Організація портових операцій. МВ до практичних занять

40

Якщо hПМ = hПБ, то hПТ = hПМ або hПТ = hПБ на розсуд студента. Розрахунки hПМ, hПБ, V здійснюються з точністю до трьох знаків після

коми.

Наприклад, hП = 9,68 м, танк № 1. У каліброваній таблиці (табл. 1) танка № 1 у стовпчику висоти порожнечі значення hП знаходиться між 9,8 і 9,6, відповідно hПБ = 9,8 м, а hПМ = 9,6 м.

Розраховуємо hПМ = 9,68 – 9,6 = 0,08 м і hПБ = 9,8 – 9,68 = 0,12 м.

Тому що hПБ > hПМ (0,12 > 0,08), то hПТ = hПМ = 9,6 м.

По рядку, що відповідає hПТ, визначаємо (виписуємо) табличні значення:висоти рівня вантажу hУТ, м;

табличний об’єм VТ, м3;

кількість м3, яке треба залити (злити) у танк, щоб рівень вантажу змінився на 1 см ( ), м3/см.

Тому що табличні значення VТ, hУТ, hПТ перебувають в одному рядку, то визначити їхнього значення можна не тільки по hПТ, але й по hУТ.

Алгоритм знаходження hУТ і VТ по відомим (визначеним) значеннях hУ, аналогічний знаходженню hПТ.

Виходячи з формули визначення hП, можна розрахувати різницю величини порожнечі (прирощення) між його фактичним значенням (hП) і табличним (hПТ), тобто h, м

h = hПТ – hП

Якщо відомо (визначено) hУ й hУТ значення h визначається з вираження

h = hУ – hУТ.

Збільшенню висоти порожнечі ( h) відповідає певне збільшення об’єму ( V). Тобто для зміни висоти порожнечі (hП) або рівня вантажу (hУ) необхідно залити або злити певну кількість вантажу ( h). Виходячи із цього прирощення

об’єму ( V) можна визначити з вираження

V = h .

При визначенні V варто звернути увагу на розмірність і знак величин і

h.

Розрахунки здійснюються з точністю до 1 мм, тобто hУ, hП і h – до третього знака після коми. Розрахунки hУ та hП здійснюються в метрах, тому hП, hПТ і h, при їхньому визначенні, повинні бути виражені в метрах, а V у м3, з точність до другого знака після коми.

Далі визначаємо об’єм вантажу при наливі VН, м3

VН = VТ + V.

При визначенні VН варто звернути увагу на знак величин, що складаються, (VТ і V).

Тому що VН може бути як більше, так і менше VТ, то значення V може мати як позитивний (+), так і негативний (–) знак.

Наявність негативного (позитивного) знака в V і h говорить про напрямок дії:

якщо V і h мають позитивний знак, то щоб одержати з VТ, hУТ і hПТ

41

розрахункові значення, до них треба додати відповідне прирощення;

 якщо V і h мають негативний знак, то щоб одержати з VТ, hУТ і hПТ розрахункові значення, від них треба відняти відповідне прирощення.

Після визначення об’єму налитого вантажу, можна визначити масу наливного вантажу, що перебуває в танку, т

QН = VН Н.

Розрахунки VН, QН, V здійснюються з точністю до трьох знаків після

коми.

Практична робота № 6. Визначення середнього осідання судна

Мета роботи. Ознайомлення із практичною методикою визначення осідання судна для проведення Draught survey.

Загальні вказівки. Посідання корпуса судна характеризується наступними параметрами:

осіданням на носовому й кормовому перпендикулярах;осіданням на міделі;креном і диферентом;прогином або перегином.

Шуканими даними для розрахунку цих параметрів є значення осідання, які зняті із всіх шести марок поглиблення.

