Инспекционная компания, Сюрвейерская компания. Сюрвейер Тольятти, Отбор проб, survey, Драфт-сюрвей, Контроль качества Екатеринбург, Аварийный комиссар

Расчет дифферента и осадок судна планируемой загрузки

Полученный вариант предварительной загрузки необходимо проверить на дифферент и определить значение осадок судна в носовой и кормовой части.

Дифферент определяется по формуле:

где - весовое водоизмещение судна на среднюю осадку судна, т;

Абсцисса центра величины судна, м;

Абсцисса центра тяжести судна (отстояние центра тяжести груза от миделя судна), м;

Момент, дифферентующий судно на 1 см осадки, тм.

и определяем методом интерполирования по таблицам 17 и 19 приложения 1 методических указаний соответственно.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

После определения дифферента необходимо определить осадку судна кормой (в кормовой части судна) и осадку судна носом (в носовой оконечности судна) .

Осадка судна кормой определяется по формуле:

где - средняя осадка судна (осадка на миделе) в пресной воде, м;

Дифферент судна, м;

Абсцисса центра тяжести ватерлинии;

Длина судна, м;

определяется методом интерполирования по таблице 18 приложения методических указаний.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Осадка судна носом определяется по формуле:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Необходимо дифферентовать оба варианта судна (изменить дифферент), так как осадка кормой превышает наименьшую проходную осадку на участках с ограниченными глубинами и возникает невозможность прохода судна через участки с ограниченной глубиной.

Расчет дифферента и осадок судна при фактической загрузке

Оптимальным размещением груза по трюмам является наличие дифферента судна в корму (при разности между носовой и кормовой осадкой в интервале от 0 до -40 см). При наличии дифферента в нос для получения требуемого дифферента рекомендуется переместить некоторое количество груза из одного трюма в другой трюм, в отдельном трюме, а на люковых крышках перераспределить палубный груз. Требуемый дифферент определяется также с учетом расхода судовых запасов.

В течение рейса судна происходит уменьшение судовых запасов (топливо, вода). Поэтому в речных условиях плавания судно необходимо погрузить таким образом, чтобы при проходе мелководных или лимитирующих участков пути дифферент приближался к нулю или же максимальная осадка (осадка судна кормой / носом) при наличии дифферента не превышала проходную осадку на участках с ограниченными глубинами.

Установление окончательного дифферента судна.

Случай 2. Средняя осадка судна после погрузки судна () меньше максимально допустимой осадки в условиях ограниченных глубин на речных участках пути (), т.е. .

Дифферент, необходимый для нормальной посадки судна после погрузки и последующего прохождения участков речного пути с ограниченными глубинами (), может быть установлен следующим образом:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Окончательный дифферент судна должен быть установлен пределах от 0 до (-0,4 м), т.е. судно грузится на ровный киль или с дифферентом на корму.

Корректировка весовых нагрузок для создания необходимой посадки судна.

Установив необходимый дифферент, определяем новую абсциссу центра тяжести системы судно - груз () по формуле:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Отсюда определяем статистический момент нагрузок относительно миделя судна (), необходимый для нормальной посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Находим разность между статическим моментом нагрузок относительно миделя по предварительной загрузке судна () и статическим моментом нагрузок относительно миделя (), необходимым для нормальной посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

На последнем этапе расчета следует обратится к таблице весовых нагрузок, подсчитанной для предварительной загрузки судна.

Следовательно, требуется корректировка таблицы весовых нагрузок, что достигается следующим образом.

Случай 3. Грузовместимость трюмов используется полностью, но груз размещается не только в грузовых трюмах, но и на палубе.

Переместить груз из одних трюмов другие нет возможности, необходимо переместить или недогрузить некоторое количество палубного груза.

