Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство аграрной политики и продовольствия Украины

Государственное агентство рыбного хозяйства Украины

Керченский государственный морской технологический университет

Факультет последипломного образования

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Теория и устройство судна»

Тема:

Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

Керчь, 2013 г.

Содержание

Задание

1. Основные технико-эксплуатационные характеристики судна. Класс судна Регистра Украины

2. Определение водоизмещения, координат центра тяжести и посадки судна. Контроль плавучести и остойчивости судна

3. Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

4. Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

Список использованной литературы



Задание

По номеру зачётной книжки 12 Kn СВ176 выбираем вариант 2.3.7. По выбранному варианту получаем судно БАТМ “Пулковский Меридиан”. Судно на 34-е сутки промысла.

Тип Судна	М0 (т)	Xg 0 (м)	Zg 0 (м)
БАТМ “Пулковский Меридиан”	3770	- 5,1	7,57

1. Основные технико-эксплуатационные характеристики судна. Класс судна Регистра Украины

БАТМ “Пулковский Меридиан”

- длина наибольшая - длина между перпендикулярами - ширина судна - высота борта -Осадка по конструктивную ватерлинию осадка по КВЛ носом осадка по КВЛ кормой - дедвейт - грузоподъёмность - грузовместимость - валовая регистровая вместимость - чистая регистровая вместимость - мощность двигателя - тип движителя - частота вращения винта - паспортная скорость - класс судна Регистра Украины	103,70 м 96,40 м 16,0 м 7,40 м 5,13 м 6,61 м 1904 т 1364 т 2741 м3 4407 р т 1322 р т 2 х 2580 кВт ВРШ 146 об/мин 14,3 узла КМЛ2 А2 (рыболовное)

2. Определение водоизмещения, координаты центра тяжести и посадки судна. Контроль плавучести и остойчивости судна

1. Составляем таблицу статей нагрузки судна по форме "Информация об остойчивости судна" и вычисляем водоизмещение и координаты центра тяжести судна.

Для этого в Табл. 1 (бланк "Информация об остойчивости судна") из табл. 1 (методическое указание) и приложения 1 записываем водоизмещение и координаты центра тяжести судна порожнем, а также массы и координаты центров тяжести переменных грузов для заданного случая нагрузки. В табл. 1 подсчитываем статические моменты масс судна порожнем и переменных грузов относительно плоскости мидель-шпангоута и основной плоскости. Для заданного случая нагрузки путем суммирования определяем массу (водоизмещение) судна и ее статические моменты относительно мидель-шпангоута и основной плоскости . Координаты центра тяжести судна вычисляем по формулам ; и записываем их в таблицу 1.