Методика розрахунків включає нижченаведені загальні етапи:

1)зняття й внесення в таблицю шести значень осідання, визначених візуально на марках поглиблення;

2)загальний аналіз цих значень із метою визначення грубих помилок при знятті осідання з марок. Аналізу передує візуальна оцінка посідання судна, наявності крену й диференту; при відсутності видимого крену судна, не повинні значно відрізнятися осідання на однойменних марках поглиблення з різних бортів судна, а видимий диферент повинен простежуватися й у значеннях записаного осідання;

3)розрахунок крену судна по даним осідання марок поглиблення на мі- дель-шпангоуті;

4)порівняння значень цього крену з показаннями суднового кренометра – вони повинні бути приблизно рівні між собою;

5)визначення й порівняння знаків (плюс або мінус) величини крену, розрахованого по даним всіх марок. Знак крену на міделі й у кормі повинні бути однакові. Розходження цих знаків при крені судна й виконанні попереднього пункту говорить про помилку візуального зняття осідання на кормовій марці; однак наявність крену із протилежним знаком на носовій марці поглиблення вважається припустимим;

6)усереднення осідання на марках поглиблення, тобто розрахунок середнього осідання в діаметральній площині судна на всіх трьох марках за даними знятого осідання правого й лівого бортів;

7)визначення осідання судна на його перпендикулярах або, як говорять, приведення осідання з марок поглиблення до перпендикулярів. Через те, що об-

42

води форштевня, які повторювані розташуванням цифр на носовій марці поглиблення, спочатку задані тільки графічно, це завдання вирішується винятково за допомогою креслення;

8)розрахунок середнього осідання на міделі й диференту судна по осіданню на перпендикулярах;

9)розрахунок стрілки прогину або перегину корпуса по двох значеннях осідання на міделі – середньої розрахункової й визначеної за візуальними показниками.

Осідання судна (Т) – глибина, на яку занурений у воду корпус судна. Для зняття осідання з бортів судна використовуються нанесені на борти судна в носі, у кормі й у районі мідель-шпангоута цифри, називані марками поглиблення (рис. 1). Марки поглиблення наносять на правому борті в дециметрах і позначають арабськими цифрами (рис. 1, б), на лівому борті – у футах і позначають римськими цифрами (рис. 1, а).

Рис. 1. Марки поглиблення та відмітки штевнів: а – шкала в футах; б – шкала в метрах

При метричній системі виміру осідання висота кожної цифри дорівнює 10,0 см, відстань між цифрами по вертикалі також дорівнює 10,0 см, товщина цифри на морських суднах 2,0 см, на річкових 1,5 см. Марки поглиблення, які зображені арабськими цифрами, мають два варіанти написання. Перший – це числа, що показують тільки дециметри осідання. Другий – числа з буквою «М», що вказують кількість повних метрів осідання, а між ними числа 20, 40, 60, 80, що позначають сантиметри. При англійській системі виміру осідання висота кожної цифри дорівнює 1/2 фута (6 дюймів), відстань між цифрами по вертикалі також дорівнює 1/2 фута, товщина цифри 1 (дюйм). Один фут ( ) містить 12 дюймів ( ), 1 дюйм дорівнює 25,4 мм, 1 фут дорівнює 30,48 см.

Лінія торкання корпуса судна з водою (фактична ватерлінія) у місцях перетинання марок поглиблення в носовій частині судна дає осідання носової частини (ТН), у середині судна – осідання на міделі (ТМ), у кормовій частині – осідання кормової частини (ТК).

При позначенні міделя часто використовується замість індексу «М» знак « », тоді осідання на міделі записується замість ТМ як Т .

Часто на обох бортах суден наносяться марки поглиблення позначені

43

тільки арабськими або тільки римськими цифрами.

Зняття осідання носом, на міделі, кормою здійснюється з обох бортів судна з максимально можливою точністю із причалу й (або) катера.

При хвилюванні моря необхідно визначити середню величину амплітуди омивання водою кожної марки поглиблення, що і буде фактичним осіданням у даному місці (рис. 2). При хвилюванні рекомендується користуватися спеціальними приладами для зняття осідання. Зараз розроблений ряд таких пристроїв, які використовуються на практиці.

