Как найти объем трюма

Рассчитываем
для первого перехода вручную, для второго
перехода на компьютере в компьютерном
классе (т/х «Новгород, т/х «профессор
Хлюстин»).

1.
Расчет
груза в трюмах (сосна 
= 2,65 м³/т):

Из
приложения таблицы № 6 выбираем объем
трюма для штучных грузов и находим
массу груза в трюме:

т,

где:
Р_гр
–
масса груза (т)

V
–
объем трюма для штучных грузов (м³)

µ
–
удельно-погрузочный объем (м³/т)

Трюм
№1:
т;

Трюм
№2:
т;

Трюм
№3:
т;

Трюм
№4:

т.

2.
Проверяем загрузку палубы по местной
прочности.

Из
приложения 6 выбираем допустимую нагрузку
на деку и рассчитываем максимальное
количество груза в трюме, а затем
сравниваем его с расчетным.

т

где:
Р_max
– максимально возможное количество
груза в трюме с учетом местной прочности;

S
– площадь
трюма;

q
– допустимая
нагрузка на деку берется из приложения
6 .

Трюм
№1:

т/ м²;

Трюм
№2:

т/ м²;

Трюм
№3:

т/ м²;

Трюм
№4:

т/ м².

Вывод:
расчет загрузки трюмов по местной
прочности удовлетворяет.

Расчет
груза на палубе

1.
Находим чистую грузоподъемность судна
по заданному водоизмещению:

где:
Р_ч
– чистая грузоподъемность;

Δ
– водоизмещение (берется из приложения
3 по сезонную марку);

Р_зап
– масса судовых запасов;

Р_б

– масса
балласта.

Р_ч
= 7 050 – 2959 – 474 = 3617 т.

2.
Находим количество груза на палубе.

где:
Р_п
–
масса груза на палубе (не должна превышать
40% массы груза в трюмах);

Р_ч.
– чистая грузоподъемность;

Р_тр
– масса груза
в трюмах.

Р_п
= 3 617 –
2 286,8 = 1 330,2 т

Согласно
правилам перевозки масса груза на палубе
не должна превышать 40% массы груза в
трюмах, следовательно, количество груза
на палубе должно быть не более 914,72 т.

Согласно
правилам перевозки рассчитанное
количество груза на палубе должно быть
уменьшено на намокание груза (10% от
рассчитанной массы груза на палубе) и
обледенение (100 т согласно типовым планам
загрузки).

Итого
на палубе:

914,72
– 91,47 – 100 =723,25 т

3. Проверка расчета груза на палубе по местной прочности.

т

где:
Р_{мах
пал} –
максимальное
количество груза на палубу;

q
_паб
– допустимая
нагрузка на крышки трюма и палубу;

S_пал
–
площадь крышки трюма и палубы (так как
допустимая нагрузка на крышки трюма и
палубы одинаковая);

I
–
количество
трюмов.

Максимальное
количество груза на палубе – 1248 т
(допустимая нагрузка на крышки в
приложении 6). Следовательно, рассчитанное
количество груза на палубе 723, 25 тонн
удовлетворяет местной прочности люковых
закрытий и палубы.

Находим
водоизмещение судна.

т

=
2 408 + 474 + 551 + 3 010 = 6 443 т.

Заполняем
таблицу нагрузок и моментов с учетом
расчета количества груза в трюмах и на
палубе, а также рассчитанных запасов
на рейс.

Таблица
3.1

Судовые
запасы для судна с генгрузом и лесом

	Отход 100% запасов
Р, т	Z, м	МΖ, тм	Х, м	Мх, тм
Судно порожнем	2 408.0	7.04	16 964	-8.06	-19 407
Судовые запасы	551.0	3.16	1 741	-9.01	-4 965
Момент запасов «½ +Мх»	———–	———	————-	———	3 671
Груз
Трюм №1		6.10		31.04
Трюм №2		5.0		16.26
Трюм №3		4.77		-0.27
Трюм №4		7.59		– 33.99
Груз на палубе тр. № 1,2		10.10		20.06
Груз на палубе тр. № 3,4		10.10		– 1.14
Всего груза		6.35		4.90
Балласт
Танк № 4 (форпик)
Танк № 4.1 ПрБ + 4.2 ЛБ	169	0.97	164	29.84	5 043
Танк № 4.3 ПрБ + 4.4 ЛБ	137	0.54	74	15.70	2 151
Танк № 4.5 ДП	62	0.56	34	– 31.45	-1 950
Танк № 4.9 ДП (ахтерпик)
Танк № 5.0 ПрБ + 5.1 ЛБ	106	0.56	59	– 1.17	– 124
Всего балласта	474	0.70	331	10.80	5 120
Момент балласта «½ +Мх»	———	———	————	———	4 819
Намокание палуб., груза		10.28		– 0.42
Ледовая нагрузка		12.26		3.50
Водоизмещение		6.02		– 0.60
Аппликата метацентра Zm, м
Период бортовой качки

Рассчитываем
осадку судна на данное водоизмещение,
учитываем, что согласно информации
капитану об остойчивости судна, на 1 см
осадки приходится 10 тонн груза. В
приложении 3 находим среднюю осадку на
осенне-зимний период, которая равна
6,63 м на водоизмещение 7 050 т. Рассчитанное
водоизмещение – 6 635 т, следовательно,
разница водоизмещения составляет 415 т.
Разница значений средней осадки составит
0,415 м. Тогда средняя осадка будет равна
6,22 м.

Далее
рассчитываем осадку судна носом и кормой
с учетом того, что дифферент на корму
должен быть не более – 0,5 м.

м;

м;

;

Решив
систему уравнений, получим:

м

м

Расчет
остойчивости судна и построение ДДО
и ДСО.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ
ДИАГРАММЫ

Универсальная
диаграмма статической остойчивости
представляет собой набор диаграмм
статической остойчивости, для различных
водоизмещении судна, представляющих
практический интерес и вычерчивается
в системе прямоугольных координат (рис.
3.1).

По
оси абсцисс откладываются углы крена
от 0° до 90° с интервалом в 10°
и из каждого
десятка градусов восстанавливается
перпендикуляр. По оси ординат, в принятом
масштабе, откладываются величины плеч
статической
остойчивости.

И

Рис.3.1
Универсальная
диаграмма статической остойчивости

з точки, соответствующей углу крена
в 90°, проводится вторая ось ординат, на
которой отмечаются либо метацентрическая
высотаh,
либо возвышение центра тяжести над
основной плоскостью Z_G.
Зная водоизмещение и метацентрическую
высоту можно легко построить диаграмму
статической остойчивости, для чего:

– на
универсальной диаграмме по второй оси
ординат откладываем значение
метацентрической высоты h,
либо Z_G
(в нашем случае точка А
= 0,24м.);

– найденную
точку А
соединяем прямой (в нашем случае
пунктирной линией) с началом координат,
линия АО;

– в
семействе
кривых находим
нужную нам
кривую нашего водоизмещения, допустим
=
16500 т. Если кривой нужного нам водоизмещения
нет, то мы
наносим ее
сами методом
интерполяции между кривыми большего и
меньшего водоизмещении (кривая
=
16500 т. нанесена пунктиром);

– по
универсальной диаграмме, в масштабе
левой оси ординат,
снимаем величины
отрезков прямых заключенных между
кривой нашего водоизмещения и прямой,
соединяющей точку Ас
началом
координат
(АО), на
углы крена 10°,…, 90° (в нашем случае на
40° отрезок ВС
= 0,33м).

Эти
отрезки в масштабе указанном на левой
оси ординат и будут показывать значение
плеч статической остойчивости, необходимых
для построения диаграммы
статистической остойчивости.

После
построения ДСО, необходимо определить
графически метацентрическую высоту, а
затем сравнить ее с рассчитанной по
формуле:

где:
Z_m
– аппликата
метацентра, выбирается из приложения
7;

Z_g
– центр
тяжести судна находится по формуле:

где:
M_z
– суммарный
момент по Z
выбирается из таблицы 3.1;

Δ_mg
– поправка
за свободную поверхность считаем равную
0 т.к. все танки взяты под пресс.

Соседние файлы в папке КУРСОВИК по ТМП

• #
• #
• #

Составление грузового плана, без всякого сомнения, можно отнести к вершине мастерства работы с грузами каждого капитана и грузового помощника грузового судна, не зависимо от типа и размера судна. Кому приходилось составлять грузовой план на судне, перевозящем генеральный груз, состоящий из 30 коносаментов, тот прекрасно понимает, о чем идет речь, а уж если больше, то тем более.

Составление грузового плана — это распределение предназначенного для перевозки груза, по грузовым трюмам и, если необходимо, то и на главной палубе – крышках трюмов, с учетом предельно допустимой средней осадки и максимально допустимой осадки  и дифферента, максимально допустимой нагрузки на палубы и твиндеки, минимально допустимых значений критериев остойчивости, критериев погоды и ускорения, изгибающих, скручивающих моментов и перерезывающих сил, последовательности погрузки и выгрузки в портах захода, совместимости (сегрегации) с другими грузами, соблюдения правил размещения опасных грузов и режима вентиляции. Как видите та еще задачка, чтобы удовлетворить всем перечисленным требованиям!

Составление грузового плана необходимо начинать с тщательного ознакомления с полным перечнем грузов предназначенных для погрузки, с учетом всех возможных грузов в следующих портах захода, если таковые планируются. Если груз однородный и грузится в одном порту и будет выгружаться также в одном порту, то это один из самых простых случаев.

При составлении грузового плана необходимо пользоваться самой точной информацией о размерах и объемах грузовых трюмов, твиндеках, максимально допустимой нагрузке на один квадратный метр палубы трюма, твиндеков и если планируется погрузка на крышки трюмов, то и крышек. В некоторых случаях может потребоваться схема расположения топливных танков, особенно с тяжелым топливом, которое обычно подогревается и поэтому переборки в трюмах в местах расположения топливных танков также нагреваются.