Таблица 7. Расчет весовых нагрузок судна Ладога, проект 2-85

	Наименование нагрузки
	Судно порожнем
	Груз в трюме №1
	Груз в трюме №2
	Груз в трюме №3
	Груз в трюме №4
Палубный груз
	Топливо и масло

	Прочие запасы

Таблица 8. Расчет весовых нагрузок судна Ладога, проект 787

	Наименование нагрузки
	Судно порожнем
	Груз в трюме №1
	Груз в трюме №2
	Груз в трюме №3
	Груз в трюме №4
Палубный груз
	Топливо и масло

	Прочие запасы

Ладога, проект 2-85:

Ш=(0,92-0,57)*2318,5/100*38,6=0,21 м

2,78 - (0,21)*(0,5*81-0,35)/81=2,68 м

2,78+(0,21)*(0,5*81+0,35)/81=2,88 м.

Ладога, проект 787:

Ш=((-2,45 - (-1,5))*2079,5/9100*49,42)=-0,4 м

2,73 - ((-0,4)*(0,5*82,5+1,38)/82,5=2,94 м

2,73+((-0,4)*(0,5*82,5-1,38)/82,5=0,54 м.

При движении судна по мелководью наблюдается увеличение осадки корпуса. Это явление называется просадкой .

Основной причиной возникновения просадки является уменьшение гидродинамических сил поддерживания корпуса судна вследствие увеличения скорости протекания потока между днищем судна и грунтом. Чем меньше расстояние от днища судна до дна и чем больше скорость движения судна, тем больше будет величина просадки (рис.8.3). Кроме того, скорость обтекания днища увеличивается и за счет работы движителей.

При малом запасе воды под днищем (когда < 1,2 ÷ 1,5) и движении судна с критической скоростью (V ) возможно не только касание грунта, но и кратковременное присасывание небольших судов ко дну.

Предположим, что при движении судна по глубокой воде (на рис.8.3 положение 1) поток встречной воды протекает под днищем корпуса со скоростью V о . При этом гидродинамическая сила поддержания судна Р о равномерно действует по всей площади днища и обеспечивает плавучесть судна с одинаковой осадкой носовой части и кормы (Т ко = Т но ). Когда судно начинает входить

Рис.8.3 Схема образования просадки судна.

на мелководье (положение П ), сопротивление воды в носовой части возрастает, а скорость протекания встречного потока под днищем V 1 увеличивается (V 1 > V о ). Вследствие этого гидродинамическая сила поддерживания корпуса Р 1 уменьшается и вызывает образование дифферента судна на корму (Т к1 > Т н1 ). При дальнейшем уменьшении запаса воды под корпусом движение судна (положение Ш ) сопровождается увеличением скорости протекания воды под днищем (V 2 > V 1 ) и уменьшением сил поддержания (Р 2 < Р 1 ). При этом дифферент судна на корму увеличивается (Т к2 > Т к1 ) и судно получает некоторое общее приращение осадки.

Дальнейшее движение судна в условиях минимальных глубин (положение 1V ) и с высокой скоростью характеризуется увеличением общего сопротивления воды движению судна R , образованием большой придонной волны у его кормы и максимальной общей просадкой судна. В этом случае общая осадка судна по миделю Т ср3 значительно превышает осадку судна при движении по глубокой воде Т ср0 .

Просадка ΔТ зависит от соотношения скорости V , осадки Т судна и глубины судового хода Н , а также от обводов корпуса судна. Она может быть определена методом натурных испытаний или расчетов.

Общее приращение осадки судна ΔТ (в м) при движении на мелководье рекомендуется определять для одиночных судов по формуле А.М.Полунина

ΔТ =(0,08 + 0,34 ) . (8.3)

V - скорость движения судна (состава), м/с;

Т – осадка, м;

h – глубина судового хода, м;

g – ускорение свободного падения тела, м/с 2 .

