66. Информация об остойчивости и прочности судна. Назначение, содержание, использование.

Информация об остойчивости.

Каждое судно Минморфлота валовой вместимостью более 20 рег. т снабжается Информацией об остойчивости и прочности, содержащей сведения об остойчивости в нескольких типовых случаях загрузки судна и данные для расчетов в нетиповых случаях. Формы бланков для таких расчетов приводятся в Информации.

С полученными на основании расчетов значениями D и моментом М_z относительно продольной оси входят в график предельных контрольных моментов. Если точка, соответствующая полученным D и М_z, располагается на графике ниже предельной кривой — остойчивость судна соответствует требованиям Регистра, если выше — не соответствует. С этого же графика можно снять допустимое значение h.

Следует помнить, что с целью получения более удобного масштаба величин М, график контрольных моментов построен для моментов относительно некоторой условной плоскости расчета, возвышающейся над килем на величину z_o.

Значение z_o дается в Информации. Поскольку расчет М_z на судне ведут от киля, входить в график контрольных моментов надо со значением М_z, уменьшенным на величину Dz_o.

Д ля полного суждения об остойчивости судна следует построить диаграмму статической остойчивости для конкретного случая загрузки. Сняв с диаграммы предельных моментов значение h, соответствующее имеющемуся значению M_z, и зная величину D, на универсальной диаграмме статической остойчивости, приводимой в Информации, находят луч h и кривую D. Расстояние между ними по вертикали будет равно значению l для соответствующего угла Q. Последовательно снимая l для углов Q = 10^o, 20^o и т, д., строят диаграмму статической остойчивости (pиc. 2.8)

Иногда вместо D на универсальной диаграмме наносят кривые дедвейта.

Требования к остойчивости судна изложены в 4-й части “Остойчивости” правил классификации и постройки морских судов Регистра(7).

Согласно требований этих правил остойчивость судна проверяется по критерию погоды К; регламентируются также величина исправленной начальной поперечной метацентрической высоты и числовые значения параметров диаграммы статической остойчивости судна. Нормируется также аварийная остойчивость. Остойчивость сухогрузного судна должна быть дополнительно проверена по критерию ускорения.

Остойчивость судна проверяется по пяти параметрам, регламентируемым правилами регистра. Так, остойчивость судна считается достаточной если:

А) критерий погоды К ≥ 1; К =Мопр / Мкр

Б) максимальное плечо диаграммы статической остойчивости lmax ≥ 0,25м для судов с L ≤ 80м и lmax ≥ 0,20 для судов с L ≥ 105м;

В) угол максимума диаграммы статической остойчивости Qm ≥ 30°;

Г) угол заката диаграммы статической остойчивости Qзак ≥ 60°;

Д) начальная метацентрическая высота положительна, т.е. h > 0.

Для сухогрузного судна проверяется его остойчивость по критерию ускорения.

Остойчивость по критерию ускорения К* считается приемлемой, если в рассматриваемом состоянии погрузки расчетное ускорение a_расч (в долях)не привышает допустимого значения, т.е. соблюдается условие:

.

Для судов, перевозящих сыпучие грузы, и некоторых других типов судов (пассажирские, лесовозы, буксиры и т.д.) необходимо проверить выполнение дополнительных требований, изложенных в разделе 3 части 4 правил.

Требования к прочности корпуса судов содержаться в части 3 “корпус” правил. Все современные суда длинной 150м должны быть снабжены одобренными регистром средствами контроля загрузки (инструкции по загрузке, приборы для контроля и т.п.), позволяющими легко и быстро установить,что изгибающий момент и перерезывающая сила на тихой воде в каждом конкретном случае загрузки судна не превышают допустимых значений.

(Если│Мизг │≤ Мдоп,(где Мизг = Мп + Мdv + Мсп,

где Мп – составляющая изгибающего момента на мидель от веса судна порожнем.

Мdw – от сил дедвейта;

Мсп – от сил поддержания на тихой воде),

Общая продольная прочность корпуса судна считается обеспеченной и соответствующий грузовой план с точки зрения прочности удовлетворительным.

Если│ Мизг │ > Мдоп, общая прочность корпуса считается не обеспеченной, в связи с чем необходимо принять меры для уменьшения абсолютной величины изгибающего момента.