Грузы, морская перевозка которых осуществляется в соответствии с международными конвенциями и соглашениями, необходимо размещать на судне руководствуясь данными документами. Перечислим основные из данного вида конвенций и соглашений:

1. Конвенция по охране человеческой жизни на море (SOLAS – 74), Глава VI – Перевозка грузов, Глава VII – Перевозка опасных грузов.
2. Международный кодекс по безопасной перевозке зерна насыпью.
3. Кодекс безопасной практики для судов, перевозящих палубные лесные грузы.
4. Кодекс безопасной практики размещения и крепления груза (Cargo Stowage and Securing Code).
5. Международный морской кодекс по опасным грузам (IMDG Code).
6. Международного кодекса морской перевозки навалочных грузов (International Maritime Solid Bulk Cargoes Code – IMSBC Code).
7. Кодекс безопасной практики для безопасной погрузки и выгрузки балкеров (Code of Safe Practice for the Safe Loading and Unloading of Bulk Carriers (BLU Code).
8. Международная конвенция по безопасным контейнерам (International Convention for Safe Containers – CSC).
9. Международный кодекс безопасной перевозки облученного ядерного топлива, плутония и радиоактивных отходов высокого уровня активности в упаковке на судах (IAD Code).

Очень много полезной информации об отдельных грузах и правилах их размещения, укладки, крепления, и обеспечения сохранной перевозки можно получить в следующих книгах:

1. Л.Р. Аксютин. Грузовой план судна.
2. Thomas’ Stowage. The Properties and Stowage of Cargoes.
3. Captain L.G. Taylor. Cargo work. The Care, Handling and Carriage of Cargoes.
4. The Nautical Institute. Bulk Carrier Practice.
5. Капитан В.Н.Филимонов. Расчет посадки и дифферента грузовых судов.

Собрав и обобщив всю информацию по предъявленным к перевозки грузам, определяют необходимость использования сепарационных материалов и рассчитывают какое количество каждого типа сепарации потребуется для безопасной укладки груза. Вычисляют объем и вес сепарации для того чтобы учесть его объем и вес при вычислении количества и объема груза которое можно разместить на судне.

Последовательность составления грузового плана:

1. Первое, что необходимо выяснить это предельно допустимую осадку для данного рейса. Осадка может лимитироваться: сезонной грузовой маркой, максимально разрешенной осадкой в порту захода или выгрузки, максимальными глубинами в каналах, на фарватерах, в проливах, которыми предстоит пройти судну на пути к порту или портам выгрузки.
2. Рассчитывают время необходимое для плавания до порта выгрузки или ближайшего места бункеровки топливом и/или водой, принимая во внимание возможные задержки из-за штормовой погоды или ледовой обстановки.
3. Определяют количество топлива, смазочного масла и питьевой воды, необходимых для предстоящего рейса или для перехода до ближайшего места где планируется бункеровка. Также необходимо принять во внимание количество топлива или воды которое планируется принимать в предстоящем месте бункеровки. Это необходимо сделать чтобы оставить запас дедвейта и не утопить грузовую марку.
4. Затем на грузовой шкале, по осадке определяют дедвейт судна.
5. Из полученного дедвейта вычитают вес сепарации, топлива, масла, воды, других запасов, находящихся на бору, если, как упоминалось, планируется бункеровка в пути следования, то вес планируемого к приему топлива, а также вычитают константу. Получили вес груза, который можно погрузить на судно на допустимую осадку.
6. Если груз объемный, то необходимо убедиться, что его объем не превышает объем грузовых помещений. Для этого объем трюмов делят на удельный погрузочный объем и получают вес груза, который можно погрузить в трюм при таком удельном погрузочном объеме. Например, планируется погрузка 10000 тон кукурузы с удельным погрузочным объемом 50 куб. футов на тонну, объем трюмов 14850 куб. метров. Вычислить объем груза. Решение: Переводят куб. футы в куб. метры на тонну, для этого 50 делят на 35,88 и получают 1,39 куб. метра на тонну. Затем 10000 умножают на 1,39 и получают 13900 куб. метра. Сравнивают с объемом трюмов и делают вывод, что даже с учетов возможных пустот под палубой, груз можно разместить в трюмах судна. Если груз не однородный, то в этом случае необходимо суммировать объемы всех партий груза и сравнить с объемом грузовых помещений.
7. Далее распределяют груз по трюмам в соответствии с последовательностью портов выгрузки и возможной дополнительной погрузкой в последующих портах. Вниз грузят груз на последние порты выгрузки, а выше размещают в зависимости от очередности портов захода.
8. Распределив груз по трюмам, проверяют соответствие нагрузки груза на палубы и твиндеки максимально допустимой. Для этого вес груза в грузовом помещении, делят на площадь палубы трюма или твиндека, на который погружен груз и получают нагрузку на один квадратный метр палубы или твиндека, и сравнивают с максимально допустимой нагрузкой, которая дана в судовой документации для грузовых трюмов, твиндеков и крышек трюмов. Например, в трюм планируется погрузить 1500 тон груза, размер палубы трюма 25 х 22 метра = 550 кв.м, допустимая нагрузка на один квадратный метр палубы 13 тон на 1 кв.м. Решение: 1500 делят на 550 и получают 2,73 тонны на один кв. метр палубы трюма. Так как полученное значение меньше максимально допустимой нагрузки, то груз может быть погружен без опасности нанести повреждения судну. При погрузке тяжеловесных грузов необходимо проверять какую нагрузку создает отдельный тяжеловес. Например, трансформатор весом 110 тон, основание размером 7 х 1,8 м. Вычислить какую нагрузку создает трансформатор на 1 кв. метр. Решение: 110 делим на 12,6 и получаем 8,73 тонны на 1 кв. метр палубы трюма. Сравниваем с максимально допустимой нагрузкой и делаем вывод можно грузить или нет.
9. При составлении грузового плана не обходимо учитывать объем сепарации, особенно если необходимо максимально заполнить объем грузовых помещений.

---

Автор капитан В.Н. Филимонов

Шпаргалка: Грузовой план судна Определение основных

Грузовой план судна

1. Данные о рейсе

Транспортно-эксплуатационные характеристики судна

№п/п	Характеристика	значение
1	Тип судна	Сормовский
2	Проект	1557
3	Длина наибольшая	114,0 м
4	Длина между перпендикулярами	110,0 м
5	Ширина судна	13,2 м
6	Высота борта	5,5 м
7	Осадка судна по ЛГМ в грузу	3,75 м
8	h дн Возвышение дна трюма над основной плоскостью	0,9 м
9	Водотоннажность в грузу по ЛГМ	4426 т
10	Дедвейт	3130 т
11	Грузоподъемность по ЛГМ	3000 т
12	Водотоннажность порожнем	1286 т
13	Скорость в грузу	9 уз.
14	Скорость в балласте	10,5 уз.
15	Экипаж	15 человек
16	Расстояние между портами	2200 миль
17	Осадка судна носом перед погрузкой	0,3 м
18	Осадка судна кормой перед погрузкой	2,1 м
19	Осадка судна на миделе перед погрузкой	1,3 м
20	Абсцисса ЦТ судна порожнем	– 9,85 м
21	Аппликата ЦТ судна до погрузки	4,72 м
22	Плотность забортной воды в порту до погрузки	1,023
23	Плотность забортной воды в порту до выгрузки	1,016
24	Груз	Промышленное оборудование
25	Удельный погрузочный объем груза	2,2 м3 /т
26	Расход топлива на ходу	5,64 т/сутки
27	Расход пресной воды на 1 человека	0,1 т/сутки

Данные о парусности судна в грузу при осадке 3,75 м

1	Площадь парусности	460 м2
2	Возвышение центра парусности в грузу над ВЛ	2,7 м
3	Суммарная площадь скуловых килей	40 м2

Расчет ходового времени производится по формуле:

Tx = S /V·24, (1.1)

где S – расстояние между портами;

V – скорость хода судна.

Тх = 2200/9 × 24 =10,2 сут.

Расчет необходимых запасов на рейс произведем по следующим формулам:

– необходимое количество топлива определяем по формуле:

Pт = Kзт·q·tx, (1.2)

где Кзт – коэффициент запаса топлива Кзт = 1,1;

q – норма расхода топлива на ходу;

tx – время судна в ходу.

Рт = 1,1·5,64·10,2 = 63,3 т

– запасы масла принимаем в количестве 5% от количества топлива:

Рм = 0.05·Рт, (1.3)

Рм = 0.05·63,3 = 3,2 т

– запасы пресной воды определим по формуле:

Pв = q·Чэк·tx, (1.4)

где q – количество воды приходящееся на одного человека экипажа в сутки;

Чэк – количество членов экипажа.

Рв= 0,1·15·10,2 = 15,3 т

Для исключения влияния свободных поверхностей жидкости заполним бортовые цистерны пресной воды вместимостью 10,9 и 12,8 т полностью.

Итого судно на отход будет иметь 23,7 т пресной воды.

Сумму всех запасов найдем по формуле:

Рзн=Рт+Рм+Рв, (1.5)

Рзн = 63,3+3,2+15,3= 81,8 т

К концу рейса остается 10% от суммарных запасов и плюс остаток пресной воды, которые находятся по формуле:

Рзк = 10·Рзн/100+DРв, (1.6)

где DРв – остаток пресной воды, который равен DРв = 23,7 – 15,3 = 8,4 т

Рзк = 10·81,8 /100+8,4 = 16,6 т

Характеристика груза

Промышленное оборудование обычно перевозят в ящиках, поэтому мы можем отнести этот груз к генеральному, подвиду ящичных грузов.

В ящиках перевозят самые разнообразные грузы. В зависимости от массы груза нетто, его плотности, физико-химических и биологических свойств требуется большая или меньшая прочность ящиков. Ящики подразделяются по материалу, из которого они изготовлены, на дощатые, фанерные и картонные короба.

От площадки, находящейся под просветом люка, ящики перемещают к месту укладки вручную, при помощи трюмных электропогрузчиков, ручных тележек или специальных катков. Кантовать, но с осторожностью, разрешается только те ящики, на которых не нанесено надписей, запрещающих это. Ящики укладывают плашмя на подкладки толщиной не менее 5 см. Если груз требует активной вентиляции, между ярусами помещают прокладки толщиной не менее 2,5 см. Если ящики отличаются по размерам и форме, необходимо заполнять мелкими ящиками промежутки между крупными местами. При этом нужно следить затем, чтобы поверхность каждого яруса была ровной. Прочные и тяжелые ящики укладывают внизу, более легкие – наверху. Большие ящики следует укладывать в центре трюма, ящики меньших размеров – у бортов. Это позволит лучше использовать грузовместимость.