36

35

Рис. 2. Омивання марок поглиблення

У випадку якщо марки поглиблення на міделі відсутні або не «читаються», спеціальною сталевою рулеткою заміриться висота діючого надводного борта (від верхньої кромки лінії головної палуби до води). З офіційних суднових документів вибирають значення надводного борта щодо літньої вантажної марки й осідання по цю марку (рис. 3). Ці дві величини складають і одержують висоту борта в районі міделя. Далі необхідно відняти з її обмірювану величину надводного борта. У підсумку виходить осідання судна на міделі. Ця операція здійснюється з обох бортів і потім розраховується середнє значення.

Рис. 3. Фрагмент борта судна в районі мідельшпангоуту

44

Якщо неможливо зняти осідання з обох бортів, то вони знімаються з марок поглиблення на носі, міделі, кормі з одного борта.

Осідання на кожній марці поглиблення недоступного борта розраховується за формулою

де Т" – усереднене осідання; Т – зняте осідання;

В – поперечна відстань між марками поглиблення правого й лівого бортів (знімаються із креслення загального виду судна);

– кут крену судна (знімається із кренометра, що перебуває на ходовому містку або в машинному відділенні).

Знак виправлення негативний, якщо крен убік спостережуваного борта, і позитивний при протилежному напрямку крену.

Прийнято вважати, що точність зняття осідання з марок поглиблення становить ±2 дсм або 1 дюйм.

Після визначення осідання на носі, кормі й на міделі (середині) судна по правому й лівому борті, розраховують середні осідання на носі ТН, на кормі ТК і на міделі ТМ (Т )

ТН = (ТНЛ + ТНП) / 2; ТК = (ТКЛ + ТКП) / 2;

ТМ = (ТМЛ + ТМП) / 2. (2)

У подальших розрахунках використовуються осідання на перпендикулярах і на мідель-шпангоуті.

Залежно від форми форштевня, місця розташування кормової марки поглиблення й диференту судна середні осідання, які розраховані по осіданню на марках поглиблення й на перпендикулярах, можуть відрізнятися на 10 см і більше (рис. 4).

Рис. 4 Розміри судна та марки поглиблення

Приведення осідання на корпусі судна до осідання на перпендикулярах здійснюється графічним або розрахунково-графічним методом за допомогою креслення розташування марок поглиблення, а при його відсутності – по бічному виду креслень загального розташування.

Осідання по міделю повинне зніматися зі шкали, що перебуває на відстані

45

не більше 0,5 м від мідель-шпангоута, якщо ця умова не дотримується, то потрібне виправлення до осідання на міделі.

Тому для виключення помилки вводиться виправлення до середніх осі-

де d – диферент судна;

f – відстань від носових марок поглиблення до носового перпендикуляра; а – відстань від кормових марок поглиблення до кормового перпендику-

ляра;

m – відстань від марок поглиблення на міделі до мідель-шпангоута; LBM – відстань між марками поглиблення.

Різниця осідання носом і кормою називається диферентом судна (d). Якщо ніс судна занурений у воду менше, ніж корма, то говорять, що судно має диферент на корму (рис. 4), і навпаки

d = ТН – ТК.

Часто в розрахунках диферент позначають не «d», а «trim» або «Tim». Диферент на корму вважається позитивним.

Величини «a» і «f» знімаються з масштабного креслення судна або креслення поздовжнього розрізу судна в масштабі.

Крім того, на деяких суднах у судновій документації є, наприклад, таблиця відстаней по осі абсцис від форштевня до носового перпендикуляра залежно від осідання носом. Ця інформація теж може бути використана для визначення величини f.

