6.2. Разработка плана комплектации грузов.

В связи с отсутствием единой методики комплектации грузов, составление грузового плана является творческим процессом. Комплектация грузов по грузовым помещениям производится с учетом транспортных характеристик грузов, технико-эксплуатационных характеристик судна, а также теоретической и практической подготовленности курсанта.

Комплектация грузов по судовым помещениям сопровождается многовариантностью решений и должна учитывать все факторы рациональной загрузки, сохранности груза, безопасности судна, а также индивидуальное творчество с учетом выполнения следующих основных положений:

- в одном грузовом помещении размещаются только совместимые грузы, а также требующие одинаковых, либо близких режимов перевозки;

- в нижние части грузовых помещений укладываются тяжелые грузы;

- отклонение загрузки грузового помещения от распределенной массы не должна превышать 10%;

- в большие отсеки рекомендуется грузить грузы с высокими нормами грузовых работ;

- грузы, боящиеся нагрева, не следует помещать вблизи нагревающихся переборок, палуб и бортов;

- желательно располагать грузы строго по коносаментным партиям, избегая разрыва партий, т. е. укладки груза одной партии в разных местах грузового помещения или в разных грузовых помещениях;

- обеспечение требований, касающихся укладки и крепления грузов, использования современных средств укрупнения грузовых мест и внутритрюмной механизации.

По результатам распределения грузов составляется сводная таблица (табл.6.2).

Таблица 6.2.

Размещение грузов на судне.

6.3. Расчёт посадки судна после загрузки.

В курсовой работе необходимо получить значение дифферента, заданное в листе задания для порта погрузки. Кроме этого оценку дифферента необходимо производить для порта выгрузки, которая не должна быть величиной положительной. Расчёт дифферента осуществляется в следующей последовательности:

1. Определяются значения статического момента водоизмещения относительно миделя М_Х от суммарного воздействия всех нагрузок:

где: Q_i – масса i-ой партии груза, т;

X_i – абсцисса ЦТ i-ой партии груза, м;

P_j*X_j – момент относительно миделя, создаваемый запасами на рейс.

Рейсовые запасы распределяются между выбранными топливными и водяными ёмкостями судна, и результаты распределения представляются в табличной форме (табл.6.3).

Таблица 6.3.

Размещение судовых запасов (отход).

Таблица 6.3 (продолжение).

Размещение судовых запасов (отход).

Таблица 6.3 (продолжение).

Размещение судовых запасов (приход).

Таблица 6.4.

Схема расчёта координат центра тяжести судна (отход).

Т. к. грузы принимаемые к перевозке достаточно лёгкие, то для обеспечения надлежащей посадки судна необходим приём балласта.

Таблица 6.4 (продолжение).

Схема расчёта координат центра тяжести судна (приход).

Таблица 6.4.

Расчёт посадки судна.

Таблица 6.5.

Расчёт посадки судна по диаграмме осадок.

6.4. Проверка остойчивости судна.

Придание судну при загрузке оптимальной остойчивости является обязательным условием безопасного плавания. Неблагоприятна как недостаточная, так и чрезмерная остойчивость. Поскольку на размещение груза влияет много дополнительных условий (совместимость грузов, последовательность портов захода, максимально допустимые весовые нагрузки палуб и пр.), редко удается с первого раза расположить грузы наилучшим образом. Для получения требуемой остойчивости при одновременном удовлетворении других требований приходится при расчете грузового плана перемещать грузы по вертикали. Такое перемещение не изменяет дифферента и влияет только на остойчивость. Требования к остойчивости транспортных судов регламентируются большинством классификационных обществ.

В курсовой работе остойчивость судна проверяется по параметрам, регламентируемым действующими национальными правилами. Так, остойчивость судна считается достаточной, если:

1. Критерий погоды К=>1;

2. Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости (ДСО) l_max должно быть не менее 0,25м, для судов длиной до 80м и не менее 0,20м, для судов от 105м и более.

3. Угол максимума ДСО Θ_max должен составлять не менее 30°;

4. Угол заката ДСО Θ_зак - не менее 60°.

5. Метацентрическая высота должна быть более 0,15м.

Проверка остойчивости судна в порту отправления производится в следующей последовательности:

1. По таблице рассчитывается статический момент нагрузок относительно киля M_z как сумма моментов от массы судна порожнем, грузов и запасов:

где: Z_j- аппликата ЦТ i-ой партии груза, м;

P_j, Z_j - момент относительно киля, создаваемый запасами на рейс, разделенными по j-м цистернам и емкостям судна.

2. Определяется аппликата ЦТ судна для порта отправления z_g:

При наличии свободных поверхностей жидкости в цистернах выбираются значения поправочных моментов Δm_h из таблицы «Данные по судовым цистернам». Значения поправок записываются в таблицу и суммируются.

