Вопрос №6

Изменение осадки судна от приема или снятия малого груза.

В результате приема на судно малого груза

массой т в точку с координатами х, у (рис. 1.12) возникнет сила веса груза ρ = mg и посадка судна изменится:

увеличится его средняя осадка и в общем случае возникнут крен и дифферент.

Предположим, однако, что судно удерживается от крена и дифферента некоторым условным (воображаемым)

внешним моментом и рассмотрим здесь только изменение осадки судна δd. В результате увеличения осадки в

воду войдет дополнительный объем δV между ватерлиниями ВЛ и В1Л1 и возникнет дополнительная сила

плавучести γδV, приложенная в ЦТ этого объема и равная силе веса груза р. Поскольку предполагается, что

масса груза мала по сравнению с массой судна, то можно считать, что борта судна в пределах изменения осадки

вертикальны. В этом случае вошедший в воду объем δV можно определить как объем цилиндрического тела,

основанием которого служит площадь ватерлинии S, а высотой - искомое приращение осадки δd

δV = Sδd. (1.19)

Рис. 1.11. Строевая по шпангоутам Рис. 1.12. Изменение осадки судна при приеме малого груза

Для определения приращения осадки δd используем условие равновесия судна после приема груза,

выражающееся равенством дополнительных сил веса и плавучести

p = γδν. (1.20)

Подставив выражение (1.20) в уравнение (1.19) и решив последнее относительно δd, получим

δd = p/(γS) = m/(ρS). (1.21)

Если груз снимается с судна, то его массу т подставляют в формулу (1.21) с отрицательным знаком;

следовательно, приращение осадки в этом случае будет также отрицательным, т. е. осадка судна уменьшится на величину δd.

На рис. 1.12 видно, что в общем случае силы p и γδV составляют пару сил, момент которой вызовет крен и

дифферент свободно плавающего судна. Этот момент будет равен нулю только в том случае, если эти силы

будут действовать по одной вертикали. При допущении о прямобортности судна в пределах изменения осадки ЦТ объема δV будет расположен на одной вертикали с ЦТ площади ватерлинии ВЛ. Следовательно, при приеме или снятии груза судно нe получит крена или дифферента, если ЦТ принятого (снятого) груза будет расположен на одной вертикали с ЦТ площади ватерлинии. Положение груза, отвечающее этому условию, показано на рис. 1.12 штриховой линией.

Формула (1.21) является точной для прямобортного судна и приближенной для непрямобортного. В последнем случае она определяет приращение осадки с достаточной для практических целей точностью, если масса принимаемого или снимаемого груза не превышает 15-20 % массы судна.

В практических расчетах часто используют также величину q - число тонн на 1 см осадки. Если известно q, то

приращение осадки выразится формулой

δd = m/q. (1.22)

Сравнивая формулы (1.21) и (1.22), видим, что величина q пропорциональна площади ватерлинии S и связана с ней зависимостью

q = ρS/100. (1.23)

Зная площади ватерлиний при различных осадках и принимая среднюю плотность морской воды ρ равной 1,025 т/м3, с помощью этой формулы можно построить кривую q=f(d). Однако при наличии строевой по

ватерлинии строить такую кривую нет надобности, так как достаточно снабдить строевую по ватерлиниям

дополнительной шкалой для q.