При отношении 1,4 приращение осадки удобно определять по формуле Г.И. Сухомела и В.М.Засса

ΔТ = mV 2 , (8.4)

где m – числовой коэффициент, зависящий от отношения длины судна L к ширине корпуса судна В (см.табл.8.1);

В обязанности грузового помощника капитана входят расчеты, связанные погруженным на борт судна грузом:

Расчет количества груза

Расчет остойчивости судна

1. Расчет количества груза

Определение средней осадки судна.

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок и кормой . Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент Мх. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер . В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получаетсягрузовая шкала . В грузовой шкале помимо этого дается:

высота надводного борта
число тонн на 1 см. осадки

Грузовая шкала является главным грузовым документом судна . Грузовой размер и грузовая шкала построены для осадки судна на ровный киль при отсутствии изгиба корпуса. При дифференте и изгибе необходимо вводить поправки.

1.1.1 Определение средних осадок носом Тнср, кормой Ткср, тср.

Тн ср = (Тн л/б + Тн п/б )/2

Тк ср = (Тк л/б + Тк п/б )/2

Т  ср = (Т  л/б + Т  п/б )/2 1

1.1.2 Расчет средней осадки судна.

Существуют несколько способов расчета средней осадки судна. На самом деле очень важно рассчитать осадку судна максимально приближенную к фактической, поскольку чрезвычайно редко судно бывает загружено на ровный киль без крена(только тогда средняя осадка соответствует расчетной средней осадке и каждой из осадок в частности). Если судно загружено с некоторым дифферентом и / или креном, то тогда приходится приводить все осадки судна к средней осадке для расчетов количества погруженного груза. На самом деле это не совсем правильно, ибо одинаковая усредненная осадка из положения «дифферент на нос» и «дифферент на корму» даст одинаковое количество погруженного груза, на самом деле из-за разных обводов судна в носу и корме, разного веса носовых и кормовых надстроек, разного объема помещений, погруженных под воду и вытесняющих разное количество воды.

Кроме того, судно, как правило, не является абсолютно несгибаемым. В зависимости от того, каким способом распределен груз в грузовых помещениях и балластных танках, судно может иметь стрелку прогиба в ту или иную сторону, при неравномерном и несимметричном расположении груза и балласта можно получить и более сложные изгибающие моменты, полностью просчитать которые крайне сложно.

Тем не менее, на сегодняшний момент не существует простой методики, позволяющей произвести определения судового водоизмещения по действительным осадкам судна, поэтому пользуются методикой определения средней осадки судна для получения дальнейшего водоизмещения. Для этих расчетов нам также понадобится знать величину дифферента судна.

1.1.2.1 Расчет средней осадки судна по носовой и кормовой осадкам.

Это упрощенный вариант расчета средней осадки:

Тср = (Тн ср + Тк ср )/2

Используется при приблизительных расчетах, либо на судах, изгибающим моментом которых можно пренебречь.

1.1.2.2 Расчет средней осадки судна по восьми осадкам.

Наиболее часто используемый вариант расчета:

Тср = (Тн ср + Тк ср + 6Т  ср )/8

Данный вариант расчета довольно точно отражает среднюю осадку с учетом стрелки прогиба.

1.1.2.3 Расчет средней осадки судна композитным способом

Определим среднюю осадку:

Т 1 = (Тн+Тк)/2

Определим усредненную осадку:

Т 2 = (Т 1 + Т  )/2

Тср = (Т2+ Т  )/2

1.1.2.4 Расчет средней осадки судна «половинным» способом

Определим среднюю осадку носовой половины судна:

Т 1 = (Тн + Т  )/2

Определим среднюю осадку кормовой половины судна:

Т 2 = (Тк + Т  )/2

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т1 + Т2)/2

1.1.3 Расчет дифферента

d = Тн ср - Тк ср

Дифферент исчисляется в метрах, бывает как положительным, так и отрицательным.

1.2 Расчет поправки на дифферент

1.2.1 Необходимость расчета поправки осадкам на дифферент.

