КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ОВП 2020-21 1 часть

61

ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ И ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ СУДОВ

Водоизмещение судна с полным грузом,

водоизмещение порожнего судна,

дедвейт;

чистая грузоподъемность судна.

D судна – это вес вытесненной судном воды, равный весу всего судна в

тоннах. Чтобы получить весовое водоизмещение судна, необходимо объемное водоизмещение, т.е. объем подводной части судна V умножить на удельный вес воды

D * V

Объемное водоизмещение судна определяется действующей ватерлинией или,

иначе, осадкой судна Т.

Т. к. плотность морской и пресной воды не одинакова, то весовое водоизмещение в пресной воде:

D 1,000*V

в морской воде:

D 1,025*V

Весовое водоизмещение судна – величина непостоянная.

Нижний ее предел – вес судна порожнем Dо.

Водоизмещение судна с полным грузом получается при загрузке его по летнюю грузовую марку в соленой воде.

По абсолютной величине оно равно массе вытесненной воды, т:

D * г * Lквл * Bквл * Tг

62

где - плотность воды, т/м3;

г - коэффициент полноты водоизмещения при осадке с полным грузом;

Lквл , Bквл , - расчетные главные размерения судна, м;

Tг - осадка с полным грузом, т.

Водоизмещение с полным грузом составляется из масс всех нагрузок:

D Gкп Gсэу Gз Gэк Q

где Gкп - масса оборудованного корпуса;

Gсэу - масса силовой энергетической установки;

Gз -масса запасов топлива, воды, смазки, материалов и т. д.(здесь и в дальнейшем знак «δ» показывает суммирование соответствующих однородных величин запасов, грузов, судов, которые не связанны какими-либо зависимостями.)

Gэк - масса экипажа с багажам;

Q - масса груза.

Водоизмещение порожнего судна - это его водоизмещение без груза, судовых запасов и экипажа с багажом. Оно определяется по главным размерениям судна по формуле:

где То - осадка порожнего судна;

о - коэффициент полноты водоизмещения при осадке порожнем, а также по массам корпуса и механизмов, т. е.

63

В массу механизмов включается масса воды в котлах и конденсаторах.

Водоизмещение порожнего судна является величиной постoянной.

С выходом в рейс судно начинает расходовать запасы топлива, воды.

Для расчетов, не требующих в практике эксплуатации флота большой точности, объемное и весовое водоизмещения можно определить из следующих эмпирических формул:

где - коэффициент полноты водоизмещения судна.

Коэффициент изменяется в широких пределах: от 0,40 до 0,90.

B паспортных данных о судне приводятся две хaрактеристики весового водоизмещения: весовое водоизмещение судна порожнем; весовое водоизмещение судна в полном грузу по ватерлинию, соответствующую летнему надводному борту в морской воде. Эти данные служат исходными для расчета важнейших эксплуатационных характеристик - полной и чистой грузоподъёмности.

В паспортных данных о судне указывают его полную грузоподъемность

(дедвейт) при летней грузовой марке в морской воде.

Дедвейт - это полная грузоподъемность судна, т. е. загрузка, обусловленная размерами и конструкцией, при которой его осадка соответствует установленной грузовой марке, (т). Его значение определяется по формуле:

Dв D Dо

или с учетом предыдущих формул получаем также, что

Dв * Lквл * Bквл * ( г * Tг o * To )

64

Дедвейт выражает, какое количество груза, необходимых запасов топлива,

воды, смазки и других переменных нагрузок может принять судно, и, таким образом,

Dв Q Gз Gэк

Чистая грузоподъемность судна - масса груза, который судно, погруженное по грузовую марку, может принять при имеющихся на нем запасах и экипаже соответственно сезону и району плавания, (т):

Dч Dв ( Gз Gэк )

Суда с одинаковой полной грузоподъемностью, но различных типов не обязательно будут иметь одинаковую чистую грузоподъемность при аналогичных условиях плавания.

Поскольку чистая грузоподъемность судна (при данной полной грузоподъемности) зависит от количества принимаемых судном на рейс топлива,

воды и других запасов, то очевидно, что, если судно принимает излишнее количество запасов, это вызывает соответствующее уменьшение чистой грузоподъемности. Следовательно, на каждый рейс судно должно брать лишь действительно необходимое количество запасов, которое определяется на основании норм расхода с учетом действительно необходимого для данных условий плавания морского запаса. Не следует принимать запасы топлива для плавания в оба конца, т.

е. до порта назначения и обратно, в тех случаях, когда это не оправдывается экономически.

Определение запасов на рейс:

Gз. р. Gх Gст ,

где Gх - ходовые запасы на переход от первого порта погрузки до конечного

порта выгрузки, тонн.

65

Расчетными нормативами являются:

Lобщ - общее расстояние рейса от порта погрузки до конечного порта выгрузки, миль;

lогр - расстояние участков, где судно следует с ограниченной скоростью, миль;

Vтехгр - техническая скорость судна в грузу, миль/сут;

Vогр - ограниченная скорость судна, миль/сут ;

t ход - дополнительные затраты ходового времени;

qхт , qхв , qпр - суточные нормы расхода топлива, воды и прочих расходов, т/сут;

Кшт - коэффициент штормового запаса, принимается в зависимости от условий и протяженности рейса в пределах 1,1 – 1,3, для продолжительного рейса коэффициент штормового запаса больше, а для короткого рейса он меньше.

Запасы на стоянки в промежуточных портах определяются из

выражения, (тонн):

Q- количество груза. тонн;

Мвп -норма погрузки груза на судно, т/сут;

Мвв -норма выгрузки груза, т/ут.

