1)Общие понятия о мореходных качествах судна

Мореходные качества судна – это совокупность свойств, присущих судну, как движущемуся в воде упругому телу

Статика судна

Плавучесть

Остойчивость

Непотопляемость

Д инамика судна

Ходкость

Управляемость

Мореходность (качка)

Геометрия корпуса судна

Определения:

Поверхность спокойной (тихой) воды – горизонтальная поверхность, совпадающая с поверхностью воды в спокойном, невозмущенном состоянии.

Ватерлиния – сечение поверхности корпуса плоскостью спокойной воды.

Грузовая ватерлиния (ГВЛ) – ватерлиния судна с полным грузом.

Мореходные свойства зависят от размеров и формы корпуса судна

Теоретическим чертежом (ТЧ) называется графическое изображение наружной поверхности корпуса судна в виде суммы проекций сечений корпуса тремя системами плоскостей

Формирование плоскостей ТЧ и системы координат

• Теоретический чертеж судна

• Кроме графического изображения ТЧ в трех проекциях в настоящее время в составе проектной (иногда и судовой) документации его представляют в виде таблиц числовых значений координат ТЧ

• Электронная версия отчетной документации содержит файл значений координат ТЧ

• Главные размерения и коэффициенты ТЧ

• Главные размерения и коэффициенты – это обобщенные характеристики формы и размеров корпуса

• Две группы размерений:

• Конструктивные - обычно играющие роль габаритных размеров

• Размеры, характеризующие деление корпуса судна на надводную и подводную части

• Конструктивная ватерлиния (КВЛ) – это основная расчетная ватерлиния судна, соответствующая расчетной ватерлинии полного водоизмещения судна.

• Грузовая ватерлиния (ГВЛ) – это ватерлиния, соответствующая конкретному варианту загрузки судна

• Главные размеры первой группы:

• L_нб – наибольшая длина;

• В_нб – наибольшая ширина;

• D_б – высота борта (Н, К, мидель)

• Главные размеры второй группы:

• L_квл (часто L) – длина по ватерлинии;

• В_квл и d_квл – ширина и осадка по КВЛ;

• D_нб – высота надводного борта ( Н, К, мидель)

• Коэффициенты ТЧ – это безразмерные величины, характеризующие основные особенности формы корпуса судна

Они подразделяются на отношения главных размеров и коэффициенты полноты

Основные коэффициенты ТЧ

Относительное удлинение

Отношение ширины судна к длине

Коэффициент полноты ватерлинии

Коэффициент полноты

мидельшпангоута

Коэффициент общей полноты

2)Посадка судна

Посадкой судна называется равновесное положение плавающего судна относительно поверхности спокойной воды.

Посадка судна определяется положением его ватерлинии относительно корпуса

Посадка судна характеризуется параметрами посадки, к которым относят:

d – средняя осадка –измеренное вдоль оси Oz расстояние от ОП до точки пересечения ватерлинии с этой осью;

- угол дифферента;

q - угол крена.

Положительный угол крена соответствует наклонению судна на правый борт, положительный угол дифферента – наклонению судна на нос.

Принято изображать судно вместе с осями связанной системы координат так, чтобы ОП была горизонтальной

Средняя осадка и угол крена

Ватерлинии, параллельные ОП называют прямыми

Ватерлинии, не параллельные ОП, называют наклонными

П осадка прямо, с дифферентом

Марки углублений

Обозначают осадку по нижнюю кромку горизонтального киля арабскими цифрами в дм (м) или римскими в фт.