При погрузке ящиков на другой груз необходимо поверх этого груза устроить ровный настил и уже на него укладывать ящики. Остающееся свободное пространство в оконечностях грузовых помещений, около льял и пиллерсов необходимо забить любым подручным материалом, поверх которого устанавливают платформу из досок и укладывают следующий ярус ящиков. Для предотвращения поломки и загрязнения ящиков поверх того слоя, на котором ведется укладка, следует настилать широкие доски переходные мостики для портовых рабочих.

Распределение грузов и запасов

Данные по грузовым помещениям судна

Наименование цистерн	ΔМН	Масса Р (т)	Z ( м)	М z ( тм)	Х (м)	Мх (тм)
Цистерна отходов топл. Масла №25 ПБ 142–144	1,7	0,5	1	-41	-70
Цистерна пресной воды ЛБ №11 127–133	10,9	4,2	46	-33,8	-368
Цистерна пресной воды ПБ №11 127–133	12,8	1,9	24	-33,92	-434
Цистерна основных запасов топлива №13 133–144	418	38,6	0,5	19	-39,2	-1513
Цистерна основных запасов топлива №14 136–150	19,5	3,22	63	-40,3	-802
Расходная цистерна главного двиг. ЛБ №15 141–142	1,6	4,16	7,0	-39,97	-64
Цист сепар. Масла №16 ПБ 145–148	1,1	0,58	1,0	-43,0	-47
Цистерна осн. запасов топлива ЛБ №17 133–156	690	27,1	3,3	89	-42,0	-1138
Цистерна отраб. Масла ПБ №18 145–149	1,9	0,6	1,0	-42,1	-82
Цистерна осн. Запаса масла №19 145–150	4,5	0,68	3	-43,8	-197
Цистерна подсланевой воды №20 ПБ 148–156	8	2,08	16	-45,6	-336
Цистерна осно. запасов топлива №21 ДП 151–156	7,5	0,9	7	-46,2	-350
Цистерна балластная ДП №22 156–159	55	48,8	2,72	133	-50,6	-2469
Фекальная цистерна №23 156–161	6	4,39	26	-49,5	-297
Цистерна пресной воды ДП №24 167–172	44	13,8	4,54	62,6	-55,4	-764
Балласт ДП №1 11–23	378	92	1,86	171	45,8	4214
Балласт ДП №2 23–34	302	95	2,18	207	39,9	3790
Балласт ДП №3 34–55	217	226	1,90	429	31,1	7029

Запасы топлива размещаем в первую очередь в расходных цистернах, расположенных в районе машинно-котельного отделения (МКО), танках двойного дна и в последнюю очередь в топливно-балластных танках. Танки, как правило, заполняем полностью, чтобы исключить влияние свободной поверхности жидких грузов на остойчивость. Цистерны пресной воды заполняем полностью.

Расчёт положения центра тяжести принятых запасов производим в табличной форме.

Таблица 1.1 – Распределение запасов

№ п/п	Запасы и их размещение	Район расположения (шпангоут)	Вместимость помещений(т)	Масса принимаемых запасов (т)	Плечи (м)	Моменты (ТМ)
Х	Z	Mx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Топливо
1	Цистерна №15 расходная ГД	141–142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
2	Цистерна №13 основного запаса топлива	133–144	38,6	38,6	-39,2	0,5	-1513,1	19,3
3	Цистерна №14 основного запаса топлива	136–150	19,5	19,5	-40,3	3,22	-785,8	62,8
4	Цистерна №21 основного запаса топлива	151–156	7,5	7,5	-46,2	0,9	-346,5	6,8
Масло
5	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145–148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
6	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145–150	4,5	4,5	-43,8	0,68	-197,0	3,0
Пресная вода
7	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127–133	10,9	10,9	-33,8	4,2	-368	46
8	Цистерна №12ПБ пресная вода	127–133	12,8	12,8	-33,92	1,9	-434	24
Всего запасы:	96,5	-38,95	1,80	-3758,4	174,1
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Топливо
9	Цистерна №15 расходная ГД	141–142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
10	Цистерна №21 основного запаса топлива	151–156	7,5	2,3	-46,2	0,9	-106,3	2,1
Масло
11	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145–148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
12	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145–150	4,5	1,3	-43,8	0,68	-56,9	0,9
Пресная вода
13	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127–133	10,9	8,4	-33,8	4,2	-284,0	35,3
Всего запасы:	14,7	-37,97	3,44	-558,2	50,5

Данные о грузовых помещениях

Наименование помещения	Площадь трюма, м2	Зерновая грузовмест. м3	Киповая грузовмест. м3	Абсцисса ЦТ, м Х	Аппликата ЦТ, м Z1	Возвышение днища над ОП, h дн , м	Условный объемный кренящий момент от смещения зерна
Трюм №1	343,3	951	664	33,80	3,65	0,88	219
Трюм №2	433,6	1136	793	15,45	3,5	0,88	255
Трюм №3	439,1	1146	800	-4,18	3,49	0,88	255
Трюм №4	400,0	1064	743	-23,2	3,54	0,88	226
Всего	4297	3000	955

При частичной загрузке трюмов (когда Z<Z1) аппликату центра объема Z по трюмам можно определить по формуле:

(1.7)

Где Vi – объем, занятый грузом: Vi = Р ∙ ω, м3;

S – площадь трюма, м2 ;

Р – масса груза, т;

ω – удельный погрузочный объем груза, м3 /т;

h дн − возвышение днища трюма над основной плоскостью, м.

Распределяем груз по трюмам, используя данные грузовых помещений

Таблица 1.2 – Распределение грузов

Помещение	Вместимость помещения Wi (м3 )	Объём занятый грузом Vi(м3 )	Масса груза	Плечи (м)	Моменты (тм)
X	Z	Мx	Mz
Трюм №1	664	664	301,8	33,80	3,65	10200,8	1101,6
Трюм №2	793	793	360	15,45	3,5	5562,0	1260,0
Трюм №3	800	798,6	363	-4,18	3,49	-1517,3	1266,9
Трюм №4	743	741,4	337	-23,2	3,54	-7818,4	1193,0
Итого груз	3000	2997	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5

На основании выполненного распределения запасов и грузов составляем таблицу сводных данных и расчета водоизмещения с указанием координат центра тяжести судна. Эти расчеты представлены в таблице 3.5.

Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения

Статьи нагрузки	Масса (т)	Плечи (м)	Моменты (тм)
X	Z	Мx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Судно перед загрузкой	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Судовые запасы	96,5	-38,95	1,8	-3758,4	174,1
Перевозимый груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Судно после загрузки	2744,3	-3,64	4,03	-9998,4	11065,5
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Судно порожнем	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Запасы	14,7	-37,97	3,44	-558,2	50,5
Груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Итого:	2662,5	-2,55	4,11	-6798,2	10941,9

Для водоизмещения судна после загрузки D = 2744,3 т и плотности воды gи =1,0 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср.

Грузовая шкала построена для плотности γ≠γи, то следует учесть поправку к средней осадке Т`ср, определённой по грузовой шкале, на плотность воды:

(1.8)

где g = 1,0 т/м3 – плотность, для которой построена грузовая шкала;

Т`ср = 2,84 м – средняя осадка по грузовой шкале при g = 1,0 т/м3 ;

δ = 0,82 – коэффициент полноты водоизмещения;

α= 0,89 – коэффициент полноты площади ватерлинии.

ΔТ = (1,0–1,023)/1,0·0,834/0,862·2,84= -0,06 м

Тср = 2,84 м – 0,06 м = 2,78 м

Для средней осадки Tcp1 = 2,78 м из информации по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин:

Xc1 = – 0,80 м – абсцисса центра величины;

Xf1 = -1,52 м – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Zc1 = 1,47 м – аппликата центра величины;

r1 = 4,9 м – поперечный метацентрический радиус;

R1 = 325 м – продольный метацентрический радиус;

a) Определяем момент, дифферентующий судно на 1 см на отход и приход по формуле:

(1.9)

(1.9)

где D1 – водоизмещение судна в грузу;

H – продольная метацентрическая высота;

L – расчетная длина судна.

H = R1 +Zc – Z g,

где Z g – аппликата центра тяжести.

H= 325 + 0,80 − 4,03 =321,8 м

М1 = 2744,3×321,8/100×110 = 80,3 тм/см (на отход)

М2 = 2662,5×321,8/100×110 = 77,9 тм/см (на приход)

б) Определение дифферента судна после загрузки в начале и конце рейса:

dн =D1 ·(Xg1 -Xc1 )/M·100 (1.10)

где Xg1 – абсциса центра тяжести судна.

dн =2744,3·(-3,64+0.80)/80,3·100= -0,97 м

dк =D2 ·(Xg1 -Xc1 )/M·100 (1.11)

dк =2662,5·(-2,55+0.80)/77,9·100= -0,60 м

После загрузки судно получило дифферент на корму. Рекомендуется иметь дифферент на корму в пределах от 0 до -0,5 м. Все судовые запасы находятся в кормoвой части судна, поэтому при движении судна расход судовых запасов приведёт к увеличению дифферента на нос. Кроме того, для уменьшения заливаемости судна при движении на встречном волнении необходимо иметь дифферент на корму. Однако необходимо помнить, что для судов проекта 1557 осадка кормой не должна превышать 4,1 м, иначе будет нарушено требование к высоте остаточного надводного борта при затоплении машинного отделения. Полученные расчеты дифферента не удовлетворяют требованию, поскольку дифферент для начала рейса составляет 0,97 м на корму. Поскольку, из-за большого УПО судно имеет значительный недогруз, можно уменьшить значение дифферента приемом балласта в носовые танки.

Нам нужно уменьшить дифферент на 0,47 м; по формуле 1.9 определяем величину необходимого дифферентующего момента.

М1’ = 47 ∙ M1 = 47∙80.3 = 3774.1 Нм

По данным грузовых помещений находим, что почти точно по величине момента подходит Балластный танк №2.

