4. Судовые операции и забота о людях на уровне управления

4.1 Распределение запасов и грузов на судне

При распределении запасов и грузов по судну необходимо обеспечить правильную остойчивость судну. Придание судну при загрузке оптимальной остойчивости является обязательным условием безопасного плавания. Остойчивость характеризуется отношением восстанавливающего и кренящего моментов (так называемый критерий погоды), метацентрической высотой и элементами диаграммы статической остойчивости (углом максимума диаграммы, угол заката диаграммы и её наибольшим плечом).

Остойчивость судна в значительной степени определяет его поведение на волнении. При малой остойчивости судно становится валким, возникают большие амплитуды качки. Создаётся опасность опрокидывания даже при небольших внешних кренящих силах. Опасность представляет и чрезмерная остойчивость, приводящая к резкой прерывистой качке, грозящей обрывом креплений, смещением груза, а так же, как и в первом случае опрокидыванием. Кроме того, суда с коротким периодом бортовой качки имеют большую вероятность попасть в условия резонанса с волнами, при которых значительно возрастают амплитуды качки. Избежать вышеперечисленных неблагоприятных факторов помогает тщательное распределение по судну судовых запасов и груза. Одно из самых важных правил это правило симметричного распределения нагрузки относительно диаметральной плоскости судна. В этом случае силы, вызывающие крен судна на левый и правый борта будут максимально уравновешенны. При составлении грузового плана необходимо размещать грузы с большим весом ближе к центру тяжести судна, а грузы с меньшим весом дальше. Это предотвратит смещение центра тяжести судна.

При распределении жидких судовых запасов, таких как топливо, смазочные масла, запас пресной воды и балласта необходимо, как только возможно уменьшить свободную поверхность веществ, дабы избежать дополнительного кренящего момента от свободных поверхностей. Для этого танки должны быть полностью заполнены или в них должно оставаться несущественное количество вещества.

4.2 Контроль за посадкой и остойчивостью судна перед отходом, приходом и в плавании

Контроль за посадкой и остойчивостью на судне должен осуществляться непрерывно, ведь соблюдая это правило судну, грузу и экипажу будет обеспеченна стабильность в плавании. Ответственным за контроль упомянутых характеристик на судне является старший помощник капитана, производящий расчёты и подающий их на подпись капитану. Далее приведён детальнейший расчёт остойчивости и посадки судна, в соответствии с инструкциями «Информации по остойчивости судна» и с использованием соответствующих графиков. Расчёт является натуралистическим отражением загрузки судна.

4.2.1 Расчет посадки и начальной остойчивости по «Информации об остойчивости судна»

Произведём загрузку судна в соответствии с грузовым планом и составим специальные таблицы, но перед этим расшифруем следующую обозначения:

1. XG (LCG) - координаты горизонтальные центра тяжести от ахтерпика, м;

2. YG (TCG) - координаты поперечные центра тяжести от диаметральной пл-ти, м;

3. ZG (VCG) - координаты вертикальные центра тяжести от киля, м;

4. I* - момент от свободной поверхности, т∙м;

5. MX - статический момент относительно плоскости X, т∙м;

6. MY - статический момент относительно плоскости Y, т∙м;

MZ - статический момент относительно плоскости Z, т∙м.

В таблице 4.1 найдём моменты относительно плоскостей для судовых перекрытий:

Таблица 4.1 – Моментов судовых перекрытий

Перекрытие	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
Твиндек (II) Крышки трюма	164,33 195	50,336 50,336	-0,032 -0,032	5,628 10,72	8271,715 9815,52	5,26 -6,24	924,85 2090,4
	359,33	-	-	-	18087,235	-0,98	3015,26

В таблице 4.2 найдём моменты относительно плоскостей для каждого из грузов:

Таблица 4.2 – Моменты грузов

№	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22	60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60	25,95 32,85 39,35 46,36 52,7 59,63 66,13 74,5 25,95 32,85 39,35 46,36 52,7 59,63 66,13 74,5 30,43 30,43 48,02 48,02 65.05 65.05	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -3,61 2,98 -3,61 2,98 -3,61 2,98	1557 1971 2361 2781,6 3162 3577,8 3967,8 4470 1557 1971 2361 2781,6 3162 3577,8 3967,8 4470 1825,8 1825,8 2881,2 2881,2 3903 3903	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -216,6 178,8 -216,6 178,8 -216,6 178,8	180 180 180 180 180 180 180 180 458,4 458,4 458,4 458,4 458,4 458,4 458,4 458,4 777 777 777 777 777 777
	1320	-	-	64916,4	-113,4	9769,2

В таблице 4.3 найдём моменты относительно плоскостей для танка с пресной водой:

Таблица 4. 3 – Моменты пресной воды

№ Танк	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	I∙ (т∙м)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
402 S	41, 83	-0,65	4,42	7,02	0,0	-27,17	184,756	293,436

В таблице 4.4 найдём моменты относительно плоскостей для крепёжного материала и спредера:

Таблица 4.4 – Моменты крепёжного материала и спредера

Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
21,13	45,91	1,12	9,18	970,07	23,66	193,97

Количество топлива минимальное необходимое для осуществления рейса 42,83 т. На судне вследствие малого количества груза можно взять большее количество топлива.