Таблица 1

Судно без жидкого балласта
	Статья нагрузки	m,т	х,м	z,m	mх, т м	mz, т м
1	Цистерна ДТ-1, нос-8шп., форпик	81,80	44,40	5,98	3631,92	489,16
2	ДТ2, 8-17шп, ДП	249,70	37,80	5,55	9438,66	1385,84
3	ДТ-5, 44-72шп, ПрБ	48,10	6,70	0,69	322,27	33,19
4	ДТ-7, 42-70шп, ПрБ	43,2	7,30	0,83	315,36	35,86
5	ДТ«, 42-70шп, ЛБ	41,9	7,30	0,83	305,87	34,78
6	ДТ-12, 74-79шп, ЛБ	17	-6,50	2,46	-110,50	41,82
7	ДТ-13, 74-79шп, ЛБ	6	-6,60	2,7	-39,60	16,20
8	ДТ-14, 74-79шп, ЛБ	12	-6,60	2,8	-79,20	33,60
9	ДТ-15,104-107шп, ЛБ	4,2	-26,90	1,99	-112,98	8,36
10	Цистерна ДС-1, 79-87шп, ПрБ	23,9	-11,10	0,56	-265,29	13,38
11	ДС-2, 79-87шп, ЛБ	25,4	-11,00	0,56	-279,40	14,22
12	ДС4, 74-79шп, ЛБ	8,3	-6,60	2,02	-54,78	16,77
13	Цист. Диз. Топлива ДС для АДГ	1,1	-11,60	12,04	-12,76	13,24
14	ДС-6, 96-99шп	4,9	-20,50	8,89	-100,45	43,56
15	Расх. цист, диз.топл ива для котпа 98-99шп.ПрБ	1	-21,00	6,1	-21,00	6,10
16	Цист. Осн. Запаса масла 88-103шпПрБ	29,7	-19,10	0,38	-567,27	11,29
17	88-1 ОЗшп, ЛБ	15,4	-20,50	0,16	-315,70	2,46
18	Цист.отраб.масла 87-88шп, ЛБиПрБ	3	-14,20	0,3	-42,60	0,90
19	Мелк.цист.смаз.маспа89-95шпЛБиПрБ	2,9	-18,30	8,62	-53,07	25,00
20	Цист. Масла гидросистем	2,7	-29,10	3,55	-78,57	9,59
21	Цистерна КВ-1 99-1 ОЗшп ПрБ	6,7	-23,70	4,1	-158,79	27,47
22	КВ-2 99-1 ОЗшп ЛБ	0,75	-23,70	4,12	-17,78	3,09
23	Цист мытьевой воды 42-46шп ПрБ	11,9	16,20	4,62	192,78	54,98
24	44-46шп ЛБ	17,9	15,30	5,54	273,87	99,17
25	Цист питьевой воды 4246шп ПрБ	14,6	15,30	6,07	223,38	88,62
26	42-46шп ЛБ	14	15,30	5,88	214,20	82,32
27	42-46шп ПрБ	20,70	15,90	5,71	329,13	118,20
28	Цист охлажд воды 123-корма ДП	11,4	-40,80	1,1	-465,12	12,54
29	Тара в трюме №2	100	6,00	3,66	600,00	366,00
30	Технический жир 123-128шп	15,1	-40,50	4,2	-611,55	63,42
31	Консервы и пресервы 126-134шп	134	-32,30	6,34	-4328,20	849,56
32	Полуфабрикат мед жира 123-128шп	6	-40,50	6,1	-243,00	36,60
33	Тара в трюме №2	28,00	6,00	3,66	168,00	102,48
34	водства консервов и пресервов	15,9	-22,90	7,7	-364,11	122,43
35	Снабжение, экипаж, провизия	86,3	-17,40	10,48	-1501,62	904,42
36	Судно порожнем	3770,00	-5,10	7,57	-19227,00	28538,90
37	Судно в грузу	4875,45	-2,67	6,91	-13034,90	33705,51

2. Осадки судна носом и кормой для заданного варианта загрузки находим по диаграмме 2.2. Для определения осадок носом и кормой БАТМ "Пулковский меридиан" полагают, что х_сх_g, и находят точку пересечения кривых М и х_с, построенных для найденных значений указанных величин.

Используя диаграмму приложения 1, а также расчетные данные М=4875,5 и х_с=-2,67 м получаем осадки носом и кормой соответственно d_к=5,8 м, d_н=4,6 м.

Найдем среднюю осадку:

d = (dн+dк)/2 = (4,6+5,8)/2 = 5,2 м.

Приложение 1



3. Поперечную метацентрическую высоту определяем по формуле:

Значения r и z_c для БАТМ "Пулковский меридиан" находим по диаграммам, приведенным в приложениях 2 и 3, в зависимости от найденных ранее d_к=5,8 м, d_н=4,6 м. Согласно известным осадкам носом и кормой, а также диаграммам 2.3 и 2.4 получаем z_c=3,0м и r=4,5м

h= 4,5+3,0-6,91= 0,59 м

Приложение 2

Приложение 3

4. Соответствие плавучести судна требования Регистра Украины проверяем путем сравнения средней осадки d=5,2 м. с осадкой d_г.м.=5,8м по соответствующую грузовую марку. Плавучесть будет удовлетворять требованиям Регистра Украины, если d<d_г.м. Плавучесть судна соответствует требованиям Регистра Украины, т.к. d<d_г.м.

Проверка остойчивости судна, с точки зрения соответствия требованиям Регистра Украины, осуществляется сравнением рассчитанной аппликаты центра тяжести z_g=6,91 с ее критическим значением z_gкр=6,93м. Если z_g<z_gкр, это означает, что остойчивость судна удовлетворяет нормам остойчивости Регистра Украины. Критические аппликаты z_gкр находим в функции от водоизмещения судна М по кривым приложения 4 для БАТМ "Пулковский меридиан". Остойчивость судна соответствует требованиям Регистра Украины, т.к. z_g<z_gкр.