№ п/п	Запасы и их размещение	Район расположения (шпангоут)	Вместимость помещений(т)	Масса принимаемых запасов (т)	Плечи (м)	Моменты (ТМ)
Х	Z	Mx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Топливо
1	Цистерна №15 расходная ГД	141–142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
2	Цистерна №13 основного запаса топлива	133–144	38,6	38,6	-39,2	0,5	-1513,1	19,3
3	Цистерна №14 основного запаса топлива	136–150	19,5	19,5	-40,3	3,22	-785,8	62,8
4	Цистерна №21 основного запаса топлива	151–156	7,5	7,5	-46,2	0,9	-346,5	6,8
Масло
5	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145–148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
6	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145–150	4,5	4,5	-43,8	0,68	-197,0	3,0
Пресная вода
7	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127–133	10,9	10,9	-33,8	4,2	-368	46
8	Цистерна №12ПБ пресная вода	127–133	12,8	12,8	-33,92	1,9	-434	24
Балласт
9	Цистерна №2 ДП	23–34	95	95	39,9	2,18	3790	207
Всего запасы:	191,5	0,16	1,99	31,6	381,1
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Топливо
10	Цистерна №15 расходная ГД	141–142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
11	Цистерна №21 основного запаса топлива	151–156	7,5	2,3	-46,2	0,9	-106,3	2,1
Масло
12	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145–148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
13	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145–150	4,5	1,3	-43,8	0,68	-56,9	0,9
Пресная вода
14	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127–133	10,9	8,4	-33,8	4,2	-284,0	35,3
Балласт
15	Цистерна №2 ДП	23–34	95	95	39,9	2,18	3790	207
Всего запасы:	109,7	29,46	2,35	3231,8	257,5

На основании выполненного распределения запасов и грузов составляем таблицу сводных данных и расчета водоизмещения с указанием координат центра тяжести судна. Эти расчеты представлены в таблице 3.5.

Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения

Статьи нагрузки	Масса (т)	Плечи (м)	Моменты (тм)
X	Z	Мx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Судно перед загрузкой	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Судовые запасы	191,5	0,16	1,99	31,6	381,1
Перевозимый груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Судно после загрузки	2839,3	-2,19	3,97	-6208,4	11272,5
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Судно порожнем	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Запасы	109,7	29,46	2,35	3231,8	257,5
Груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Итого:	2757,5	-1,09	4,11	-3008,2	11148,9

Для водоизмещения судна после загрузки D = 2839,3 т и плотности воды gи =1,0 т/м3 по грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср.

Грузовая шкала построена для плотности γ≠γи, то следует учесть поправку к средней осадке Т`ср, определённой по грузовой шкале, на плотность воды:

(1.8)

где g = 1,0 т/м3 – плотность, для которой построена грузовая шкала;

Т`ср = 2,92 м – средняя осадка по грузовой шкале при g = 1,0 т/м3 ;

δ = 0,82 – коэффициент полноты водоизмещения;

α= 0,89 – коэффициент полноты площади ватерлинии.

ΔТо = (1,0–1,023)/1,0·0,834/0,862·2,92= -0,06 м

Тср = 2,92 м – 0,06 м = 2,86 м на отход

ΔТп = (1,0–1,016)/1,0·0,834/0,862·2,85= -0,03 м

Тср = 2,85 м – 0,03 м = 2,82 м на приход

Для средней осадки Tcp1 = 2,86 м из информации по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин:

Xc1 = – 0,80 м – абсцисса центра величины;

Xf1 = -1,52 м – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

Zc1 = 1,47 м – аппликата центра величины;

r1 = 4,9 м – поперечный метацентрический радиус;

R1 = 325 м – продольный метацентрический радиус;

a) Определяем момент, дифферентующий судно на 1 см на отход и приход по формуле:

(1.9)

(1.9)

где D1 – водоизмещение судна в грузу;

H – продольная метацентрическая высота;

L – расчетная длина судна.

H = R1 +Zc – Z g,

где Z g – аппликата центра тяжести.

H= 325 + 0,80 − 3,97 =321,8 м

М1 = 2839,3×321,8/100×110 = 83,1 тм/см (на отход)

М2 = 2757,5×321,8/100×110 = 80,7 тм/см (на приход)

б) Определение дифферента судна после загрузки в начале и конце рейса:

dн =D1 ·(Xg1 -Xc1 )/M·100 (1.10)

где Xg1 – абсциса центра тяжести судна.

dн =2839,3·(-2,19+0.80)/83,1·100= -0,47 м

dк =D2 ·(Xg1 -Xc1 )/M·100 (1.11)

dк =2757,5·(-1,09+0.80)/80,7·100= -0,10 м

В результате пересчета с учетом приема балласта мы добились приемлемого значения дифферента для судна.

Расчет посадки и остойчивости судна на отход и приход выполняется по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа и дублируется расчетами по диаграмме осадок носом и кормой.

Расчет посадки судна по грузовой шкале и гидростатическим кривым представлен в таблице 1.4

* Zm = Zc + r

Таблица 1.4

Наименование величины и формулы	Обозначение	Значение величины
отход	приход
Водотоннажность (т)	D	2839,3	2757,5
Абсцисса ЦТ судна (м)	Xg (дополнение 1)	-2,19	-1,09
Плотность забортной воды	Ρ (задание)	1,023	1,016
Осадка судна (м)	T (дополнение 3)	2,86	2,82
Момент, дифф. Судно на 1 см (т/см)	M1 (формула 1.9)	83,1	80,7
Абсцисса ЦВ судна (м)	Xc (дополнение 1)	-0,8	-0,8
Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м)	Xf (дополнение 1)	-1,52	-1,52
Аппликата поперечного метацентра (м)	Zm* (дополнение 1)	6,37	6,37
Коэффициент общей полноты	δ (дополнение 1)	0,834	0,834
Дифферент судна (м)	d=[D∙(Xg − Xc)/M]/100	-0,47	-0,10
Осадка судна носом (м)	Tн = T – d (1/2 – Xf/L)	2,62	2,77
Осадка судна кормой (м)	Tк = T + d (1/2 + Xf/L)	3,10	2,87

Для дальнейших расчетов принимаем значения величин, полученные при расчетах по грузовой шкале и кривым элементов теоретического чертежа.

Составление грузового плана судна. Расчет остойчивости судна. Составление диаграмм статической и динамической остойчивости судна

Расчет начальной метацентрической высоты производится по формуле:

h = Zm – Zg, (2.1)

где Zm – аппликата метацентра;

Zg – апликата центра тяжести.

По формуле (2.1) произведем расчет начальной поперечной метацентрической высоты для начала рейса и конца рейса:

с) Рассчитываем поперечную метацентрическую высоту:

h1 = Zm – Zg1 = 6,37 – 3,97 = 2.40 м

h2 = Zm – Zg2 = 6,37 – 4,11 = 2,26 м

Рассчитаем исправленную поперечную метацентрическую высоту:

h1,2 = Zc1,2 + p1,2 – Zg1,2 (м) (2.2)

где Zg1,2 = Z + Δmh, м

Δmh – поправка к метацентрической высоте на учет влияния свободных поверхностей (выбирается из приложения 2).

Таблица 2.1 – расчет параметров начальной остойчивости:

Наименование величин	Обозначение	Формулы	Значения
отход	приход
Водоизмещение	D	2839 , 3	2757,5
Аппликата ЦТ судна	Zg	3,97	4,11
Аппликата поперечного метацентра	Zm	6,37	6,37
Неисправленная метацентрическая высота	h0	h0= Zm − Zg	2,40	2,26
Поправка к метацентрической высоте	Δh	Δh = ΣΔmh/D	0,15	0,15
Исправленная метацентрическая высота	h	h = h0 – Δh	2,25	2,11

Проверку остойчивости выполняем по материалам «информации по остойчивости судна» по допустимым метацентрическим высотам:

­ максимальное плечо L > 0,2 м при Qmax = 30 град;

­ угол заката Qзак > 60 град;

­ исправленная метацентрическая высота h > 0.15 м;

­ критерий погоды ДО > 1;

­ угол крена от действия постоянного ветра Q < 15 град;

­ критерий ускорения ДО > 1.

Построение диаграммы статической остойчивости

В «Информации об остойчивости судна для капитана» имеется универсальная диаграмма статической остойчивости, предложенная профессором Г.Е. Павленко, т.е. она представляет собой набор диаграмм статической остойчивости для различных водоизмещении судна в диапазоне от водоизмещения порожним до водоизмещения в полном грузу. При использовании универсальной диаграммы плечи статической остойчивости l находятся непосредственно по чертежу для значений D, h и Q. Диаграмма построена с учётом влияния свободной поверхности жидких грузов на остойчивость.

Исходными данными являются:

Водоизмещение судна D1 =2839,3 т и поперечная метацентрическая высота с учётом поправки Dmh на влияние свободной поверхности жидких грузов h1 =2,25 м. Снятые плечи диаграммы статической остойчивости по метацентрической высоте и водоизмещению заносим в таблицу 1.6.

Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости. Для построения диаграммы динамической остойчивости в таблице производим расчёт плеч диаграммы динамической остойчивости. Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости. Плечо динамической остойчивости вычисляется по формуле:

Таблица 2.2 – Расчет диаграмм статической и динамической остойчивости

Рассчитываемая величина	Значение расчетных величин
на отход
Угол Q (град)	10	20	30	40	50	60	70
Плечо статической остойчивости l (м)	0,45	0,93	1,29	1,25	0,98	0,70	0,39
Σинт l	0,45	1,83	4,05	6,59	8,82	10,5	11,59
	0,04	0,16	0,35	0,57	0,77	0,91	1,01
на приход
Угол Q (град)	10	20	30	40	50	60	70
Плечо статической остойчивости l (м)	0,43	0,88	1,20	1,16	0,89	0,54	0,25
Σинт l	0,43	1,74	3,82	6,18	8,23	9,66	10,45
0,04	0,15	0,33	0,54	0,72	0,84	0,91

Расчет параметров остойчивости судна

Проверка остойчивости по диаграмме моментов.

Определяем исправленный момент с учётом поправки на влияние жидких грузов со свободной поверхностью:

Mz исп = Mz + Δmh;

Mz1 исп =11272,5+418 = 11690,5 тм на отход

Mz2 исп =11148,9+418 = 11566,9 тм на приход

Откладываем значение исправленного момента по вертикальной линии, получаем точку «А», положению которой соответствует исправленная поперечная метацентрическая высота h1 = 2,55 м.