Найдём моменты относительно плоскостей для танков тяжёлым топливом:

Таблица 4.5- Моментов танков с топливом

№ Танк	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	I∙ (t∙m)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
Т102 S T104 S	99,2 113,6	83,54 23,88	2,17 5,51	4,85 4,16	76,3 0,0	8287,17 2712,77	215,26 625,94	981,12 472,58
	212,8	-	-	-	76,3	10999,94	841,201	1453,67

Найдём моменты относительно плоскостей для танка с лёгким топливом:

Таблица 4.6 – Моментов танков с лёгким топливом

№ Танк	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	I∙ (t∙m)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
Т607P	1,0	12,97	-1,92	0,26	0,5	12,97	-1,92	0,26

Найдём моменты относительно плоскостей для танка со смазочным маслом:

Таблица 4.7 – Моментов танков со смазочным маслом

№ Танк	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	I∙ (t∙m)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
Т304	2,7	3,81	5,9	7,05	0,5	10,287	15,93	19,035

Балластные танки. Так как при погрузке груз распределялся равномерно по судну, и располагался практически симметрично относительно диаметральной плоскости судна и так как количество принимаемого груза не так велико необходимо взять дополнительный балласт, который уравновесит танки с топливом и пресной водой (оба расположены на правом борту). Следовательно, подсчитав количество топлива и пресной воды, наёдём количество балласта, которое нужно взять на борт.

Найдём моменты относительно плоскостей для балластных танков:

Таблица 4.8 – Моментов балластных танков

№ Танк	Масса (т)	XG (LCG) (м)	YG (TCG) (м)	ZG (VCG) (м)	I∙ (t∙m)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
T501C T502C T504P T505S T507P T508S T509P T511S T516S T519S	123,3 89,7 113,7 56,3 60,2 60,2 70,0 79,5 96,1 91,9	91,67 83,26 76,40 77,20 68,13 68,13 66,84 57,78 42,49 27,38	0,0 0,0 -5,18 0,88 -2,16 2,16 6,4 3,49 2,28 3,11	4,35 1.37 4,11 0,63 0,61 0,61 2,43 0,63 0,61 0,64	0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 0,0 0,0 0,0	11302,911 7468,422 8686,68 4346,36 4101,426 4101,426 4678,8 4593,51 4083,289 2516,222	0,0 0,0 -588,966 49,544 -130,032 130,032 448 277,455 219,108 285,809	536,355 122,889 467,307 35,469 36,722 36,722 170,1 50,085 58,621 58,816
	840,9	-	-	-	2,0	55879	690,95	1573,09

Найдём моменты относительно плоскостей всего судна порожнём:

Таблица 4.9 – Момента судна порожнём

Масса (т)	XG0 (LCG) (м)	YG0 (TCG) (м)	ZG0 (VCG) (м)	MX (т∙м)	MY (т∙м)	MZ (т∙м)
2677,11	40,167	-0,57	7,62	107531,47	-1526.0	20399,6

После того, как мы нашли моменты относительно основных осей судна, найдём координаты центра тяжести судна со всеми судовыми запасами:

1) координата горизонтального центра тяжести от ахтерпика, (м) находится по следующей формуле:

XG(суд) = ;

MX = D0∙ XG0+ MXi ;

D= D0+mi ;

где D0 – водоизмещение судна порожнём, (т);

XG0 – координата ЦТ судна порожнём;

mi – вес всех судовых запасов и груза;

MXi - сумма моментов всех грузов и запасов.

mi=1320+41.83+45,91+212,8+1+2,7+840,9+359.33=2824,47 (т);

MXi=64916,4-27,17+970,07+10999,936+12,97+10,287+55879+18087,235=150903,068 (т∙м).

Тогда:

XG(суд) (м).

2) координата поперечного центра тяжести от диаметральной плоскости, (м) найдём по формуле:

YG(суд) = ;

MY = D0∙ YG0+ MYi ;  MYi = -113,4+184,756+23,66+841,201-1,92+15,93+690,95-0,98=1640,197 (т∙м); Тогда: YG(суд) (м).

3) координата вертикальная центра тяжести от киля (м) находится по формуле:

ZG(суд) = ;

MZ = D0∙ ZG0+ MZi ;

MZi =9769,2+293,436+193,97+1453,696+0,26+19,035+1573,09+3015,26=

=16317,95 (т∙м).

Тогда:

ZG(суд) .

4) Найдём коэффициент коррекции для свободной поверхности:

dGM .

5) Поправим значение ZG(суд) коэффициентом коррекции для свободной поверхности dGM и получим:

ZG(суд.кор)= ZG(суд)+ dGM=6,674 +0,0144 =6,688 (м).

6) Рассчитаем водоизмещение судна при данной загрузке:

V = (m3).

7) В соответствии с требованиями «Информации об остойчивости» судна «BBC ANGLIA» полученный расчётным способом вертикальный центр тяжести судна ZG(суд.кор), откорректированный коэффициентом влияния свободной поверхности должен быть проверен по диаграмме «Допустимого вертикального центра тяжести судна - Zmax», так проверяется начальная остойчивость судна. Для проверки результата подсчётов в диаграмму входят со значением ZG(суд.кор) и водоизмещением V. Основное условие соответствия требованиям остойчивости в данной диаграмме является ZG(суд.кор)<= Zmax. Данный вариант загрузки судна полностью удовлетворяет требованиям остойчивости и попадает в соответствии с графиком в «зону достаточной остойчивости».

8) Для расчёта посадки судна используем вычисленное значение водоизмещения V и продольную координату центра тяжести судна XG(суд). Войдя в «Диаграмму дифферента» можно вычислить осадку носом и кормой, а так же значение дифферента. Из диаграммы получаем следующие значения:

da= 5,34 (м);

df= 4,56 (м);

t = df - da= 4,56 - 5,34= -0,78 (м) (4.2.1.11) – дифферент в корму.

dm= = 4,95 (м) (4.2.1.12) – значение средней осанки.