Аппликата ЦТ груженного судна с учетом влияния свободной поверхности жидкости определяется по формуле:

3. По кривым элементов теоретического чертежа находится аппликата метацентра для данного варианта загрузки z_m .

4. Рассчитываются метацентрическая высота судна в порту отправления с учетом влияния свободной поверхности жидкости:

Если полученное значение h не удовлетворяет требованиям, необходимо ее исправить, для чего перераспределить груз в вертикальном направлении между трюмами и твиндеками.

Необходимо помнить, что метацентрическая высота не является достаточным условием остойчивости судна, поэтому кроме метацентрической высоты необходимо проверить остойчивость по ДСО.

5. Для построения ДСО ее плечи могут быть определены с помощью интерполяционных кривых плеч остойчивости формы (пантокарен). При их использовании по объемному водоизмещению судна (V = Δ_p/γ ) определяются плечи остойчивости формы l_Ф для различных углов крена в, а затем рассчитываются плечи статической остойчивости l по формуле, указанной на чертеже пантокарен.

6. Плечи динамической остойчивости l_g выражаются через плечи статической остойчивости и углы крена, а именно, как произведение интегральной суммы

на половину шага интегрирования , выраженного в радианах. При

=10° /2= 0,087 рад.

Расчет плеч статической и динамической остойчивости рекомендуется

выполнять в табличной форме (табл.6.6).

Таблица 6.6.

Расчёт плеч остойчивости на отход.

Расчёт плеч остойчивости на приход.

По рассчитанным величинам плеч l и l_g строятся диаграммы статической и динамической остойчивости на отход из порта погрузки и приход в порт выгрузки.

Для контроля результатов расчета и построения ДСО используется свойство

ее начального участка:

7. Рассчитывается значение критерия погоды К по формуле:

где: М_опр - опрокидывающий момент, тм;

М_кр - динамически приложенный кренящий момент от давления ветра, тм.

Порядок расчета критерия погоды изложен в разделе 2.1 части IV Правил [16]. Рекомендуется определять М_опр по диаграмме динамической остойчивости по схеме, изложенной в приложении 4 части IV Правил.

Результаты проверки остойчивости судна сводятся в таблицу (табл.6.8),

А расчёт параметров остойчивости произведен в табл.6.7.

Таблица 6.7.

Расчёт параметров остойчивости.

Таблица 6.8.

Характеристики остойчивости.

Величины	Обозначение	Значение величины
		Отход	приход
Критерий погоды	К	10,2	7,9
Максимальное плечо, м	lмах	1,78	1,63
Угол максимума, град	Θмах	50	50
Угол заката, град	Θзак	>80	>80
Метацентрическая высота, м	h	1,67	1,47

Если судно к концу рейса в результате израсходования запасов получит значительный дифферент, то его следует удифферентовать приемом соответствующего количества балласта. К концу рейса можно считать допустимыми следующие значения дифферента: -1,0 < d < 0,5м.

6.5. Проверка общей продольной прочности корпуса судна.

Проверка общей продольной прочности корпуса судна при равномерном распределении груза производится следующим образом:

1. Рассчитывается составляющая изгибающего момента на миделе от веса судна порожнем:

где: К_п - коэффициент, принимается равным 0,100 для судов с МО в средней части; 0,126 для судов с МО в корме,

L_B = L / 0,96 - длина судна по ватерлинии, м.

Таблица 6.9.

Расчет изгибающего момента на миделе от сил дедвейта.

2. Рассчитывается составляющая изгибающего момента на миделе от сил дедвейта как арифметическая полусумма моментов грузов и запасов относительно миделя:

Расчет изгибающего момента от сил дедвейта удобно вести в табличной форме (табл.6.9).

3. Определяется составляющая изгибающего момента на миделе от сил поддержания на тихой воде:

4. Находится величина изгибающего момента на тихой воде в миделевом сечении:

Положительный М_изг свидетельствует о перегибе, отрицательный — о прогибе корпуса судна.

5. Рассчитывается нормативная величина изгибающего момента на тихой воде:

где: Ко - коэффициент принимается равным 0,0182 при прогибе (если М_изг < 0) и 0,0205 при перегибе (если М_изг > 0).

6. Сопоставляются М_изг и М_доп. Если |М_изг| < М_доп, общая продольная прочность корпуса судна считается обеспеченной, а грузовой план с точки зрения прочности, удовлетворительным.

Если |М_изг| > М_доп, общая продольная прочность корпуса судна считается необеспеченной, необходим пересмотр грузового плана.

При перегибе величину можно уменьшить перемещением грузов от оконечностей к середине судна; при прогибе - перемещением грузов от миделя к оконечностям. Новое значение М_изг необходимо сопоставить с нормативным.

Вывод: |М_изг| < М_доп, общая продольная прочность корпуса судна обеспечена.