Абсолютную величину изгибающего момента в миделевом сечении при перегибе – можно уменьшить перемещением грузов от оконечности к миделю или приемом балласта в середине цистерны, а при прогибе – перемещении грузов от миделям к оконечностям или приемом балласта в носовые и кормовые цистерны.

Контроль прочности в судовых условиях.

Для предупреждения потери общей и местной прочности, вызванной неправильным (неблагоприятным) размещением грузов, необходим их контроль в каждом рейсе.

Общая прочность корпуса в судовых условиях может быть проверена расчетным методом, с помощью диаграмм контроля прочности, а также с помощью моделирующих (аналоговых) и цифровых приборов.

Расчетные методы в последнее время оказываются неприемлемыми в судовых условиях, так как более точные из них громоздки и неудобны, а более упрощенные не учитывают влияние распределения груза.

Удачным и перспективным оказался комбинированный метод, сочетающий к себе береговой этап - расчет прочности на ЭЦВМ с построением рабочих диаграмм контроля прочности и судовой этап - элементарные расчеты вручную или с помощью мини-ЭВМ.

До 1979 г. на суда выдавалась Инструкция по загрузке судна с рабочими диаграммами для контроля общей прочности. С 1979 г. эта Инструкция включена в виде раздела в новую типовую форму Информации об остойчивости и прочности грузового судна. С помощью такой Информации проверка прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам в тех сечениях корпуса, где могут возникнуть наибольшие напряжения.

Прочность судна по изгибающему моменту в данном сечении считается достаточной, если точка А находится в безопасной зоне, т. е. лежит между линиями «Опасно — перегиб в рейсе» и «Опасно - прогиб в рейсе». Если точка А лежит за пределами линии «Опасно - перегиб на рейде» и «Опасно - прогиб на рейде», то прочность достаточна только для плавания в условиях рейда.

А налогично проверяется прочность по перерезывающим силам, с той лишь разницей, что для этого используется другая диаграмма (рис. 2.16) и по вертикали откладывается часть дедвейта, расположенная в нос от контролируемого сечения. Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающим силам оказывается недостаточной для заданных условий плавания, необходимо перераспределить груз по длине судна.

Прогиб (перегиб) судна можно уменьшить или устранить перемещением груза или запасов ближе к оконечностям (мидель-шпангоуту).

Использование моделирующих приборов для контроля загрузки с учетом необходимой посадки, остойчивости и прочности позволяет быстро и достаточно точно промерить несколько вариантов загрузки и выбрать приемлемый, а иногда и оптимальный вариант.

С ростом скорости и размеров судов при плавании на волнении участились случаи слеминга, приводящего к повреждению днища и бортов судна. В наиболее тяжелых случаях повреждения охватывают до 30% длины судна в носу, а прогибы достигают 300 мм, что приводит к разрыву связей и обшивки корпуса, затоплению носовых трюмов.

Условия появления слеминга: волнение с встречных курсовых углов; близость кажущегося периода волнения собственному периоду килевой качки; кажущаяся крутизна волны не менее 1/50; скорость вертикальных колебаний корпуса не менее 3,5 м/с. Днищевой слеминг появляется при осадке носом менее 0,04— 0,05 длины судна.

Для судоводителя важно объективно оценить интенсивность удара при слеминге для решения вопроса о поддержании скорости без опасения повредить корпус.

Из средств приборного контроля слеминга в эксплуатационных целях известны лишь единичные приборы для оценки частоты ударов. Практически судоводитель вынужден оценивать интенсивность слемнига чисто субъективно, чаще всего по силе звука и частоте ударов в единицу времени.

Регулирование и контроль над обеспечением местной прочности палубных перекрытий, платформ, двойного дна, люковых закрытий осуществляется путем назначения для каждого перекрытия допускаемых удельных нагрузок. Величины этих нагрузок указаны на чертежах палуб судовой документации и обычно лежат в пределах 1,0—10 тс/м².

Особенностью проверки является то, что делают проверку М_изг (момент изгибающий) и Q_пер (перегибающей силы) в 5-9 сечениях. Остальная проверка совпадает с проверкой обычных судов.