3. Установление двух вариантов судна

Для перевозки контейнеров используются суда типа Балтийский, проект 16290 (см. рис. 1), и типа Сибирский, проект 0225 (см. рис. 2).

Таблица 2. Характеристика судов

№ п/п	Проект судна		Ладога проект 787	Ладога проект 2–85
1	Дедвейт по грузовую ВЛ, тонн		2790	4130
2	Вес судна порожнем, т.		1420	1990
3	Запасы (на отход), тонн, всего: в т.ч. топливо и масло + вода		147, 75+40	109, 65+39
4	Скорость хода, км/ч		21	18
5	Длина судна наиб., м	L	89,5	129,6
6	Ширина судна наиб., м	B	13,4	15,8
7	Высота борта, м	D	5,5	6,0
8	Осадка в пресной воде, м (по грузовую ватерлинию)		4,38	3,64
9	Вместимость судна, ед. (валовая / чистая)	GT NT	2264 985	3978 1194
10	Контейнеры, ТЕУ, ед. всего: в т.ч. в трюмах.	nk	128 64	144 96
11	Высота 2-го дня, м.		0,9	1,0
12	Площадь брусковых килей,	Ak	16	24
13	Коэффициент общей полноты	CB	0,835	0,880

Рис. 1. Ладога, проект 787.

Рис. 2. Ладога, проект 2–85.

4. Определение количества (массы) груза

4.1 Ограничения по количеству (массе) груза

Предельное количество груза, которое в условиях курсового проекта допускается погрузить на судно зависит от:

а) грузовместимости судна в :

Для судна смешанного плавания – максимальной вместимости грузовых трюмов, при этом должно соблюдаться условие, чтобы:

где W – грузовместимость судна;

– максимальная масса груза, помещаемого в грузовые трюма, т.;

– удельный погрузочный объем груза.

где – вместимость i-го грузового трюма, ;

– количество грузовых трюмов, ед.

По условию задания грузом является контейнеры, поэтому, грузовместимость трюмов используется полностью. Максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено в грузовые трюмы по первому критерию будет составлять:

* , т

где – количество контейнеров, погруженных в трюм, шт.;

- масса одного пакета или одного места.

Ладога, проект 2–85:

_Рmax

Условие выполнено, максимальное количество груза не превышает дедвейт, однако, грузоподъемность судна использована не полностью, потребуется разместить груз на люковых крышках трюмов.

Ладога, проект 787:

Условие выполнено, максимальное количество груза не превышает дедвейт, однако, грузоподъемность судна использована не полностью, потребуется разместить груз на люковых крышках трюмов.

Данный критерий недостаточен для определения необходимого количества груза, поэтому необходимо перейти к следующему критерию.

б) полностью грузоподъемности (дедвейта) судна в тоннах:

При этом должно соблюдаться условие (в рамках курсового проекта), чтобы:

где – полная грузоподъемность (дедвейт) судна, погруженного по грузовую ватерлинию, тонн;

– максимальная масса груза, принимаемого на судно, тонн;

– сумма переменных весовых нагрузок на судне (топливо, смазочное масло, экипаж, продукты, снабжение, «мертвый запас» и т.п.) при отходе судна из порта погрузки, тонн;

1,5 – коэффициент, который условно предполагает (в условиях курсового проекта), что в устьевом порту запасы будут пополнены для обеспечения морского перехода, с учетом израсходованных запасов на речном участке, до величины, превыщающей судовые запасы на момент отхода судна в 1,5 раза.

Отсюда, максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по второму критерию составляет:

Ладога, проект 2–85:

Ладога, проект 787:

Дедвейт (полная грузоподъемность) включает в себя такую составляющую как судовые запасы и чистую грузоподъемность. Поэтому, при наличии судовых переменных запасов (топливо, пресная вода и пр.) на судно можно погрузить количество груза большее, чем чистая грузоподъемность.

в) допустимой средней осадки судна по грузовую ватерлинию, м.

Максимальная осадка судна не должна превышать допустимой осадки судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в пресной или морской воде:

где - максимальная осадка судна, м;

– средняя осадка судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в пресной воде, м;

– средняя осадка судна по грузовую ватерлинию на миделе судна в морской (соленой) воде, м.