Каждое судно обладает своими габаритами, необходимыми для лучшего решения задач, поставленного перед судном. Для всех расчетов используются длина между перпендикулярами (LBP). Это одна из основных характеристик судна. Осадка на носовом или кормовом перпендикуляре соответствует осадке судна носом или кормой. Однако шкалы осадок не находятся напротив перпендикуляров. Поскольку они сдвинуты, то они показывают не точную осадку носа или кормы, а местную осадку судна и требуют введения поправки. Также осадка по миделю должна сниматься с шкалы, находящейся на расстоянии не более 0,5 м от мидельшпангоута. В противном случае требуется исправление и осадки по миделю.

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок . Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент М х. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер . В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получается грузовая шкала . В грузовой шкале помимо этого дается:

Дедвейт;

Высота надводного борта;

Число тонн на 1 см осадки

(a) Определение средних осадок носом Тн ср, кормой Тк ср, Т Ä ср.

Тн ср = (Тн л/б + Тн п/б)/2 (11.6)

Тк ср = (Тк л/б + Тк п/б)/2 (11.7)

Т Ä ср = (Т Ä л/б + Т Ä п/б)/2 (11.8)

(б) Расчет средней осадки судна.

Существуют несколько способов расчета средней осадки судна. На самом деле очень важно рассчитать осадку судна максимально приближенную к фактической, поскольку чрезвычайно редко судно бывает загружено на ровный киль без крена (только тогда средняя осадка соответствует расчетной средней осадке и каждой из осадок в частности). Если судно загружено с некоторым дифферентом и / или креном, то тогда приходится приводить все осадки судна к средней осадке для расчетов количества погруженного груза. На самом деле это не совсем правильно, потому что одинаковая усредненная осадка из положения «дифферент на нос» и «дифферент на корму» даст одинаковое количество погруженного груза, на самом деле оно разное из-за разных обводов судна в носу и корме, разного веса носовых и кормовых надстроек, разного объема помещений, погруженных под воду и вытесняющих разное количество воды.

(в) Расчет средней осадки судна по носовой и кормовой осадкам.

Это упрощенный вариант расчета средней осадки:

Тср = (Тн ср + Тк ср)/2 (11.9)

Используется при приблизительных расчетах, либо на судах, изгибающим моментом которых можно пренебречь.

(г) Расчет средней осадки судна по восьми осадкам.

Наиболее часто используемый вариант расчета:

Тср = (Тн ср + Тк ср + 6Т Ä ср)/8 (11.10)

Данный вариант расчета довольно точно отражает среднюю осадку с учетом стрелки прогиба.

(д) Расчет средней осадки судна композитным способом

Определим среднюю осадку:

Т 1 = (Тн+Тк)/2 (11.11)

Определим усредненную осадку:

Т 2 = (Т 1 + Т Ä)/2 (11.12)

Тср = (Т2+ Т Ä) /2 (11.13)

(е)Расчет средней осадки судна «половинным» способом

Определим среднюю осадку носовой половины судна:

Т 1 = (Тн + Т Ä)/2 (11.14)

Определим среднюю осадку кормовой половины судна:

Т 2 = (Тк + Т Ä)/2 (11.15)

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т1 + Т2)/2 (11.16)

(ж) Расчет дифферента

d = Тн ср - Тк ср (11.17)

Дифферент исчисляется в метрах, бывает как положительным, так и отрицательным.

(ж.1.) Расчет поправки на дифферент. Необходимость расчета поправки осадкам на дифферент.

Каждое судно обладает своими габаритами, необходимыми для лучшего решения задач, поставленного перед судном. Для всех расчетов используются длина между перпендикулярами (LBP). Это одна из основных характеристик судна. Осадка на носовом или кормовом перпендикуляре соответствует осадке судна носом или кормой. Однако шкалы осадок не находятся напротив перпендикуляров. Поскольку они сдвинуты, то они показывают не точную осадку носа или кормы, а местную осадку судна и требуют введения поправки. Также осадка по миделю должна сниматься со шкалы, находящейся на расстоянии не более 0,5 м от мидель-шпангоута. В противном случае требуется исправление и осадки по миделю.