Наносятся на корпус судна по ПБ и ЛБ:

в носовой и в кормовой частях (часто на транце);

в районе мидель - шпангоута

Отстоят по высоте друг от друга на 100 - 200 мм

Осадки, измеренные по маркам, отличаются от теоретических:

А) На толщину горизонтального киля

Б) Вследствие несовпадения их с 0, 10 и 20-м теоретическими шпангоутами

В «Информации капитану» содержится инструкция по замеру осадок с помощью марок углублений

Приборы для определения посадки судна

Кренометры и дифферентометры:

Механические маятникового и пузырькового типов, работающие только на тихой воде;

Демпфированные, позволяющие определять среднее по времени значение углов крена и дифферента во время качки судна;

Измерители осадки (осадкомеры):

Гидростатические, по принципу сообщающихся сосудов;

Гидростатические, использующие в качестве измерительного элемента датчики давления

3)Плавучесть судна

Условия и уравнения равновесия судна

Силы, действующие на судно

На судно, плавающее без движения на поверхности воды, действуют две категории сил:

Силы тяжести, приложенные к каждому элементу массы судна;

Поверхностные силы гидростатического давления

Гидростатические силы распределены по смоченной поверхности корпуса судна, они нормальны к поверхности в каждой ее точке

Сила плавучести судна

Сила плавучести - это равнодействующая гидростатических сил

Сила плавучести равна силе тяжести воды, вытесненной судном (закон Архимеда), направлена вертикально вверх

Сила плавучести приложена в геометрическом центре погруженной части непроницаемого объема судна (центре величины ЦВ)

Центр величины С – это точка приложения силы плавучести, координаты ЦВ: x_c, y_c, и z_c

Сила плавучести равна gV, где g = rg – удельный вес забортной воды (кН/м³), V – величина погруженного объема (м³), r - плотность забортной воды (т/м³)

В морях России плотность воды изменяется в пределах от 1,002 т/м³ в заливах Балтийского моря до 1,027 т/м³ в Японском море.

Сила тяжести судна – это равнодействующая массовых сил. Направлена вертикально вниз, приложена в центре тяжести судна.

Сила тяжести судна P = Dg, где D - масса судна (т), g = 9,81м/с².

Центр тяжести судна G имеет координаты: x_g, y_g, и z_g .

Водоизмещение судна D – это его масса; в положении равновесия масса судна равна массе вытесненной им воды

Силы, действующие на судно

Сила тяжести судна P, направленная вертикально вниз и приложенная в центре тяжести судна G (x_g, y_g, z_g);

- Сила плавучести gV, направленная вертикально вверх и приложенная в центре величины судна C (x_c, y_c, z_c).

Условия и уравнения равновесия судна

Судно находится в равновесии, если:

Сила тяжести по величине равна силе плавучести и

Центр тяжести и центр величины лежат на одной вертикали.

Уравнения равновесия – это математическая запись условий равновесия

Первое условие равновесия :

P = gV

Второе условие равновесия :

x_c – x_g = (z_g – z_c) tgy,

y_c – y_g = (z_g – z_c) tgq

Решение всех задач статики - это решение уравнений равновесия

Прямая задача –расчетное определение посадки судна по заданной нагрузке;

Обратная задача –определение параметров нагрузки по фактической посадке судна.

Уравнения равновесия

В общем случае посадки судна элементы погруженного объема зависят от всех трех параметров посадки d, y и q

При наличии на судне подвижных и жидких грузов, величины x_g, y_g и z_g зависят от y и q

У поврежденного судна обычно P = Dg, x_g, y_g и z_g зависят от d, y и q .

4) Нагрузка судна

Нагрузкой судна называется совокупность всех находящихся на судне грузов. К ним относят груз, корпус судна, переборки, палубы и платформы, системы и устройства, оборудование и т.п.

Параметры нагрузки – это суммарные характеристики нагрузки судна:

водоизмещение судна D;

координаты центра тяжести x_g, y_g, z_g.

Расчет нагрузки судна – это определение параметров нагрузки D, x_g, y_g, z_g

Расчет проектной нагрузки

Все грузы судна подразделяют на постоянные и переменные

Переменные грузы: все виды запасов, команда с багажом, перевозимые грузы и водяной балласт

Постоянные грузы: все остальные (корпус, переборки, механизмы и машины, трубопроводы и т.п.)

Отдельный груз называется статьей нагрузки

Однородные статьи сводят последовательно в подгруппы, группы и разделы: