- •§ 1. Навигационные и эксплуатационные качества судна
- •§ 2. Классификация судов
- •§ 3. Классификация судов по Российскому Речному Регистру
- •§ 4. Теоретический чертеж
- •§ 5. Главные размерения судна
- •§ 6. Коэффициенты полноты судна
- •§ 7. Посадка судна
- •§ 8. Определение площадей и объемов по теоретическому чертежу
- •§ 9. Определение площади шпангоута и площади ватерлинии
- •§ 10. Вычисление объемов (водоизмещения)
- •Глава 1. Плавучесть
- •§ 11. Условия плавучести и равновесия судна
- •§ 12. Весовые и объемные характеристики судна
- •§ 13. Строевая по шпангоутам. Строевая по ватерлиниям.
- •§ 14. Кривая водоизмещения. Грузовой размер. Грузовая шкала. Мас-штаб Бонжана.
- •§ 15. Изменение осадки судна при приеме или расходовании малого груза
- •§ 16. Изменение осадки судна при переходе из пресной воды в соленую и наоборот
- •§ 18. Грузовая марка.
- •Глава 2. Остойчивость
- •§ 19. Основные понятия и определения
- •Часть 1. Начальная остойчивость
- •§ 20. Метацентрические формулы остойчивости
- •§ 21. Продольная остойчивость судна
- •§ 22. Определение метацентрических высот
- •§ 23. Определение дифферента судна
- •§ 24. Изменение остойчивости и посадки судна при перемещении груза
- •§ 25. Изменение остойчивости и посадки судна при приеме и снятии малого груза
- •§ 26. Влияние на остойчивость подвижных грузов
- •§ 27. Определение кренящего момента от давления ветра
- •§ 28. Определение кренящего момента от натяжения буксира
- •§ 29. « Задача о корабле на камне »
- •§ 30. Подъем оконечности судна на плаву
- •§ 31. Опыт кренования
- •Часть 2. Остойчивость при больших углах крена
- •§ 32. Статическая остойчивость
- •§ 33. Динамическая остойчивость
- •§ 34. Кривые элементов теоретического чертежа
- •§ 35. Нормирование остойчивости
- •§ 36. Информация об остойчивости судна
- •Глава 3. Непотопляемость
- •§ 37. Обеспечение непотопляемости судна
- •§ 38. Расчет остойчивости и посадки судна при затоплении отсеков.
- •Глава 4. Управляемость
- •§ 39. Основные положения
- •§ 40. Принцип действия руля
- •§ 41. Циркуляция
- •Глава 5. Ходкость
- •§ 42. Основные понятия и определения.
- •Часть 1. Сопротивление воды движению судна
- •§ 43. Общее представление о сопротивлении воды движению судна
- •§ 44. Определение сопротивления воды опытным путем
- •§ 45. Влияние условий плавания на сопротивление воды движению су-дов
- •§ 46. Определение мощности главных механизмов
- •§ 47. Пути повышения скорости судов
- •Часть 2. Движители
- •§ 48. Судовые движители
- •§ 49. Гребной винт
- •§ 51. Коэффициент полезного действия
- •§ 52. Легкий или тяжелый гребной винт
- •§ 54. Повышение эффективности работы гребных винтов
- •Глава 6. Качка
- •§ 55. Качка. Основные понятия и определения
- •§ 56. Качка на тихой воде
- •§ 57. Качка на волнении
- •§ 58. Зависимость качки от скорости судна и курсового угла
- •§ 59. Успокоители качки
- •Глава 7. Прочность
- •§ 60. Нагрузки, действующие на корпус
- •§ 61. Изгиб корпуса на тихой воде.
- •§ 62. Нагрузки при волнении
- •§ 63. Общая продольная прочность
- •§ 64. Понятие об эквивалентном брусе
- •§ 65. Поперечная прочность корпуса. Местная прочность
- •§ 66. Требования к прочности судов внутреннего плавания
- •Глава 8. Конструкция
- •§ 67. Корпус судна и его основные элементы.
- •§ 68. Элементы конструкции.
- •§ 69. Системы набора.
- •§ 70. Днищевые перекрытия.
- •§ 71. Палубные перекрытия.
- •§ 72. Ограждение палуб
- •§ 73. Переборки.
- •§ 74. Бортовые перекрытия
- •§ 76. Надстройки и рубки
- •§ 77. Конструкция отдельных узлов корпуса.
- •Глава 9. Архитектура судна
- •§ 78. Архитектурно-конструктивные типы судов
- •§ 79. Конструктивные типы судов внутреннего плавания
- •Глава 10. Тросы и такелажное оборудование
- •§ 80. Тросы (канаты)
- •§ 81. Такелажное оборудование
- •Глава 11. Устройства судна
- •§ 82. Рулевое устройство
- •§ 83. Якорные устройства
- •§ 84. Швартовные устройства
- •§ 85. Буксирные устройства.
- •§ 86. Сцепное устройство
- •§ 87. Грузовые устройства
- •§ 88. Грузовое устройство со стрелами.
- •§ 89. Судовые краны
- •§ 90. Люковые закрытия
- •§ 91. Шлюпочное устройство и спасательные средства.
- •§ 92. Борьба за непотопляемость
- •§ 93. Подкрепление водонепроницаемых переборок и закрытий.
- •§ 94. Обеспечение общей прочности корпуса аварийного судна.
- •§ 95. Восстановление остойчивости и спрямление аварийного судна
- •§ 96. Борьба с пожарами на судне.