(ж.2) Расчет поправки носовой осадки на дифферент

∆Н = (f х d)/LBP (11.18)

где f – расстояние от форштевня до носового перпендикуляра

d - дифферент

Знак ∆Н положительный при дифференте на нос и отрицательный при дифференте на корму. Исправленная осадка носом равняется:

Тн = Тн ср + ∆Н (11.19)

Если кормовая шкала углублений не проходит по линии кормового перпендикуляра, то такую же поправку вводят для кормовой осадки. Ее знак обратен знаку поправки ∆Н.

(ж.3) Расчет поправки кормовой осадки на дифферент

∆К = (a х d)/LBP (11.20)

где a – расстояние от кормовой шкалы до кормового перпендикуляра

d - дифферент

LBP – длина судна между перпендикулярами

Исправленная осадка кормой равняется:

Тк = Тк ср + ∆Н (11.21)

(з) Определим исправленную среднюю осадку:

Т’ср = (Тн + Тк)/2 (11.22)

Величины “a” и “f” снимаются с масштабного чертежа судна или чертежа продольного разреза судна в масштабе.

Рис.11.1- Чертеж продольного разреза судна в масштабе.

(з.1) Расчет поправок на дифферент к водоизмещению судна.

Поскольку истинное водоизмещение судна, имеющего дифферент на корму или на нос, отличается от водоизмещения, приведенного в грузовой шкале (там водоизмещение рассчитано на ровный киль), необходимо ввести поправки к водоизмещению на дифферент. Их две:

∆1 = (TPC х LCF х d х 100)/LBP (11.23)

где TPC – количество тонн на 1 см осадки. Снимается с грузовой шкалы;

LCF – ордината ЦТ относительно мидель-шпангоута (м);

d – дифферент судна (м);

LBP – длина судна между перпендикулярами (м).

∆2 = /LBP (11.24)

где d – дифферент судна (м);

d m /d z – разница в моменте, изменяющей дифферент на 50 см выше и на 50 см ниже средневычисленной осадки. Обычно дается в информации об остойчивости судна.

LBP – длина судна между перпендикулярами (в метрах)

Пример нахождения d m /d z для осадки Тср = 3,40:

Находим дифферентующие моменты для для осадок 3,90 и 2,90, разница между ними и есть искомая величина.

LCF от миделя в корму отрицательное, от миделя в нос – положительное.

Знак поправки ∆1:

Дифферент	LCF в корму(-)	LCF в нос (+)
На корму (-)	+	-
В нос (+)	-	+

Знак поправки ∆2 всегда положительный

Общая поправка на дифферент:

∆ = ∆1 + ∆2

Найдем водоизмещение, откорректированное на дифферент

D 1 = D + ∆

(з.2) Расчет поправки к водоизмещению на плотность воды

Если фактическая плотность воды γ отличается от принятой (γ = 1,025 т/м 3), то необходимо D 1 скорректировать на фактическую плотность воды, замеренную денсиметром

Поправка на плотность воды

∆D = D 1 (γ факт - γ 1,025)/1,025

Найдем водоизмещение, откорректированное на плотность воды:

D 2 = D 1 + ∆D

(и) Определение количества груза

Масса груза определяется как разность между весом судна в грузу и порожнем без запасов

Ргр = Dгр – D 0 - З

Где З - запасы(толиво, масло, вода, балласт, мертвый балласт)

Dгр – водоизмещение судна в грузу

D 0 – водоизмещение судна порожнем.

Но более простой способ определения по примеру контейнеровоза при наличии на борту грузовой программы (MAX3):

1. Обеспечить наличие информации о балласте, топливе, и запасах судна.

2. Измерить осадки судна носом и кормой до погрузки и рассчитать водоизмещение судна с помощью грузовой программы.