Точке «В» на кривой предельных моментов соответствует допускаемый момент Mz доп = 20100 т м (201000 кН м) и допускаемая поперечная мета-центрическая высота h доп = 1,0 м.

Результаты проверки остойчивости по диаграмме допускаемых статических моментов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Результаты проверки остойчивости по диаграмме допускаемых статических моментов

Величины и их обозначения, формулы	Единицы измерения	Значения величин
отход	приход
Водоизмещение судна D	т	2839,3	2757,5
Момент относительно основной плоскости Mz	кН м	11272,5	11148,9
Исправления ΣΔmh	кН м	419	419
Исправленный момент Mzиспр = Mz + ΣΔmh	кН м	11690,5	11566,9
Допустимый момент Mzдоп	кН м
Разница Δmh = Mzиспр – Mzдоп	кН м
Метацентрическая высота без учета влияния жидких грузов h0	м
Допустимая метацентрическая высота hдоп	м
Метацентрическая высота h	м

Проверка остойчивости по критерию погоды

Остойчивость судна по критерию погоды считается достаточной, если при наихудшем, в отношении остойчивости варианте нагрузки динамически приложенный кренящий момент от давления ветра Mv равен или меньше опрокидывающего момента Мс, т.е. если соблюдается условие Mv < Mc или К = Mc/MV ³ 1,0.

а) Определение кренящего момента от давления ветра.

Кренящий момент от давления ветра определяется по формуле:

Mv = 0,001 Pv·Av·Z (3.1)

где Pv – давление ветра, кг/м2 или Па.

По «Расчёту парусности и обледенения» для судна проекта 1557 при осадке Тcр’ = 2,86 м, используя данные информации по остойчивости для капитана, находим площадь парусности Av = 580 м2 и аппликату центра парусности над действующей ватерлинией при осадке Тср = 2,86 м, Z = 3,15 м, Pv = 35,0 Па

Mv = 0,001 Pv·Av·Z = 0,001·35·580·3,15= 63,94 тм

б) Расчёт амплитуды качки.

Амплитуда качки судна с круглой скулой, не снабжённого скуловыми килями и брусковым килем, вычисляются по формуле:

q1 r = X1 ·X2 ·V (3.2)

где X1, X2 – безразмерные множители;

V – множитель в градусах.

Амплитуду качки на отход и приход судна находим в информации по остойчивости судна для капитана.

Q1 r = 18.8°

Плечо опрокидывающего момента lc на отход и приход судна определяем по диаграмме динамической остойчивости.

Тогда опрокидывающий момент равен:

Мс1 = D1 ∙ lc1 = 2839.3 ∙ 0.6 = 1703.6 тм (на отход) (3.3)

Мс2 = D2 ∙ lc2 = 2757,5 ∙ 0.48 = 1323.6 тм (на приход)

Кроме этого по диаграмме статической и динамической остойчивости можно определить максимальный динамический угол крена Θmax дин, на который судно может накрениться под воздействием динамического кренящего момента, не опрокидываясь. На диаграмме динамической остойчивости этому углу соответствует абсцисса точки Т. Полученные результаты проверки остойчивости заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значения величин
отход	приход
Водоизмещение, (т)	D	2839.3	2757.5
Осадка судна, (м)	Тср	2.86	2.82
Площадь парусности (ЦП), (м2 )	Av (из информации)	580	580
Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	Z (из информации)	3.15	3.15
Расчетное давление ветра, Па	Pv (из таблиц правил)	35.0	35.0
Кренящий момент от ветра, (тм)	Mv = 0,001 Pv·Av·Z	63.94	63.94
Амплитуда качки со скуловыми килями, (градусы)	Θ2r = k∙X1∙X2∙Y
Угол заливания, (градусы)	Θf (из диаграммы остойчивости)
Плечо опрокидывающего момента, (м)	Lc (из диаграммы остойчивости)	0.60	0.48
Опрокидывающий момент, (кН∙м)	Mc = g∙D∙Lc	1703.6	1323.6
Критерий погоды	K = Mc/Mv	26.6	20.7
Кренящее плечо, (м)	Lw1 = 0.504∙Av∙Zv/(gD)	0.033	0.034
Кренящее плечо, (м)	Lw2 = 1.5Lw1	0.049	0.051
Период качки, (с)	T = 2cB/√h0	7.4	7.6
Инерционный коэффициент	c=0.373+0.023B/T-0.043L/100	0.432	0.433
Коэффициент	R = 0.73+0.6 (Zg -T)/T	0.96	1.00
Угол крена от постоянного ветра, (градус)	Θ0
Угол входа палубы в воду, (градус)	Θd = arctg (2 (H – T)/B)	21.8	21.8
Критерий погоды по IMO	K = b/a

Проверка продольной прочности корпуса

Для определения продольной прочности корпуса судна произведем расчет арифметической суммы масс дедвейта относительно миделя.

В таблице 4.1 представлен расчет суммы моментов масс дедвейта относительно миделя.

Проверка продольной прочности представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.1

Таблица 4.2

Числовой коэффициент ko = 0,0182 при прогибе (Моб<0)

ko = 0,0205 при перегибе (Моб>0 )

Произведя проверку продольной прочности судна на тихой воде, приходим к выводу, что она обеспечивается на отход и на приход, поскольку:

|Моб| < Мдоп

следовательно, грузовой план, с точки зрения прочности, соответствует требованиям.

Определение количества разнородного генерального груза графическо-аналитическим способом при загрузке судна пр. 1557. Технология перевозки грузов.

Вариант №3.

Обязательные грузы	Факультативные грузы
Наименование	УПО (ω, м3 /т)	Масса, т	Наименование	УПО (ω, м3 /т)
Железо	0,4	750	Кожевенное сырье	4,0
Рельсы	0,6	300	Стекло	1,2
Ветошь	4,8	50

Для оптимального использования грузоподъемности и грузовместимости судна, учитывая, что обязательных грузов имеется только 1100 тонн, оно должно погрузить факультативные грузы в количестве 1900 тонн в такой пропорции, чтобы максимально использовать грузовместимость.

В результате построения диаграммы находим, что необходимо погрузить 1420 тонн стекла и 480 тонн кожевенного сырья.

Наименование помещения	Площадь трюма, м2	грузовместимость м3	Количество груза, т
Трюм №1	343,3	984	667
Трюм №2	433,6	1169	792
Трюм №3	439,1	1179	799
Трюм №4	400,0	1094	742
Всего	4426

Количество груза для каждого трюма подсчитываем по формуле:

где РГ – количество груза для данного грузового помещения, т;

WГ – грузовместимость данного помещения, м3 ;

Q – количество груза, погружаемого на судно, т;

W – грузовместимость судна, м3 .

Помещение	Груз	Вес, т	Объем, м3	Расчетное количество груза, т	Объем трюма, м3
Трюм №1	ветошь	50	240	667	984
стекло	503	604
сталь	150	120
Всего:	703	964
Трюм №2	кож. сырье	160	640	792	1169
стекло	290	349
рельсы	300	180
Всего:	750	1169
Трюм №3	кож. сырье	160	640	799	1179
стекло	349	419
сталь	300	120
Всего:	809	1179
Трюм №4	кож. сырье	160	640	742	1094
стекло	278	334
сталь	300	120
Всего:	738	1094
ИТОГО:	3000	4406	3000	4426

Грузовой план судна

Грузовой план судна

1. Данные о рейсе

Транспортно-эксплуатационные
характеристики судна

№п/п	Характеристика	значение
1	Тип судна	Сормовский
2	Проект	1557
3	Длина наибольшая	114,0 м
4	Длина между перпендикулярами	110,0 м
5	Ширина судна	13,2 м
6	Высота борта	5,5 м
7	Осадка судна по ЛГМ в грузу	3,75 м
8	hдн Возвышение дна трюма над основной плоскостью	0,9 м
9	Водотоннажность в грузу по ЛГМ	4426 т
10	Дедвейт	3130 т
11	Грузоподъемность по ЛГМ	3000 т
12	Водотоннажность порожнем	1286 т
13	Скорость в грузу	9 уз.
14	Скорость в балласте	10,5 уз.
15	Экипаж	15 человек
16	Расстояние между портами	2200 миль
17	Осадка судна носом перед погрузкой	0,3 м
18	Осадка судна кормой перед погрузкой	2,1 м
19	Осадка судна на миделе перед погрузкой	1,3 м
20	Абсцисса ЦТ судна порожнем	– 9,85 м
21	Аппликата ЦТ судна до погрузки	4,72 м
22	Плотность забортной воды в порту до погрузки	1,023
23	Плотность забортной воды в порту до выгрузки	1,016
24	Груз	Промышленное оборудование
25	Удельный погрузочный объем груза	2,2 м3/т
26	Расход топлива на ходу	5,64 т/сутки
27	Расход пресной воды на 1 человека	0,1 т/сутки

Данные о парусности судна в грузу
при осадке 3,75 м

1	Площадь парусности	460 м2
2	Возвышение центра парусности в грузу над ВЛ	2,7 м
3	Суммарная площадь скуловых килей	40 м2

Расчет ходового времени производится
по формуле:

Tx = S /V·24,                                                                           
(1.1)

где S – расстояние между портами;

V – скорость хода судна.

Тх = 2200/9×24 =10,2 сут.

Расчет необходимых запасов на рейс
произведем по следующим формулам:

– необходимое количество топлива
определяем по формуле:

Pт = Kзт·q·tx,                                    (1.2)

где    Кзт – коэффициент запаса
топлива Кзт = 1,1;

q – норма расхода топлива на ходу;

tx – время судна в ходу.

Рт = 1,1·5,64·10,2 =
63,3 т

– запасы масла принимаем в
количестве 5% от количества топлива:

Рм =
0.05·Рт,                                     (1.3)

Рм = 0.05·63,3 = 3,2 т

– запасы пресной воды определим по
формуле:

Pв = q·Чэк·tx,                                             (1.4)

где q – количество воды приходящееся на
одного человека экипажа в сутки;

Чэк – количество членов экипажа.