Приложение 4

3. Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

3.1 Пользуясь судовой технической документацией рассчитываем и строим диаграмму статической остойчивости судна для заданного варианта его загрузки.

Диаграмму статической остойчивости БАТМ “Пулковский Меридиан” строим с помощью пантокарен, приведённых в приложении 5. Пантокарены позволяют по водоизмещению судна найти плечи остойчивости формы l_ф для углов крена И = 0^0,10⁰, 20⁰…

V=M/

V= 4875,5/1,025=4756,6м³

Подсчитав для этих же углов крена плечи статической остойчивости веса находим плечи статической остойчивости

l_в=(Z_g-Z_с)·sinИ(Zg=6,91м;Zc=3,0м),

l = l_ф - l_в.

Таблица 2

Угол крена	10?	20?	30?	40?	50?	60?	70?	80?	90?
lф (м)	0,830	1,650	2,440	3,130	3,720	4,100	4,300	4,210	3,950
lв (м)	0,679	1,337	1,955	2,513	2,995	3,386	3,674	3,850	3,91
l (м)	0,151	0,313	0,485	0,617	0,725	0,714	0,626	0,360	0,040
sinИ	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,94	0,985	1

Приложение 5

3.2 Расчёт и построение диаграммы динамической остойчивости судна по известной ДСО

Так как диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости, плечи динамической остойчивости l_dпри углах крена И =10?,20?,… и т.д. могут быть использованы следующие зависимости:

l_d(И⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀ + … + l_И);

l_d(0⁰₎ = 0,5·дИ·l₀=0,5*0,174*0=0;

l_d(10⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + l₁₀) =0,5*0,174*(0+0,151)=0,013;

l_d(20⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + l₂₀) =0,5*0,174*(0+2*0,151+0,313)=0,054;

l_d(30⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀ + l₃₀) = 0,5 * 0,174 * (0 + 2 * 0,151 + 2 *

0,313 + 0,485)=0,123;

l_d(₄₀⁰) = 0,5·дИ (l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀+2l₃₀+l₄₀) = 0,5 * 0,174 * (0 + 2 * 0,151 + 2 *

0,313 + 2 * 0,485 + 0,617) = 0,219

l_d(₅₀⁰) = ,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+l₅₀) = 0,5*0,174*(0+2*0,151+2*0,313

+2*0,485+2*0,617+0,725)=0,336

l_d(₆₀⁰) = 0,5·дИ (l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀ + l₆₀) = 0,5 * 0,174 * (0 +2 *

0,151 + *0,316+2*0,485+2*0,617+2*0,725+0,714) = 0,460

l_d(₇₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+l₇₀)=0,5*0,174*(0+2*0,151+

2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+0,626)=0,577

l_d(₈₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+2l₇₀+l₈₀)=0,5*0,174*(0+2*0,

151+2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+2*0,626+0,360)=0,663

l_d(₉₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+2l₇₀+2l₈₀+l₉₀) = 0,5 * 0,174 *

(0+2*0,151+2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+2*0,626+2*0,

+0,04)=0,698

где дИ = 0,174 рад., l₀, l₁₀, l₂₀ и т.д. - плечи статической остойчивости при 0⁰, 10⁰, 20⁰ и т.д.

Таблица 3

Угол крена	100	200	300	400	500	600	700	800	900
ld (м)	0,013	0,054	0,123	0,219	0,336	0,460	0,577	0,663	0,698
l (м)	0,151	0,313	0,485	0,617	0,725	0,714	0,626	0,360	0,040

3.3 Нахождение по ДСО поперечной метацентрической высоты судна

Для определения метацентрической высоты делаем следующие построения на ДСО: проводим касательную к ДСО в начале координат, откладываем по оси абсцисс один радиан и через полученную точку проводим вертикаль до пересечения с касательной. Отрезок вертикали между касательной и осью абсцисс и даёт в масштабе метацентрическую высоту судна, так как при И = 0.