3. Измерить осадки судна носом и кормой после погрузки и рассчитать водоизмещение судна с помощью грузовой программы.

4. Вычесть от водоизмещения после погрузки водоизмещение до погрузки и определить погруженный груз.

5. Программа может быть использована для расчета навалочного груза.

Подводная часть ниже ГВЛ называется осадкой судна. Тгр. – осадка судна в полном грузу, это расстояние от киля до ГВЛ. (максимально допустимая осадка)

То –Осадка судна порожнём. Это минимально допустимая осадка.

Осадка судна – величина переменная.

13.Величина надводного борта.

Ннб. – величина надводного борта.

Это расстояние от линии ГВЛ до верхней кромки главной палубы. Ннб имеет большое значение в обеспечении безопасности плавания судна. Устанавливается минимальное её значение в соответствии с требованиями международной конвенции по обеспечению и охране человеческой жизни на море. Все суда имеющие минимально допустимую Ннб. относятся к судам категории минимального надводного борта.

14.Весовые силы веса судна

Полное водоизмещение судна, состав из веса судна

Рк- вес корпуса судна

Рм- вес машинной установки

Дедвейт судна или его полная грузоподъёмность

Дв=Дч+Qзап.

Дч- чистая грузоподъёмность, вес груза, который судно принимает.

Qзап.- рейсовые запасы, которые включают:

Запасы топлива и смазки для СЭУ

Запасы воды

Снабжение(запчасти, доски, краски, канаты)

Провизия

Чистая грузоподъёмность судна на заданный рейс

Дч=Дв-Ррейс

Дв- величина паспортная

Рейс- величина расчётная для каждого рейса(запасы на рейс)

Qзап.=Qбунк.

Бункерная ёмкость- это паспортная величина, показывает максимальное количество запасов по весу.

15.Объёмные характеристики

Грузовместимость судна (W)

это ёмкость всех грузовых помещений судна

Грузовместимость каждого грузового помещения Wi

Удельная грузовместимость w=W k /Dч м 3 /т

Величина расётная, переменная.

W к – типовая вместимость судна.

w – показатель сколько м 3 своей вместимости судно может предоставить на 1т. груза.

16.Регистровая вместимость судна –измер. В регистровых Т(рег.т.=2,83 м3)

Регистровая вместимость-это расчет за судоход в порт(с 1т BRT или NRT) и за прохождение в межстранные каналы и проливы.

Включает брутто и нетто. BRT -(брутто)вместимость всех судовіх помещений судна. NRT- (нетто)вместимость помещений для перевозки груза.подтверждается мерительным свидетельством.

17.Хар-ки скорости

Скорость судну устонавливается значение технической скорости.Размер скорости -1 узел=1миля\час.1миля=1852м.

Техническая скорость - является портативной величиной для расчета затрат ходового времени судна в рейсе

Значения б тех .- те является постоянной величиной и зависит от того сколько судно находиться в эксплотации, от времени ремонта (до или после) и других обстоятельствах.

V тех. Плановое - назначен. Судну службой суд.хоз на пол. Года или на квартал.

18.Данные по сэу

1.Тип СЭУ:-ДВС(дизельные);-газовый

2.Мощность СЭУ-Л.С.(лошод.силы)

3.Род потребляемого топлива (мотор,мазут,дизельное топлево)

4.Суточный расход топлива:(ходовй,стоянка)

Основные сведенья по судну

1. Назначения сунна- род грузадля которого он предназначен

2.конструктивный вид судна

3.Район плаванья(ограниченный,неограниченный)

4.Дальность плаванья в милях(сколько может работать без балкеров)

5.Конструктивные особенности судна(число палуб,величина надводного порта,расположение МО,кол-ва трюмов и люков,наличие собственных груз.средств,бот или место постройки и др.)

Все что поподает на транспорт для перевозки называется «грузом»