§ 38. Расчет остойчивости и посадки судна при затоплении отсеков.

При расчетах непотопляемости все отсеки по характеру затопления можно разде-лить на три категории:

I. Отсек закрыт сверху и затоплен полностью. Таким отсеком может быть отсек меж-дудонного пространства, например, или любой другой отсек, расположенный ниже дейст-вующей ватерлинии. В этом случае расчет сводится к расчету остойчивости и посадки судна при приеме груза, равного весу воды, проникшей в затопленный отсек, с координа-тами центра тяжести ( xv; уv; zv ), соответствующим координатам геометрического центра тяжести объема отсека.

Такой груз не ухудшит остойчивости судна, так как центр его тяжести однозначно находится ниже действующей ватерлинии. Расчет такого случая известен. В этом случае изменяется средняя осадка судна

Т'' = Т + ΔТ

где

Метацентрическая высота изменится и станет равной

где р = γ v – вес принятой судном воды в тоннах,

v – объем принятой воды в м³,

zv – аппликата центра тяжести принятого груза в м.

Учитывая, что по закону Архимеда сила поддержания определяется по формуле

D = γ V,

Получим следующее выражение для определения изменившейся метацентрической высо-ты:

(153)

Далее по условиям статического равновесия судна рассчитывается новая посадка судна методами, изложенными ранее в § 25.

II. Отсек заполнен водой не полностью, открыт сверху (там нет воздушной подушки), пробоина заделана, и вода в нем не сообщается с забортной водой, в отсеке есть свободная поверхность жидкости. В отличие от предыдущего случая наличие свободной поверхно-сти жидкости тоже меняет метацентрическую высоту на величину, равную

(154)

добавим еще одну поправку (154) к выражению (153), получим следующее выражение для определения поправки к метацентрической высоте для отсеков второй категории затоп-ления:

или

(155)

где ix – момент инерции свободной поверхности воды в отсеке в м .

III. Отсек открыт сверху и сообщается с забортной водой. Так как количество воды в затопленном отсеке – величина переменная, фактически, затопленный отсек представляет собой забортную воду, а судно – судно, имеющее новую форму корпуса – без затоплен-ного отсека. Изменение осадки в этом случае вычисляется по формуле

IV.

S – площадь действующей ватерлинии в м²,

s – площадь поверхности в поврежденном отсеке в м²,

ΔТ – изменение средней осадки в м,

v– потерянный объем, то есть объем затопленного отсека в м³.

При решении задач для вычисления крена и дифферента можно с достаточной до-лей точности считать измененную метацентрическую высоту судна в этом случае по фор-муле:

(156)

где v– потерянный объем, то есть объем затопленного отсека в м³,

V – исходное объемное водоизмещение судна в м³,

Т – исходная средняя осадка судна в м,

ΔТ – изменение средней осадки в м,

H – исходная метацентрическая высота в м,

ix – момент инерции свободной поверхности воды в отсеке в м .

Следует отметить, что объем воды, влившейся в отсек, будет несколько меньше геометрического объема той части отсека, который занят водой. Часть отсека занята бал-ками набора, трубопроводами, механизмами, оборудованием и т.п., в том числе и грузом. Поэтому при расчете веса воды, попавшей в отсек, надо пересчитать теоретический объем отсека на объем влившейся воды при помощи коэффициента пересчета – коэффициента проницаемости µ, который показывает, какую часть теоретического объема составит объем воды в отсеке. Значения коэффициента для некоторых судовых помещений приве-дены в таблице 4.

Таблица 4

Судовые помещения Коэффициент проницаемости

µ

Междубортные и междудонные отсеки, балластные цистерны, порожние рефрижераторные трюмы и т.п. 0,98

Жилые и пассажирские помещения, сухие форпико-вые и ахтерпиковые отсеки, помещения, загруженные пустой колесной техникой 0,95

Порожние рефрижераторные трюмы 0,93

Машинные отделения 0,80 – 0,85

Помещения, занятые генеральным грузом и судовыми запасами 0,60

Трюмы с массовым грузом 0,55

Трюмы, занятые лесом 0,35

С учетом коэффициента проницаемости объем воды в отсеке будет равен:

v = µ vо, (157)

тогда вес воды, попавшей в отсек будет

р = γ µ vо , (158)

где γ – удельный вес воды в т/м³,

µ – коэффициента проницаемости,

v – геометрический объем помещения в м³.