Для правильного визначення знака виправлень варто стежити за правильністю знаків, що надаються величинам f і а, які вважаються позитивними (+), якщо марка поглиблення розташована в корму від відповідного перпендикуляра й негативними (–), якщо розташовано в ніс. Правильність знака виправлення до осідання носом або кормою легко проконтролювати, тому що він очевидний безпосередньо із креслення, яке використовується в кожному конкретному випадку.

Однієї з основних характеристик судна, яка використовується для багатьох розрахунків, є довжина між перпендикулярами (LBР) (рис. 4).

Якщо носова шкала поглиблення не проходить по лінії носового перпендикуляра, то вводять виправлення для носового осідання.

Знак ∆Н позитивний при диференті на ніс і негативний при диференті на корму.

Виправлене осідання носом дорівнює

ТН = ТН ± ∆Н.

Якщо кормова шкала поглиблення не проходить по лінії кормового перпендикуляра, то таке ж виправлення вводять для кормового осідання. Його знак зворотний знаку виправлення ∆Н.

Виправлене осідання кормою дорівнює

46

ТК = ТК ± ∆К.

Якщо шкала поглиблення на міделі перебуває на відстані більше 0,5 м від мідель-шпангоута, то таке ж виправлення вводять для осідання на міделі.

Знак виправлення негативний при зміщенні марки поглиблення у кормову й позитивний при зміщенні мірки поглиблення у носову частину від кола Плимсоля (рис. 3).

Виправлене осідання на міделі дорівнює

ТМ = ТМ ± ∆М.

Відомі осідання на перпендикулярах дозволяють обчислити середнє осідання між носом і кормою (ТCР1) або, якщо говорити точніше, виправлене середнє осідання (теоретичне на міделі)

ТCР1 = (ТН +ТК) /2.

Величина деформації корпуса судна від загального вигину f визначається на мідель-шпангоуті. Дійсна ватерлінія, що проходить через марки поглиблення носа, міделя й корми (з них зняті осідання судна), відображає вигин корпуса, а теоретична ватерлінія, що проходить через ті ж значення осідання на носовій і кормовій марках, визначає розрахункове середнє осідання на міделі.

Воно буде дорівнювати осіданню на міделі тільки при відсутності якоїнебудь деформації корпуса. Тому значення й напрямок деформації корпуса розраховується за формулою

f = (ТМ – ТСР1),

де ТСР1 – теоретичне середнє осідання на міделі; ТМ – усереднене фактичне осідання на міделі.

Формую прогину або перегину прийнято вважати гіперболу. При цьому різниця між середнім осіданням на міделі й середнім осіданням носом і кормою може досягати значних величин – кілька десятків сантиметрів.

Позитивне значення f говорить про прогин судна (рис. 5).

Рис. 5. Прогин корпуса судна (Hogging)

Негативне значення f говорить про перегин судна (рис. 6).

Істотним моментом обчислень є те, що цей метод визначення середнього осідання дозволяє одержувати результат автоматично, не замислюючись про знак стрілки прогину.

Знаходимо середнє осідання між осіданням на міделі й середнім виправленим осіданням судна (ТСР2), (усереднене осідання (ТММ))

ТСР2 = (ТМ + ТСР1) / 2.

Потім знаходимо остаточне середнє осідання, що враховує деформацію

47

судна (вигин-прогин) судна (TСР) (середнє із середніх розрахункове осідання

(TFIN.ММ))

TСР = (ТМ + ТСР2) / 2.

Рис. 6. Перегин корпуса судна (Sagging)

Середнє із середніх розрахункове осідання можна обчислити, використовуючи й іншу формулу

ТСР = (ТН + 6 ТМ + ТК)/8.

Крім прогину або перегину може мати місце й торсійний вигин – навколо осі X. Для того, щоб при цих обставинах одержати значення середнього осідання, по якому здійснюються розрахунки, в усьому світі прийнято користуватися наступною формулою

Mean of Means Draught (M/M) = (Mean Draught (M) + 3 Middle Draught)/4

або

M/M = (F + A + 6(Mid) / 8,

що те саме,

де Mean Draught (M) = (F + A)/2;

F – осідання носом; A – осідання кормою;

Middle Draught (Mid) – осідання на міделі.