Рв= 0,1·15·10,2 = 15,3 т

Для исключения влияния свободных
поверхностей жидкости заполним бортовые цистерны пресной воды вместимостью 10,9
и 12,8 т полностью.

Итого судно на отход будет иметь 23,7
т пресной воды.

Сумму всех запасов найдем по
формуле:

Рзн=Рт+Рм+Рв,                                        
(1.5)

Рзн = 63,3+3,2+15,3=
81,8 т

К концу рейса остается 10% от
суммарных запасов и плюс остаток пресной воды, которые находятся по формуле:

Рзк = 10·Рзн/100+DРв,                                            (1.6)

где DРв – остаток пресной воды, который равен DРв = 23,7 – 15,3 = 8,4 т

Рзк = 10·81,8 /100+8,4 =
16,6 т

Характеристика груза

Промышленное
оборудование обычно перевозят в
ящиках, поэтому мы можем отнести этот груз к генеральному, подвиду ящичных
грузов.

В ящиках перевозят самые
разнообразные грузы. В зависимости от массы груза нетто, его плотности,
физико-химических и биологических свойств требуется большая или меньшая
прочность ящиков. Ящики подразделяются по материалу, из которого они
изготовлены, на дощатые, фанерные и картонные короба.

От площадки, находящейся под
просветом люка, ящики перемещают к месту укладки вручную, при помощи трюмных
электропогрузчиков, ручных тележек или специальных катков. Кантовать, но с
осторожностью, разрешается только те ящики, на которых не нанесено надписей,
запрещающих это. Ящики укладывают плашмя на подкладки толщиной не менее 5 см.
Если груз требует активной вентиляции, между ярусами помещают      прокладки
толщиной не менее 2,5 см. Если ящики отличаются по размерам и форме, необходимо
заполнять мелкими ящиками промежутки между крупными местами. При этом нужно
следить затем, чтобы поверхность каждого яруса была ровной. Прочные и тяжелые
ящики укладывают внизу, более легкие – наверху. Большие ящики следует
укладывать в центре трюма, ящики меньших размеров – у бортов. Это позволит
лучше использовать грузовместимость.

При погрузке ящиков на другой груз
необходимо поверх этого груза устроить ровный настил и уже на него укладывать
ящики. Остающееся свободное пространство в оконечностях грузовых помещений,
около льял и пиллерсов необходимо забить любым подручным материалом, поверх
которого устанавливают платформу из досок и укладывают следующий ярус ящиков.
Для предотвращения поломки и загрязнения ящиков поверх того слоя, на котором
ведется укладка, следует настилать широкие доски переходные мостики для
портовых рабочих.

Распределение грузов и
запасов

Данные по грузовым помещениям судна

Наименование цистерн	ΔМН	Масса Р (т)	Z (м)	Мz (тм)	Х (м)	Мх (тм)
Цистерна отходов топл. Масла №25 ПБ 142-144		1,7	0,5	1	-41	-70
Цистерна пресной воды ЛБ №11 127-133		10,9	4,2	46	-33,8	-368
Цистерна пресной воды ПБ №11 127-133		12,8	1,9	24	-33,92	-434
Цистерна основных запасов топлива №13 133-144	418	38,6	0,5	19	-39,2	-1513
Цистерна основных запасов топлива №14 136-150		19,5	3,22	63	-40,3	-802
Расходная цистерна главного двиг. ЛБ №15 141-142		1,6	4,16	7,0	-39,97	-64
Цист сепар. Масла №16 ПБ 145-148		1,1	0,58	1,0	-43,0	-47
Цистерна осн. запасов топлива ЛБ №17 133-156	690	27,1	3,3	89	-42,0	-1138
Цистерна отраб. Масла ПБ №18 145-149		1,9	0,6	1,0	-42,1	-82
Цистерна осн. Запаса масла №19 145-150		4,5	0,68	3	-43,8	-197
Цистерна подсланевой воды №20 ПБ 148-156		8	2,08	16	-45,6	-336
Цистерна осно. запасов топлива №21 ДП 151-156		7,5	0,9	7	-46,2	-350
Цистерна балластная ДП №22 156-159	55	48,8	2,72	133	-50,6	-2469
Фекальная цистерна №23 156-161		6	4,39	26	-49,5	-297
Цистерна пресной воды ДП №24 167-172	44	13,8	4,54	62,6	-55,4	-764
Балласт ДП №1 11-23	378	92	1,86	171	45,8	4214
Балласт ДП №2 23-34	302	95	2,18	207	39,9	3790
Балласт ДП №3 34-55	217	226	1,90	429	31,1	7029

Запасы топлива размещаем в первую
очередь в расходных цистернах, расположенных в районе машинно-котельного
отделения (МКО), танках двойного дна и в последнюю очередь в
топливно-балластных танках. Танки, как правило, заполняем полностью, чтобы
исключить влияние свободной поверхности жидких грузов на остойчивость. Цистерны
пресной воды заполняем полностью.

Расчёт положения центра тяжести
принятых запасов производим в табличной форме.

Таблица 1.1 – Распределение запасов

№ п/п	Запасы и их размещение	Район расположения (шпангоут)	Вместимость помещений(т)	Масса принимаемых запасов (т)	Плечи (м)	Моменты (ТМ)
					Х	Z	Mx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Топливо
1	Цистерна №15 расходная ГД	141-142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
2	Цистерна №13 основного запаса топлива	133-144	38,6	38,6	-39,2	0,5	-1513,1	19,3
3	Цистерна №14 основного запаса топлива	136-150	19,5	19,5	-40,3	3,22	-785,8	62,8
4	Цистерна №21 основного запаса топлива	151-156	7,5	7,5	-46,2	0,9	-346,5	6,8
Масло
5	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145-148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
6	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145-150	4,5	4,5	-43,8	0,68	-197,0	3,0
Пресная вода
7	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127-133	10,9	10,9	-33,8	4,2	-368	46
8	Цистерна №12ПБ пресная вода	127-133	12,8	12,8	-33,92	1,9	-434	24
Всего запасы:	96,5	-38,95	1,80	-3758,4
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Топливо
9	Цистерна №15 расходная ГД	141-142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
10	Цистерна №21 основного запаса топлива	151-156	7,5	2,3	-46,2	0,9	-106,3	2,1
Масло
11	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145-148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
12	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145-150	4,5	1,3	-43,8	0,68	-56,9	0,9
Пресная вода
13	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127-133	10,9	8,4	-33,8	4,2	-284,0	35,3
Всего запасы:	14,7	-37,97	3,44	-558,2	50,5

Данные о грузовых помещениях

Наименование помещения	Площадь трюма, м2	Зерновая грузовмест. м3	Киповая грузовмест. м3	Абсцисса ЦТ, м Х	Аппликата ЦТ, м Z1	Возвышение днища над ОП, hдн, м	Условный объемный кренящий момент от смещения зерна
Трюм №1	343,3	951	664	33,80	3,65	0,88	219
Трюм №2	433,6	1136	793	15,45	3,5	0,88	255
Трюм №3	439,1	1146	800	-4,18	3,49	0,88	255
Трюм №4	400,0	1064	743	-23,2	3,54	0,88	226
Всего		4297	3000				955

Где    Vi – объем, занятый грузом:
Vi
= Р ∙ ω, м^3;

S – площадь трюма, м²;

Р – масса груза, т;

ω – удельный
погрузочный объем груза, м³/т;

h_дн− возвышение
днища трюма над основной плоскостью, м.

Распределяем груз по трюмам,
используя данные грузовых помещений

Таблица 1.2 – Распределение грузов

Помещение	Вместимость помещения Wi (м3)	Объём занятый грузом Vi(м3)	Масса груза	Плечи (м)	Моменты (тм)
				X	Z	Мx	Mz
Трюм №1	664	664	301,8	33,80	3,65	10200,8	1101,6
Трюм №2	793	793	360	15,45	3,5	5562,0	1260,0
Трюм №3	800	798,6	363	-4,18	3,49	-1517,3	1266,9
Трюм №4	743	741,4	337	-23,2	3,54	-7818,4	1193,0
Итого груз	3000	2997	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5

На основании выполненного
распределения запасов и грузов составляем таблицу сводных данных и расчета
водоизмещения с указанием координат центра тяжести судна. Эти расчеты
представлены в таблице 3.5.

Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения

Статьи нагрузки	Масса (т)	Плечи (м)	Моменты (тм)
		X	Z	Мx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Судно перед загрузкой	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Судовые запасы	96,5	-38,95	1,8	-3758,4	174,1
Перевозимый груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Судно после загрузки	2744,3	-3,64	4,03	-9998,4	11065,5
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Судно порожнем	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Запасы	14,7	-37,97	3,44	-558,2	50,5
Груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Итого:	2662,5	-2,55	4,11	-6798,2	10941,9

Для водоизмещения судна после
загрузки D = 2744,3 т и плотности воды g_и=1,0 т/м³ по
грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср.

(1.8)

где
g = 1,0 т/м³ – плотность,
для которой построена грузовая шкала;

Т`ср = 2,84 м – средняя осадка по
грузовой шкале при g = 1,0
т/м³;

δ = 0,82 – коэффициент полноты водоизмещения;

α= 0,89 – коэффициент полноты площади ватерлинии.

ΔТ
= (1,0-1,023)/1,0·0,834/0,862·2,84= -0,06 м

Тср = 2,84 м – 0,06 м = 2,78 м

Для средней осадки Tcp₁ = 2,78 м из информации
по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин:

Xc₁ = – 0,80 м – абсцисса
центра величины;

Xf₁ = -1,52 м – абсцисса
центра тяжести площади ватерлинии;

Zc₁ = 1,47 м – аппликата
центра величины;

r₁ = 4,9 м – поперечный
метацентрический радиус;

R₁ = 325 м – продольный
метацентрический радиус;

a) Определяем момент, дифферентующий
судно на 1 см на отход и приход по формуле:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            (1.9)                

(1.9)

где D₁ – водоизмещение судна в грузу;

H – продольная метацентрическая высота;

L – расчетная длина судна.

H = R₁+Zc – Z g,

где Z g – аппликата центра тяжести.