§ 23. Определение дифферента судна
Дифферентом судна называется разница между осадками носом и кормой:
d = Тн – Тк . (77)
Но дифферент судна можно определить, используя метацентрическую формулу продоль-ной остойчивости (66)
Мвос = DHoψ (78)
Рисунок 38
Определение дифферента судна
Рассмотрим Δ АВС . На рисунке 38 он окрашен более темным цветом. Угол ВАС в этом треугольнике равен углу дифферента ψ, так как это углы со взаимно перпендикуляр-ными сторонами. ΔАВС можно условно считать прямоугольным. Тогда
tg ψ = d / L . (79)
Так как углы дифферента малы,
tg ψ ≈ ψ, (80)
при условии, что угол дифферента ψ измеряется в радианах, тогда
ψ = d / L . (81)
Подставим выражение (81) в формулу (78), получим:
(82)
теперь выразим из (82) дифферент d, учитывая, что
Мвос = Мдиф.
(83)
Определив из выражения (82) значение дифферента, мы теперь можем легко рас-считать осадки носом и кормой после поворота судна:
§ 24. Изменение остойчивости и посадки судна при перемещении груза
Любое перемещение груза весом Р на судне можно рассматривать как перемеще-ние центра тяжести груза из точки А с координатами (xA, yA, zA) в точку В с координатами (хB, уB, zB).где положение точек А и В заданы координатами в присоединенной к судну системе координат. Фактически перенос груза из одной точки в пространстве в другую можно осуществить, последовательно перемещая груз параллельно основным координатным осям: 0х, 0у, 0z. Рассмотрим, как изменяется остойчивость и посадка судна при этих перемещениях.
Вертикальный перенос груза (Рис. 39): При вертикальном переносе груза проис-ходит перемещение груза вдоль оси 0z. При перемещении груза водоизмещение судна не меняется, т.к. вес судна вцелом остается прежним, следовательно, не меняет своего положения и метацентр М. Центр тяжести судна сместится вертикально в том же направлении, что и груз, и перейдет из точки G в точку G1. отсюда следует, что изменится метацентрическая высота, которая, как известно, определяется, как расстояние от метацентра до центра тяжести. Изменение метацентрической высоты обозначим Δh.
Новая метацентрическая высота будет:
h'' = h +Δh , (84)
где h – первоначальная метацентрическая высота.
Исходя из того, что метацентрическая высота определяется по формуле:
h = ρ+ zc – zg , (85)
где ρ– метацентрический радиус, zс - отстояние центра величины от основной плоскости, zg – отстояние центра тяжести от основной плоскости; а центр величины и метацентр сво-его положения при вертикальном переносе груза не меняют, т.к. не меняется водоизмеще-ние, можно сделать вывод, что
Δh = - Δzg (86)
Величину Δzg можно определить, рассчитав новое положение центра тяжести суд-на после переноса груза по теореме статических моментов весов
Dzg1 =Dzg – PzpА + PzpВ ; (87)
подставим полученное выражение в формулу (86), получим формулу для определения из-менения метацентрической высоты:
(88)
Горизонтальный поперечный перенос груза (Рис.40): При переносе груза вдоль оси 0у судно получает крен. Величина кренящего момента определяется по формуле:
Мкр = Ply , (89)
где ly – плечо пары сил. Эта пара сил появляется в результате того, что из точки 1 груз снят, а в точку 2 – принят. Плечо определяется вычитанием координаты точки, с которой груз снят, из координаты точки принятия груза:
ly = yВ - yА ; (90)
Мкр = P( yВ - yА ). ; (91)
Условие статического равновесия:
Мкр = Мвос (92)
Восстанавливающий момент определяется по метацентрической формуле остойчивости с учетом того, что метацентрическая высота судна изменилась и стала h'':
Мвос = Dh''θ (93)
Подставляя в формулу статического равновесия вместо Мкр и Мвос приведенные формулы, получим:
P( yВ - yА ) = Dh''θ . (94)
Отсюда можно определить угол крена θ, который получит судно при перемещении груза в поперечном направлении:
(95)
где Р – вес переносимого груза, D – весовое водоизмещение, h'' – новая метацентрическая высота .
Горизонтальный продольный перенос груза (рис.41): При переносе груза вдоль судна судно приобретает дифферент. При этом дифферентующий момент может быть определен по формуле:
Мдиф = Рlx , (96)
где lx – плечо дифферентующего момента, которое определяется разницей между коорди-натами точки приема и снятия груза:
lx = xВ - xА (97)
Мдиф = Р(xВ - xА) (98)
Рисунок 41
Горизонтально- продольное перемещение груза
Условие статического равновесия:
Мдиф = Мвос (99)
Восстанавливающий момент при дифференте определяется по метацентрической формуле:
Мвос = DH0ψ (100)
или
(101)
Подставляя полученные выражения (98) и (101) в формулу условия статического равновесия (99), получим следующее выражение:
(102)
Преобразуя данное выражение (102), получим формулу для определения диффе-рента d, который получит судно при перемещении груза весом Р:
(103)
где L – длина судна, D – весовое водоизмещение судна, Hо – продольная метацентриче-ская высота.
Определив значение дифферента d, можно определить новые осадки судна носом и кормой:
(104)
где Тн и Тк - прежние (до переноса груза) осадки носом и кормой судна, Тн'' и Тк'' – новые осадки носом и кормой.
Итак, перенос груза меняет посадку судна, создавая крен и дифферент, а также из-меняет остойчивость судна, изменяя метацентрическую высоту, причем перенос груза вверх фактически уменьшает остойчивость, т.к. уменьшает метацентрическую высоту, пе-ренос груза вниз улучшает остойчивость, увеличивая метацентрическую высоту.