Dw= 1000 т, dн -dк = -I м и Мх Å = 1,0 • 104 тм.
Помимо диаграммы, контроль прочности проводится по разности средней осадки судна d=(dн+dк)/2 и фактической осадки на миделе dÄ. Наличие большой разницы в значенияхdи dÄсвидетельствует об изгибе судна. Регистр РФ не допускает отличия dот dÄболее чем на 0,2 м для судна длиной 100 м.
9. Изменение остойчивости судна при движении на попутном волнении. Выбор безопасных режимов движения судна в этих условиях
Практически все параметры остойчивости судна, традиционно определяемые на спокойной воде, при плавании на волнении изменяются. Наиболее ярко это проявляется на попутном волнении при попадании судна на вершину и подошву волны. Вследствие изменения ширины фактической ватерлинии в оконечностях из-за развала борта (и соответственно ее площади и момента инерции Ixf ) метацентрический радиус r возрастает на подошве и уменьшится на вершине волны. Аналогичным образом изменяется начальная метацентрическая высота h0 (h0 = zС + r - zG ) и диаграмма статической остойчивости в целом.
У малых судов (L< 60 м), движущихся при числах Фруда Fr = 0,28 - 0,40 , возможно опрокидывание в диапазоне курсовых углов 138° - 180° вследствие чрезмерного снижения остойчивости на вершине волны, усугубляющегося взаимодействием волны с собственными корабельными волнами. Для этих судов опасная ситуация сопряжена с длительным пребыванием судна на вершине волны вследствие равенства скоростей судна (Vs) и волн (Cs) c длиной волн l, близкой к длине судна L(l»L, Vs» Сs). Подобные режимы возможны и у крупных быстроходных судов (Vs > 20 уз).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.