H= 325 + 0,80 − 4,03 =321,8 м

М₁ = 2744,3×321,8/100×110 = 80,3
тм/см (на отход)

М₂ = 2662,5×321,8/100×110 = 77,9
тм/см (на приход)

б) Определение дифферента судна после
загрузки в начале и конце рейса:

d_н=D₁·(Xg₁-Xc₁)/M·100
(1.10)

где Xg₁ – абсциса центра
тяжести судна.

d_н
=2744,3·(-3,64+0.80)/80,3·100= -0,97 м

d_к=D₂·(Xg₁-Xc₁)/M·100
(1.11)

d_к
=2662,5·(-2,55+0.80)/77,9·100= -0,60 м

После загрузки судно получило дифферент
на корму. Рекомендуется иметь дифферент на корму в пределах от 0 до -0,5 м. Все
судовые запасы находятся в кормoвой части судна, поэтому при движении судна
расход судовых запасов приведёт к увеличению дифферента на нос. Кроме того, для
уменьшения заливаемости судна при движении на встречном волнении необходимо
иметь дифферент на корму. Однако необходимо помнить, что для судов проекта 1557
осадка кормой не должна превышать 4,1 м, иначе будет нарушено требование к
высоте остаточного надводного борта при затоплении машинного отделения.
Полученные расчеты дифферента не удовлетворяют требованию, поскольку дифферент
для начала рейса составляет 0,97 м на корму. Поскольку, из-за большого УПО
судно имеет значительный недогруз, можно уменьшить значение дифферента приемом
балласта в носовые танки.

Нам нужно уменьшить дифферент на
0,47 м; по формуле 1.9 определяем величину необходимого дифферентующего
момента.

М₁^’ = 47 ∙
M₁ = 47∙80.3 = 3774.1 Нм

По данным грузовых помещений
находим, что почти точно по величине момента подходит Балластный танк №2.

№ п/п	Запасы и их размещение	Район расположения (шпангоут)	Вместимость помещений(т)	Масса принимаемых запасов (т)	Плечи (м)	Моменты (ТМ)
					Х	Z	Mx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Топливо
1	Цистерна №15 расходная ГД	141-142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
2	Цистерна №13 основного запаса топлива	133-144	38,6	38,6	-39,2	0,5	-1513,1	19,3
3	Цистерна №14 основного запаса топлива	136-150	19,5	19,5	-40,3	3,22	-785,8	62,8
4	Цистерна №21 основного запаса топлива	151-156	7,5	7,5	-46,2	0,9	-346,5	6,8
Масло
5	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145-148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
6	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145-150	4,5	4,5	-43,8	0,68	-197,0	3,0
Пресная вода
7	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127-133	10,9	10,9	-33,8	4,2	-368	46
8	Цистерна №12ПБ пресная вода	127-133	12,8	12,8	-33,92	1,9	-434	24
Балласт
9	Цистерна №2 ДП	23-34	95	95	39,9	3790	207
Всего запасы:	191,5	0,16	1,99	31,6	381,1
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Топливо
10	Цистерна №15 расходная ГД	141-142	1,6	1,6	-39,97	7,0	-64,0	11,2
11	Цистерна №21 основного запаса топлива	151-156	7,5	2,3	-46,2	0,9	-106,3	2,1
Масло
12	Цистерна №16 сепарированного масла ПБ	145-148	1,1	1,1	-43,0	0,58	-47,0	1,0
13	Основной запас масла Цистерна №19 ЛБ	145-150	4,5	1,3	-43,8	0,68	-56,9	0,9
Пресная вода
14	Цистерна №11 ЛБ пресная вода	127-133	10,9	8,4	-33,8	4,2	-284,0	35,3
Балласт
15	Цистерна №2 ДП	23-34	95	95	39,9	2,18	3790	207
Всего запасы:	109,7	29,46	2,35	3231,8	257,5

На основании выполненного
распределения запасов и грузов составляем таблицу сводных данных и расчета
водоизмещения с указанием координат центра тяжести судна. Эти расчеты
представлены в таблице 3.5.

Таблица 1.3 – Расчет водоизмещения

Статьи нагрузки	Масса (т)	Плечи (м)	Моменты (тм)
		X	Z	Мx	Mz
НА МОМЕНТ ОТХОДА
Судно перед загрузкой	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Судовые запасы	191,5	0,16	1,99	31,6	381,1
Перевозимый груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Судно после загрузки	2839,3	-2,19	3,97	-6208,4	11272,5
НА МОМЕНТ ПРИХОДА
Судно порожнем	1286	-9,85	4,72	-12667,1	6069,9
Запасы	109,7	29,46	2,35	3231,8	257,5
Груз	1361,8	4,72	3,54	6427,1	4821,5
Итого:	2757,5	-1,09	4,11	-3008,2	11148,9

Для водоизмещения судна после
загрузки D = 2839,3 т и плотности воды g_и=1,0 т/м³ по
грузовой шкале определяем среднюю осадку судна после загрузки Т`ср.

где
g = 1,0 т/м³ – плотность,
для которой построена грузовая шкала;

Т`ср = 2,92 м – средняя осадка по
грузовой шкале при g = 1,0
т/м³;

δ = 0,82 – коэффициент полноты водоизмещения;

α= 0,89 – коэффициент полноты площади ватерлинии.

ΔТ_о
= (1,0-1,023)/1,0·0,834/0,862·2,92= -0,06 м

Тср = 2,92 м – 0,06 м = 2,86 м на
отход

ΔТ_п
= (1,0-1,016)/1,0·0,834/0,862·2,85= -0,03 м

Тср = 2,85 м – 0,03 м = 2,82 м на
приход

Для средней осадки Tcp₁ = 2,86 м из информации
по остойчивости для капитана (приложение 1) определяем значение величин:

Xc₁ = – 0,80 м – абсцисса
центра величины;

Xf₁ = -1,52 м – абсцисса
центра тяжести площади ватерлинии;

Zc₁ = 1,47 м – аппликата
центра величины;

r₁ = 4,9 м – поперечный
метацентрический радиус;

R₁ = 325 м – продольный
метацентрический радиус;

a) Определяем момент, дифферентующий
судно на 1 см на отход и приход по формуле:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            (1.9)                

(1.9)

где D₁ – водоизмещение судна в грузу;

H – продольная метацентрическая высота;

L – расчетная длина судна.

H = R₁+Zc – Z g,

где Z g – аппликата центра тяжести.

H= 325 + 0,80 − 3,97 =321,8 м

М₁ = 2839,3×321,8/100×110 = 83,1
тм/см (на отход)

М₂ = 2757,5×321,8/100×110 = 80,7
тм/см (на приход)

б) Определение дифферента судна
после загрузки в начале и конце рейса:

d_н=D₁·(Xg₁-Xc₁)/M·100
(1.10)

где Xg₁ – абсциса центра
тяжести судна.

d_н
=2839,3·(-2,19+0.80)/83,1·100= -0,47 м

d_к=D₂·(Xg₁-Xc₁)/M·100
(1.11)

d_к
=2757,5·(-1,09+0.80)/80,7·100= -0,10 м

В результате пересчета с учетом
приема балласта мы добились приемлемого значения дифферента для судна.

Расчет посадки и остойчивости судна
на отход и приход выполняется по грузовой шкале и кривым элементов
теоретического чертежа и дублируется расчетами по диаграмме осадок носом и
кормой.

Расчет посадки судна по грузовой
шкале и гидростатическим кривым представлен в таблице 1.4

* Zm = Zc + r

Таблица 1.4

Наименование величины и формулы	Обозначение	Значение величины
		отход	приход
Водотоннажность (т)	D	2839,3	2757,5
Абсцисса ЦТ судна (м)	Xg (дополнение 1)	-2,19	-1,09
Плотность забортной воды	Ρ (задание)	1,023	1,016
Осадка судна (м)	T (дополнение 3)	2,86	2,82
Момент, дифф. Судно на 1 см (т/см)	M1 (формула 1.9)	83,1	80,7
Абсцисса ЦВ судна (м)	Xc (дополнение 1)	-0,8	-0,8
Абсцисса ЦТ площади ватерлинии (м)	Xf (дополнение 1)	-1,52	-1,52
Аппликата поперечного метацентра (м)	Zm* (дополнение 1)	6,37	6,37
Коэффициент общей полноты	δ (дополнение 1)	0,834	0,834
Дифферент судна (м)	d=[D∙(Xg − Xc)/M]/100	-0,47	-0,10
Осадка судна носом (м)	Tн = T – d (1/2 – Xf/L)	2,62	2,77
Осадка судна кормой (м)	Tк = T + d (1/2 + Xf/L)	3,10	2,87

Для дальнейших расчетов принимаем
значения величин, полученные при расчетах по грузовой шкале и кривым элементов
теоретического чертежа.

Составление грузового
плана судна. Расчет остойчивости судна. Составление диаграмм статической и
динамической остойчивости судна

Расчет начальной метацентрической
высоты производится по формуле:

h = Zm – Zg, (2.1)

где Zm – аппликата метацентра;

Zg – апликата центра тяжести.

По формуле (2.1) произведем расчет
начальной поперечной метацентрической высоты для начала рейса и конца рейса:

с) Рассчитываем поперечную
метацентрическую высоту:

h₁= Zm – Zg₁ = 6,37 – 3,97 = 2.40 м

h₂= Zm – Zg₂ = 6,37 – 4,11 = 2,26 м

Рассчитаем исправленную поперечную
метацентрическую высоту:

h_1,2 = Zc_1,2 + p_1,2 – Zg_1,2 (м) (2.2)

где Zg_1,2 = Z + Δmh, м

Δmh – поправка к метацентрической высоте на учет влияния свободных
поверхностей (выбирается из приложения 2).

Таблица 2.1 – расчет параметров
начальной остойчивости:

Наименование величин	Обозначение	Формулы	Значения
			отход	приход
Водоизмещение	D		2839,3	2757,5
Аппликата ЦТ судна	Zg		3,97	4,11
Аппликата поперечного метацентра	Zm		6,37	6,37
Неисправленная метацентрическая высота	h0	h0 = Zm − Zg	2,40	2,26
Поправка к метацентрической высоте	Δh	Δh = ΣΔmh/D	0,15	0,15
Исправленная метацентрическая высота	h	h = h0 – Δh	2,25	2,11

Проверку остойчивости выполняем по
материалам «информации по остойчивости судна» по допустимым метацентрическим
высотам:

­           максимальное плечо L > 0,2 м при Qmax = 30 град;

­         угол заката Qзак > 60 град;

­         исправленная метацентрическая
высота h > 0.15 м;

­         критерий погоды ДО > 1;

­         угол крена от действия
постоянного ветра Q < 15 град;

­         критерий ускорения ДО >
1.