Формули визначення ТСР і M/M ідентичні й відповідають світовій прак-

тиці.

Порядок виконання роботи. Відповідно до варіанта з табл. 1 вибираються й виписуються вихідні дані для розрахунків:

назва борта;рівень води на марці поглиблення на горбі (гребені) хвилі на носі (ТНГ),

міделі (ТМГ) і кормі (ТКГ), дм;рівень води на марці поглиблення в западині (сідловині) хвилі на носі

(ТНВ), міделі (ТМВ) і кормі (ТКВ), дм;поперечна відстань між марками поглиблення (В), м;кут крену судна ( ), ;

відстань від носових марок поглиблення до носового перпендикуляра

(f), м;

відстань від кормових марок поглиблення до кормового перпендикуляра (а), м;

відстань від марок поглиблення на міделі до мідель-шпангоута (m), м;відстань між марками поглиблення (LBM), м.

Розраховуємо осідання по заданому борту на кормі (ТК), міделі (ТМ) і но-

48

су (ТН) як середнє між рівнями води на марці поглиблення на горбі й у западині.

Таблиця 1

Визначаємо осідання на кормі (ТК), міделі (ТМ) і носу (ТН) протилежного (відсутнього) борта за формулою 1.

Значення тангенса (tg ) для заданого кута крену ( ) визначається по табл. 2.

У випадку відсутності необхідного значення у табл. 2, то значення tg визначається інтерполяцією між двома сусідніми значеннями (більшим і меншим).

49

Таблиця 2

Далі розраховуємо за формулою 2 середнє осідання на кормі (ТК ), міделі

(ТМ ) і носу (ТН ).

Визначаємо за формулою 3 виправлення до середнього осідання носом, кормою й на міделі.

Після чого розраховуємо виправлені осідання, визначаємо TСР1, TСР2 і TСР.

Практична робота № 7. Визначення водотоннажності судна

Мета роботи. Ознайомлення з методикою визначення водотоннажності судна по його осіданню з урахуванням виправлень.

Загальні вказівки. Основними документами, що характеризують плавучість судна, є «Криві елементів теоретичного креслення» (КЕТК) або «Гідростатичні криві» (гідростатичні таблиці).

Представлені в них параметри для судна без крену диференту й без деформації корпуса розраховані залежно від осідання для стандартної щільності морської води (1,025 т/м3 або 1,033 т/м3).

Відоме значення середнього осідання дозволяє визначити за КЕТК водотоннажність судна, що сидить прямо й на рівному килі. Тому при розрахунках водотоннажності судна з метою визначення кількості вантажу на ньому необхідно до водотоннажності, визначеної з КЕТК, ввести виправлення на диферент, деформацію корпуса й щільність забортної води.

Малі (до 10°) експлуатаційні нахилення судна вважаються в теорії корабля рівнооб’ємними й виправлення на крен не вводяться.

Таким чином, шукана водотоннажність судна розраховується за форму-

лою

D = D0 + Д + ДФ + ПЛ,

де D0 – водотоннажність судна, яка визначена по середньому (ТСР) (теоретичному) осіданню, що найдене з КЕТК або з вантажній шкалі, т;

Д – виправлення на диферент до водотоннажності судна, т;ДФ – виправлення до водотоннажності через деформацію корпуса судна,

т;

ПЛ – виправлення до водотоннажності на щільність води, т. Визначення виправлень на диферент.

Вантажна шкала, у якій дане водотоннажність по осіданню, розрахована для судна на рівному килі.

Дійсна водотоннажність судна, що має диферент на корму або на ніс, відрізняється від водотоннажності, наведеної на вантажній шкалі й, отже, повинні бути застосовні виправлення на диферент.