Количество (масса) груза по критерию средней осадки судна по грузовую ватерлинию может быть определено через весовое водоизмещение судна.

Отсюда, максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по третьему критерию определяется по формуле:

где – весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию, тонн;

– все судна порожнем (доковый вес), тонн.

Весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию находится по значению средней осадки на миделе судна по грузовую ватерлинию. Значение весового водоизмещения вычисляется методом интерполирования. Первоначально средняя осадка по грузовую ватерлинию находится для пресной воды.

Ладога, проект 2–85:

По данной осадке находим весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию ., далее находим значение максимального количества груза, которое может быть погружено на судно по третьему критерию:

Ладога, проект 787:

По данной осадке находим весовое водоизмещение судна по грузовую ватерлинию ., далее находим значение максимального количества груза, которое может быть погружено на судно по третьему критерию:

г) максимально допустимой осадки судна в условиях ограниченных глубин на речных участках пути, м.

Максимально допустимая осадка в условиях ограниченных глубин на речных участках пути определяется из соотношения:

где – максимально допустимая осадка судна (на корме или в носу) с учетом дифферента судна в корму или в нос;

– гарантированная глубина судового хода или участка пути, м;

– норма запаса воды под днищем судна, м.

Гарантированная глубина единой глубоководной системы ВВП РФ – 4 м.

Согласно «Правилам плавания на внутренних водных путях» максимально допустимый запас воды под днищем судна при глубине судового хода более 3 метров равен:

– при прохождении шлюза – 40 см;

– на каменистом грунте – 25 см (при прохождении р. Свирь, Невы, Волго-Балтийского канала);

– на песчаном грунте – 20 см.

Указанная выше формула не применяется, если на каком-либо участке речного пути введены ограничения, связанным с гидрометеорогическими условиями, в частности сезонным падением уровня воды. В этом случае в качестве максимально допустимой осадки судна следует принять проходную осадку, установленную для подобных участков речного пути.

Ограничения по осадке на речных участках пути (приняты условно):

Проходная осадка судна на участке Нижнего Дона:

Ладога, проект 2–85:

Ладога, проект 787:

Отсюда, максимальное количество груза, которое может быть погружено на судно по четвертому критерию определяется по формуле:

С тем отличием, что средняя осадка судна в пресной воде определяется не по грузовой ватерлинии, а для условий ограниченных глубин на речных участках пути.

Так как в табл. 15 приложение 1 значения даны для морской воды, а значение максимальной допустимой осадки найдено для пресной воды, то

Ладога, проект 2–85:

Ладога, проект 787:

д) контейнеровместимости, ед.

Данный критерий применяется только при условии перевозки контейнеров.

Максимальное количество (масса) груза, которое может быть погружено на судно по этому критерию определяется по формуле:

где – массу груза, погруженного в грузовые трюма, тонн;

– масса груза, погруженного на люковые крышки трюмов, тонн.

При перевозке груженых универсальных контейнеров общая масса (вес) груза определяется перемножением количества контейнеров, погруженных в трюма и на палубу, на средневзвешенную массу брутто одного контейнера, которая в условиях курсового проекта составляет:

для – футового контейнера с грузом – 12,5 тонн;

для – футового контейнера с грузом – 20,5 тонн.

В условиях курсового проекта допустимая высота палубного груза ( для универсальных контейнеров принимается – 1 ряд.

Ладога, проект 2–85:

Ладога, проект 787:

Результаты расчетов максимального количества груза, определенного по четырем критериям, необходимо внести в таблицу 3, проанализировать и провести выбор вариантов для дальнейших расчетов.

Таблица 3. Определение количества (массы) груза, принятого за основу расчетов

Критерий по п. 1.4.	Максимальное количество (масса) груза, тонн ( )		Принимается за основу ( )
	Ладога, пр. 2–85	Ладога, пр. 787	Ладога, пр. 2–85	Ладога, пр. 787
а)	475	525	862,5	787,5
б)	1688,5	1914,5
в)	2021,5	1909,5
г)	1390,73	1536,1
д)	862,5	787,5

Для контейнеров за основу применяется критерий д)