Построение диаграммы
статической остойчивости

В «Информации об остойчивости судна
для капитана» имеется универсальная диаграмма статической остойчивости,
предложенная профессором Г.Е. Павленко, т.е. она представляет собой набор
диаграмм статической остойчивости для различных водоизмещении судна в диапазоне
от водоизмещения порожним до водоизмещения в полном грузу. При использовании
универсальной диаграммы плечи статической остойчивости l находятся
непосредственно по чертежу для значений D, h и Q. Диаграмма построена с учётом
влияния свободной поверхности жидких грузов на остойчивость.

Исходными данными
являются:

Водоизмещение судна D₁=2839,3 т и поперечная метацентрическая высота с учётом поправки Dmh на влияние свободной поверхности
жидких грузов h₁=2,25 м. Снятые плечи диаграммы статической
остойчивости по метацентрической высоте и водоизмещению заносим в таблицу 1.6.

Диаграмма динамической остойчивости
является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости.
Для построения диаграммы динамической остойчивости в таблице производим расчёт
плеч диаграммы динамической остойчивости. Диаграмма динамической остойчивости
является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости.
Плечо динамической остойчивости вычисляется по формуле:

Таблица 2.2 – Расчет диаграмм
статической и динамической остойчивости

Рассчитываемая величина	Значение расчетных величин
	на отход
Угол Q (град)	0	10	20	30	40	50	60	70
Плечо статической остойчивости l (м)	0	0,45	0,93	1,29	1,25	0,98	0,70	0,39
Σинт l	0	0,45	1,83	4,05	6,59	8,82	10,5	11,59
	0	0,04	0,16	0,35	0,57	0,77	0,91	1,01
	на приход
Угол Q (град)	0	10	20	30	40	50	60	70
Плечо статической остойчивости l (м)	0	0,43	0,88	1,20	1,16	0,89	0,54	0,25
Σинт l	0	0,43	1,74	3,82	6,18	9,66	10,45
	0	0,04	0,15	0,33	0,54	0,72	0,84	0,91

Расчет параметров
остойчивости судна

Проверка остойчивости по диаграмме
моментов.

Определяем исправленный момент с
учётом поправки на влияние жидких грузов со свободной поверхностью:

Mz исп = Mz + Δmh;

Mz₁ исп =11272,5+418 = 11690,5
тм на отход

Mz₂ исп =11148,9+418 = 11566,9
тм на приход

Откладываем значение исправленного
момента по вертикальной линии, получаем точку «А», положению которой
соответствует исправленная поперечная метацентрическая высота h₁ =
2,55 м.

Точке «В» на кривой предельных
моментов соответствует допускаемый момент Mz доп = 20100 т м (201000 кН м) и допускаемая
поперечная мета-центрическая высота h доп = 1,0 м.

Результаты проверки остойчивости по
диаграмме допускаемых статических моментов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Результаты проверки
остойчивости по диаграмме допускаемых статических моментов

Величины и их обозначения, формулы	Единицы измерения	Значения величин
		отход	приход
Водоизмещение судна D	т	2839,3	2757,5
Момент относительно основной плоскости Mz	кН м	11272,5	11148,9
Исправления ΣΔmh	кН м	419	419
Исправленный момент Mzиспр = Mz + ΣΔmh	кН м	11690,5	11566,9
Допустимый момент Mzдоп	кН м
Разница Δmh = Mzиспр – Mzдоп	кН м
Метацентрическая высота без учета влияния жидких грузов h0	м
Допустимая метацентрическая высота hдоп	м
Метацентрическая высота h	м

Проверка остойчивости по
критерию погоды

Остойчивость судна по критерию
погоды считается достаточной, если при наихудшем, в отношении остойчивости
варианте нагрузки динамически приложенный кренящий момент от давления ветра Mv
равен или меньше опрокидывающего момента Мс, т.е. если соблюдается условие Mv
< Mc или К = Mc/MV ³ 1,0.

а) Определение кренящего
момента от давления ветра.

Кренящий момент от давления ветра
определяется по формуле:

Mv = 0,001 Pv·Av·Z                                 (3.1)

где Pv – давление ветра, кг/м²
или Па.

По «Расчёту парусности и
обледенения» для судна проекта 1557 при осадке Тcр’ = 2,86 м, используя
данные информации по остойчивости для капитана, находим площадь парусности Av =
580 м² и аппликату центра парусности над действующей ватерлинией при
осадке Тср = 2,86 м, Z = 3,15 м, Pv = 35,0 Па

Mv = 0,001 Pv·Av·Z = 0,001·35·580·3,15= 63,94 тм

б) Расчёт амплитуды качки.

Амплитуда качки судна с круглой
скулой, не снабжённого скуловыми килями и брусковым килем, вычисляются по
формуле:

q₁r = X₁·X₂·V                                                                                             (3.2)

где X₁, X₂ –
безразмерные множители;

V – множитель в градусах.

Амплитуду качки на отход и приход
судна находим в информации по остойчивости судна для капитана.

Q₁r = 18.8°

Плечо опрокидывающего момента lc на отход и приход судна
определяем по диаграмме динамической остойчивости.

Тогда опрокидывающий момент равен:

Мс₁ = D₁ ∙ lc₁ = 2839.3 ∙ 0.6 = 1703.6
тм (на отход)                    (3.3)

Мс₂ = D₂ ∙
lc₂ = 2757,5 ∙ 0.48 = 1323.6 тм (на приход)

Кроме
этого по диаграмме статической и динамической остойчивости можно
определить максимальный динамический угол крена Θmax
дин, на который судно может накрениться под воздействием
динамического кренящего момента, не опрокидываясь. На диаграмме динамической
остойчивости этому углу соответствует абсцисса точки Т. Полученные результаты
проверки остойчивости заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значения величин
		отход	приход
Водоизмещение, (т)	D	2839.3	2757.5
Осадка судна, (м)	Тср	2.86	2.82
Площадь парусности (ЦП), (м2)	Av (из информации)	580	580
Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	Z (из информации)	3.15	3.15
Расчетное давление ветра, Па	Pv (из таблиц правил)	35.0	35.0
Кренящий момент от ветра, (тм)	Mv = 0,001 Pv·Av·Z	63.94	63.94
Амплитуда качки со скуловыми килями, (градусы)	Θ2r = k∙X1∙X2∙Y
Угол заливания, (градусы)	Θf (из диаграммы остойчивости)
Плечо опрокидывающего момента, (м)	Lc (из диаграммы остойчивости)	0.60	0.48
Опрокидывающий момент, (кН∙м)	Mc = g∙D∙Lc	1703.6	1323.6
Критерий погоды	K = Mc/Mv	26.6	20.7
Кренящее плечо, (м)	Lw1 = 0.504∙Av∙Zv/(gD)	0.033	0.034
Кренящее плечо, (м)	Lw2 = 1.5Lw1	0.049	0.051
Период качки, (с)	T = 2cB/√h0	7.4	7.6
Инерционный коэффициент	c=0.373+0.023B/T-0.043L/100	0.432	0.433
Коэффициент	R = 0.73+0.6 (Zg-T)/T	0.96	1.00
Угол крена от постоянного ветра, (градус)	Θ0
Угол входа палубы в воду, (градус)	Θd = arctg (2 (H – T)/B)	21.8	21.8
Критерий погоды по IMO	K = b/a

Проверка продольной
прочности корпуса

Для определения продольной прочности
корпуса судна произведем расчет арифметической суммы масс дедвейта относительно
миделя.

В таблице 4.1 представлен расчет
суммы моментов масс дедвейта относительно миделя.

Проверка продольной прочности
представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.1

Таблица 4.2

Числовой коэффициент        ko
= 0,0182 при прогибе (Моб<0)

ko
= 0,0205 при перегибе (Моб>0)

Произведя проверку продольной прочности судна на тихой воде,
приходим к выводу, что она обеспечивается на отход и на приход, поскольку:

|Моб| < Мдоп

следовательно, грузовой план, с точки зрения прочности,
соответствует требованиям.

Определение количества разнородного генерального груза
графическо-аналитическим способом при загрузке судна пр. 1557. Технология
перевозки грузов.

Вариант №3.

Обязательные грузы	Факультативные грузы
Наименование	УПО (ω, м3/т)	Масса, т	Наименование	УПО (ω, м3/т)
Железо	0,4	750	Кожевенное сырье	4,0
Рельсы	0,6	300	Стекло	1,2
Ветошь	4,8	50

Для оптимального использования
грузоподъемности и грузовместимости судна, учитывая, что обязательных грузов
имеется только 1100 тонн, оно должно погрузить факультативные грузы в
количестве 1900 тонн в такой пропорции, чтобы максимально использовать
грузовместимость.

В результате построения диаграммы
находим, что необходимо погрузить 1420 тонн стекла и 480 тонн кожевенного сырья.

Наименование помещения	Площадь трюма, м2	грузовместимость м3	Количество груза, т
Трюм №1	343,3	984	667
Трюм №2	433,6	1169	792
Трюм №3	439,1	1179	799
Трюм №4	400,0	1094	742
Всего		4426

где    Р_Г – количество
груза для данного грузового помещения, т;

W_Г – грузовместимость
данного помещения, м³;

Q – количество груза, погружаемого на судно, т;

W – грузовместимость судна, м³.

Помещение	Груз	Вес, т	Объем, м3	Расчетное количество груза, т	Объем трюма, м3
Трюм №1	ветошь	50	240	667	984
	стекло	503	604
	сталь	150	120
	Всего:	703	964
Трюм №2	кож. сырье	160	640	792	1169
	стекло	290	349
	рельсы	300	180
	Всего:	750	1169
Трюм №3	кож. сырье	160	640	799	1179
	стекло	349	419
	сталь	300	120
	Всего:	809	1179
Трюм №4	кож. сырье	160	640	742	1094
	стекло	278	334
	сталь	300	120
	Всего:	738	1094
	ИТОГО:	3000	4406	3000	4426