Смотрим на ДСО: h =0,78 (м);



3.4 Проверка параметров диаграмм статической остойчивости на соответствие нормам остойчивости Регистра СССР

По ДСО определяем максимальное плечо статической остойчивости l_max, соответствующий ему угол крена И_max и угол заката диаграммы И_зак и сравниваем их с требуемыми Регистром Украины. Регистр Украины требует, чтобы l_max было не менее 0,25 (м) для судов L = 80 (м) и не менее 0,20 (м) для судов L = 105 (м) при угле крена И_max> 30⁰. Для промежуточных длин судов l_max находят методом интерполяции. Угол заката диаграммы И_зак (предел положительной статической остойчивости) должен быть не менее 60⁰.

l_max = 0,73 (м) > 0,25 (м) - удовлетворяет Регистру.

И_max = 50⁰> 30⁰ - удовлетворяет Регистру.

И_зак = 90⁰> 60⁰ - удовлетворяет Регистру.

4. Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

4.1 Определяем массу перемещаемого или принимаемого груза для увеличения исходной осадки судна кормой на 0,5 м

а) На диаграмме осадок БАТМ “Пулковский Меридиан” (приложение 1) операция перемещения груза лежит на кривой М = const. Определяем точки пересечения этой кривой с прямыми линиями, проведёнными через точки d_К и d_К1, находим соответствующие этим осадкам Х_с и Х_с1.

М = 4875,5 (т);

d_H = 4,6 (м);

d_К = 5,8 (м);

d_К1 = d_К + 0,5 = 6,3 (м);

При осадке кормой d_К выбираем из приложения 1: Х_с = -2,67 (м);

При заданной нами осадке кормой d_К1 = 6,3 (м) выбираем из приложения1: Х_с1 = - 4,5 (м);

Массу перемещаемого груза находим из уравнения: ml_x = M(Х_с1 - Х_с);

ml_x = 4875,5 ·(- 4,5 + 2,67) = - 8922,3 (т·м);

Масса перемещаемого груза равна: m= -8922,3 /l_x

где l_x-произвольно выбранное расстояние, на которое перемещается груз массой m в корму.

б) В случае приёма груза необходимо задаться ещё и конечной осадкой судна носом d_H1, для d_H1 и d_К1 найти водоизмещение М₁ и абсциссу центра величины Х_с1 (приложение 1). Массу m и абсциссу центра тяжести х принимаемого груза находим по формулам:

m = M₁ - M;

;

d_H1 = d_H + 0,5 = 4,6 + 0,5 = 5,1 (м);

M₁ = 5500,0 (т);

Х_с1 = - 2,75 (м);

Масса принимаемого груза:

m = 5500-4875,5 = 624,5 (т);

Абсцисса центра тяжести принимаемого груза:

х=(5500*(-2,75) - 4875,5*(-2,67))/624,5=-3,37(м);

водоизмещение посадка плавучесть остойчивость

4.2 Определяем массу перемещаемого с борта на борт судна груза для снабжения пояса наружной обшивки, лежащего ниже ватерлинии на 0,3 м.

Массу перемещаемого груза следует определить двумя способами:

- по формуле начальной остойчивости

Угол крена И определяем по чертежу поперечного сечения судна. Из прямоугольного треугольника с катетами 0,5 · В = 0,5 · 16 = 8 (м) и 0,3 (м);

Тогда

=>И = 2,15⁰;

l_y = 10 (м) - расстояние на которое переносится груз;

h = 0,78 (м);

m = 4875,5*0,78*0,0375/10= 14,26(т);

В = 16 м

- с помощью диаграммы статической остойчивости, используя

cosИ = 0,9993;

Плечо l находим из ДСО при угле крена И = 2,15⁰,l=X, l = 0,036 (м)

M = 4875,5*0,036/(10*0,9993)=17,56 (т);

4.3 Определяем изменения метацентрической высоты судна и осадок судна носом и кормой после подъёма на промысловую палубу трала с уловом 80 т.

Для решения задачи должна быть использована формула начальной остойчивости:

,

где - изменение средней осадки от приёма на судно улова массой 80 (т), z - отстояние промысловой палубы от основной плоскости.

М₁ = М + m = 4875,5 + 80 = 4955,5,6 (т);

Абсциссу трала с уловом на промысловой палубе примем равной:х = - 24,0 (м);

z = 10,4 (м) - отстояние промысловой палубы от ОП;

x_g1=(M*X_g+ m*x)/M₁=(4875,5(-2,67)+80(-24))/4875,5=-3,06 (м);

Z_g1=(M*Z_g + m*z)/M₁=(4875,5*6,91+80*10,4)/4875,5=7,08 (м);

По приложению 1 (диаграмма осадок) находим новые осадки носом и кормой:

d_H1 = 4,56 (м) и d_К1 = 5,94 (м) =>d₁ = 5,25(м);

= d₁ - d = 5,25 - 5,2= 0,05(м);

h= 0,78 (м);

Определим

Дh = 80/4875,5 * (5,2+0,5*0,5-10,4-0,78)= -0,098(м)

4.4 Определяем расстояние, на которое от плоскости мидель-шпангоута должен быть принят груз массой 300 т, чтобы осадка судна кормой не изменилась

По приложению 1 определяем точки пересечения кривых М и М₁+300 с горизонталью, проведённой через точку d_К(d_К = 5,87 =const), и находят Х_с и Х_с1.

М = 4875,5(т);

Х_с = - 2,67 (м);

d_К = 5,8 (м);

М₁ = 4875,5+ 300 = 5175,5 (т); => Х_с1 = - 2,1 (м);

Определим абсциссу центра тяжести груза:

X=(M₁*X_c1-M*X_c)/m=(5175,5*(- 2,1)- 4875,5*(- 2,67))/300=7,16 (м);

4.5 Определим изменение метацентрической высоты судна при заливании промысловой палубы слоем воды 0,3 м.

Метацентрическая высота меняется, во-первых, вследствие приёма груза и, во-вторых, из-за наличия свободной поверхности. Воспользуемся формулой начальной остойчивости:

где i_x - момент инерции площади свободной поверхности воды относительно оси наклонения.

М = 4875,5(т);

М_х = -13034,9 (т·м);

d_H = 4,6 (м);

d_К = 5,8 (м);

d = 5,2 (м);

Х_с = - 2,67 (м);

L_П.П. = 96,4 (м) - длина судна между перпендикулярами;

Примем:

l_{пром. палубы} = 40 (м) - длина промысловой палубы;

b_{пром. палубы} = 7,4 (м) - ширина промысловой палубы;

h_в = 0,3 (м); -высота воды над промысловой палубой;

с = 1,025 - плотность морской воды;

Найдём неизвестные элементы входящие в состав формулы:

V=l_{пром.пал}.*l_{пром.пал.}*h_E=40*7,4*0,3=88,8(м³)

m=V*с=88,8*1,025*10³=91,02(т)

i_x = k · l· b³ =40*7,4³/12=1350,7 (м⁴),

где - коэффициент учитывающий форму резервуара со свободной поверхностью.

М₁ = М + m = 4875,5+ 91,02 = 4966,52 (т);

Находим Х_с для новой массы судна:

X_c1=M_х/M₁= -13034,9/4966,52 =-2,62

По диаграмме посадок БАТМ “Пулковский Меридиан” (приложение 1) снимем новые осадки носом и кормой:

d_К1 = 5,9 (м) и d_H1 = 4,75 (м) =>d₁ = 5,33 (м);

= d₁ - d = 5,33 - 5,2 = 0,13 (м);

дh=m/M₁*(d+0,5*дd - z-h- i_x/V)= =91,02/4966,2*(5,2+0,5*0,13-10,4-0,78-

1350,7/88,8)=-0,387(м);

4.6 Определим уменьшение метацентрической высоты от обледенения, если период бортовой качки увеличился на 20%

Для решения данной задачи будем пользоваться формулой для периода бортовой качки , полагая, что инерционный коэффициент С до и после обледенения сохраняет своё значение.

В = 16 (м) - ширина судна;

=> =>h₁=h/1,44=0,78/1,44=0,54 (м);

дh = h₁ - h = 0,54 - 0,78 = - 0,24(м);

4.7 Определяем угол крена судна на установившейся циркуляции при скорости судна на прямом курсе 12 узлов.

Наибольший кренящий момент на циркуляции находим по формуле:

где V - скорость судна на прямом курсе.

М = 4875,5(т);

d = 5,2 (м);

Z_g = 6,91 (м);

L_П.П. = 96,4 (м);

g = 9,81 (м/с²);

h = 0,78 (м);

Mкp=0,233*4875,5*(0,514*12)²/96,4*(6,91-0,5*5,2)=1932,25(Н·м);

Угол крена на циркуляции будет равен:

И°=57,3*М_кр/М*g*h=57,3*1932,25/(4875,5*9,81*0,78)=2,97°

4.8 Определяем метацентрическую высоту судна, сидящего на мели без крена с осадкой носом и кормой на 0,5 м меньше, чем на глубокой воде. Определяем критическую осадку, при которой судно начинает терять устойчивость

Восстанавливающий момент судна, сидящего на мели, подсчитываем по формуле:

где Vи V_a - объёмное водоизмещение судна до и после посадки на мель; Дa = г ·V_a-вес вытесненной воды после посадки на мель; Д = г ·V - вес судна; Z_ma-аппликата поперечного метацентра судна, сидящего на мели.

М = 4875,5(т);

d_H = 4,6 (м);

d_К = 5,8 (м);

d = 5,2 (м);

Z_g = 6,91 (м);

V=M/с= 4875,5/1,025=4756,6 (м³);

Находим вес судна до посадки на мель:

Д = г ·V = с · g · V = 1,025 · 9,81· 4756,6 = 47828,8(кН);

Из формулы для М_В видно, что метацентрическая высота судна, сидящего на мели равна:

Z_maи Дa находим по диаграмме посадок (приложение 1) и кривым Z_c(d_H, d_К) и r(d_H, d_К) (приложения 2 и 3).

После посадки судна на мель:

d_Ha = 4,1 (м) и d_Кa = 5,3 (м) =>da = 4,7 (м) => М_a = 4230 (т);

V_a=M_a/с=4230/1,025=4126,8(м³)

Находим вес судна после посадки на мель:

Да = г ·V_а = с · g·V_a = 1,025 · 9,81· 4126,8= 41496 (кН);

Находим Z_maкак сумму Z_са и r_а, найденных из приложений 2 и 3:

Z_са = 2,63 (м) и r_а = 4,85 (м) =>Z_ma = Z_са + r_а = 2,63 + 4,85 = 7,48 (м);

Из формулы для М_В видно, что метацентрическая высота судна, сидящего на мели равна:

h_a=Z_ma-Д/Д_a*Z_g=7,49- 47928,8/41496 *6,91=-0,49 (м);

Для определения критической осадки сводим данные в таблицу и на её основе строим график зависимости V_a·Z_ma от осадки d.

Критическую осадку d_кр определяем графическим способом при

V_a·Z_ma = V·Z_g;

Таблица 4

	d	dH	dК	Ma		Zса	ra	Zma = Zса + rа	Va· Zma
до посадки	5,2	4,6	5,8	4875,50	4756,6	3,0	4,5	7,5	35674,5
на мели	4,7	4,1	5,3	4230,00	4126,90	2,63	4,85	7,48	30869,2

V * Zg = 4756,6* 6,91 = 32868,1 ;

Так как V *Zg для данного варианта загрузки равно 32868,1, то находим графически, что критическая осадка, при которой судно начинает терять устойчивость составляет d_KP =4,85 (м).

4.9 Определяем динамические углы крена от динамически приложенного кренящего момента, от давления ветра для двух случаев положения судна. В первом случае наклонения происходят с прямого положения, во втором - судно накренено на наветренный борт на угол, равный амплитуде бортовой качки.

Динамически приложенный кренящий момент М_КР подсчитываем по формуле:

М_КР = 0,001· р ·S·z

где р - давление ветра;

S-площадь парусности;

z- отстояние центра парусности от плоскости действующей ватерлинии;

Давление ветра р принимают в зависимости от района плавания и плеча парусности z. Площадь парусности S и плечо парусности z снимаются с графиков в приложении 6 в зависимости от средней осадки:

d=5,2

z = 6,15 (м) и S = 1100 (м²) => р = 1175,7 (Н/м²);

М_КР = 0,001· 1175,7 · 1100 · 6,15 = 7953,6 (кН·м);

Площадь скуловых килей БАТМ “Пулковский Меридиан” равна: A_k=2 х 14,2 м²;

Амплитуда качки вычисляется по формуле:

;

где х₁ и х₂ - безразмерные множители, зависящие соответственно от отношения В/d и коэффициента общей полноты д; Y - множитель (град.); k - коэффициент, зависящий от отношения суммарной площади скуловых килей к произведению L·B.