Таким образом, дедвейт, масса запасов и чистая грузоподъемность являются величинами взаимосвязанными и зависящими от paйона и дальности плавания.

Вводоизмещение, чистую грузоподъемность и других характеристик судна можно определить с помощью грузовой шкалы, рассчитываемой для каждого судна либо серии однотипных судов.

66

ГРУЗОВАЯ ШКАЛА

ГРУЗОВАЯ ШКАЛА - номограмма, которая включает следующие данные:

водоизмещение, осадку, дедвейт, число тонн, изменяющее осадку на 1 см, и высоту надводного борта. Рядом с грузовой шкалой изображают грузовую марку судна, -

сезонные грузовые марки, которые должны совпадать с соответсвующими данными на шкале высот надводного борта.

Рис. 46 - Грузовая шкала

67

С помощью грузовой шкалы, представляющей собой номограмму с

параллельными шкалами, приходится также определять:

количество принятого судном груза по осадке, что бывает необходимо,

например, при погрузке массовых грузов без взвешивания;

количество груза, котоpoe можно погрузить на судно при заданной осадке, если, например, судно направляется в порт с ограниченными глубинами;

осадку судна в результате приема или сдачи известного количества груза в промежуточном порту;

осадку судна ко времени прихода в порт назначения в результате израсходования за время перехода известного количества запасов;

изменепие грузоподъемности или осадки судна при нагрузке его пo

различные грузовые марки;

изменение осадки судна при переходе из морской воды в пресную и

наоборот,

высоту надводного борта при той или иной осадке.

Для решения той или другой задачи на грузовой шкале проводят горизонтальную линию через точку, соответствующую значению известной величины, и на пересечении с другими шкалами получают ответы для всех остальных величин.

Точность получаемых при этом результатов для линейных величин составляет до 1 см, а массы - до 5 т, что вполне достаточно для практики.

ОБЪЕМНЫЕ ТЕХНІКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

К объемным технико-эксплуатационным характеристикам транспортных

грузовых и пассажирских судов относятся:

грузовместимость,

удельная грузовместимость,

валовая вместимость,

чистая вместимость.

68

Величина грузовместимости насыпью Wнaс (м³) определяется по данным обмера каждого грузового помещения или по размерам на чертежах.

Высота грузового помещения определяется от верхней кромки пайола до нижней кромки палубы; длина и ширина - между внутренними кромками обшивки бортов.

Из полного объема помещения вычитается фактический объем всех конструктивных деталей внутри трюма - бимсов, шпангоутов, трапов, пиллерсов и т.

д.

(м³) судна определяется также по данным обмеров или размерам, взятым с чертежа, но при этом высота помещения измеряется от кромки пайола до нижней кромки бимсов, а другие размеры измеряются от внутренних кромок рыбинсов. Из полученного объема вычитаются объемы всех конструктивных деталей, находящихся в трюме.

Киповая грузовместимость судна всегда меньше грузовместимости насыпью.

Эта разница находится в пределах до 4 - 5% для больших судов и до 10% - малых.

На судах, имеющих диптанки, используемые для грузов либо для топлива,

грузовместимость устанавливается в двух вариантах: с диптанками и без них.

При перевозке некоторых грузов на палубе в грузовместимость судна включается дополнительная «палубная емкость», которая определяется по формуле:

Wплб Sплб * Hдс

где Sплб - площадь палубы, используемая для укладки груза с учетом необходимых пространств для проходов, креплений палубного груза и соблюдения правил техники безопасности;

Hдс средняя допустимая высота укладки груза.

Высота укладки палубного груза устанавливается из условий обеспечения необходимой остойчивости судна, удобства и прочности крепления rpyзa,

69

обеспечения обзора судна с мостика, соблюдения правил техники безопасности и т.

д.

Удельная грузовместимость показывает грузовместимость судна,

приходящуюся на 1 т его чистой грузоподъемности (м³ /т). Базисным значением этой характеристики судна является удельная грузовместимость, вычисленная для чистой грузоподъемности при полных запасах и осадке по летнюю марку, в

вариантах для насыпных и штучных грузов, т, е.

W Dч

Wi - грузовместимость судна, м3

Dч - чистая грузоподъемность судов, т

При уменьшении чистой грузоподъёмности величина удельной грузовместимости увеличивается, и наоборот.

Полное и наглядноe представление о грузовместимости судна и отдельных его грузовых помещений дает чертеж, который можно назвать планом вместимости.

Этoт чертеж представляет разpез судна по диаметральной плоскости (а иногда и план) c изображением расположения всех грузовых помещений, водяных цистерн,

бункеров и грузовых стрел и кранов.

План вместимости должен содержать следующие данные:

грузовместимость каждого отдельного грузового помещения в зерне и

кипах;

eмкость в весовых тоннах каждой водяной цистерны;

емкость в весовых тоннах каждого бункера;

длину и ширину грузовых люков и высоту комингсов;

число грузовых стрел или кранов c указанием их грузоподъемности;

удаление в метрах цeнтpа тяжести каждого грузового помещения,

водяной цистерны и бункера от киля и до миделя.

70

Рис. 47 - План вместимости судна

Рис. 48 - Схема общего расположения судна

Регистровая вместимость

Регистровая вместимость, или регистровый тоннаж, является условным показателем объема помещений судна, защищённых от морской стихии.

Единицей измерения регистровой вместимости служит так называемая регистровая тонна, равная 100 куб. фут. или 2,83 м³.