Значения х₁, х₂, k выбираются из справочных таблиц в зависимости от отношения В/d, коэффициента общей полноты д и отношения скуловых килей А_к к произведению L·B.

Таблица 5

B/d	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9
x1	0,98	0,96	0,95	0,93	0,91

Таблица 6

д	0,55	0,60	0,65	0,70 и более
x2	0,89	0,95	0,97	1,00

Таблица 7

Aк /LB	1,0	1,5	2,0	2,5
K	0,98	0,95	0,88	0,79

Таблица 8

	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13 и выше
Y	24,0	25,0	27,0	29,0	30,7	32,0	33,0	34,4	35,3	36,0

В/d = 16/5,2 = 3,1 =>

способом интерполяции находим х₁ = 0,87;

д=V/(L_п.п.*B*d)=4756,6/(96,4*16*5,2)=0,59=>

способом интерполяции находим х₂ = 0,95;

=>

способом интерполяции находим k = 0,91;

Y вычисляем в зависимости от отношения :

=>Y = 26;

Окончательно получаем:

И_m = 0,91 · 0,87 · 0,95 · 26= 19,6⁰;

Плечо кренящего момента вычисляем следующим образом:

l^д_кр=(м);

Динамические углы крена И_д при действии на судно момента М_КР находим из условия равенства работ восстанавливающего и кренящего моментов при наклонении судна в первом случае от 0⁰ до И_д, во втором - от -И_mдо И_д. Работы восстанавливающего и кренящего моментов при наклонении геометрически представляются площадями, ограниченными соответственно диаграммой статической остойчивости и кривой плеч кренящего момента, а также осью абсцисс и ординатами 0⁰ и И_д в первом случае и -И_mи И_д - во втором.

На ДСО откладываем плечо кренящего момента в виде прямой.

Для первого случая при наклонении судна от 0⁰ до И_д равенство работ восстанавливающего и кренящего моментов выражается равенством площадей 1-2-3 и 3-4-5.

Получается И_д1 = 25⁰.

Для второго случая при наклонении судна от -И_m = - 19,6⁰ до И_д равенством работ восстанавливающего и кренящего моментов выражается равенством площадей 1'-2'-3 и 3-4'-5'.

Получается: И_д2 = 45⁰.

Приложение 6

4.10 Определяем статический угол крена при условии, что статический кренящий момент равен моменту найденному в п. 4.1.9.

Равновесное положение судна наблюдается при равенстве кренящего и восстанавливающего моментов. Поэтому статические углы крена будут соответствовать точкам пересечения диаграммы статической остойчивости и кривой плеч кренящего момента, в которых наблюдается устойчивое положение равновесия судна. Нас интересует точка пересечения с восходящим участком диаграммы.

Получаем И_ст = 12,5⁰.

4.11 Определяем динамический момент, опрокидывающий судно, имеющего крен на наветренный борт, равный амплитуде бортовой качки.

Опрокидывающий судно динамический момент можно определить по диаграмме как статической, так и динамической остойчивости.

Найдём l_опр при помощи ДДО. Проведём касательную к ДДО из точки на ДДО, соответствующей -И_m. От этой точки отложим 1 радиан и в новой точке (-И_m + 57,3⁰) проведём перпендикуляр до пересечения с ДДО. l_опр будет в масштабе равно расстоянию вдоль этого перпендикуляра от ДДО до прямой из точки -И_m, параллельной оси абсцисс.

При наклонении судна от И_m до 0⁰ восстанавливающий и кренящий моменты будут иметь одинаковое направление, то есть работа М_КР во всём диапазоне возможных наклонений судна должна суммироваться с работой восстанавливающего момента при наклонении судна от -И_m до 0⁰.

По ДДО определяем l_опр = 0,21(м);

М_опр = l_опр· М · g = 0,21 · 4875,5· 9,81 = 10044 (кН·м);

По ДСО определяем l_опр = 0,21 (м);

М_опр = l_опр· М · g = 0,21· 4875,5· 9,81 = 10044 (кН·м);



Список использованной литературы

1. Методическое руководство по выполнению курсовой работы для слушателей факультета последипломного образования специальности 7.100301 «Судовождение», - Керчь: КГМТУ. 2009.-17 с

Размещено на allbest.ru