6 Кривая водоизмещения - грузовой размер

В процессе эксплуатации судов и плавучих лесосплавных механизмов

изменяется их загрузка (прием и расходование грузов), а также при ремонте и

модернизации судов часто приходится иметь дело с изменением их водоизмещения, а следовательно, и осадки. Зависимость изменения водоизмещения от осадки показывает кривая водоизмещения на рис.6.

Для построения кривой водоизмещения используют строевую по ватер-

линиям. Согласно свойству строевой по ватерлиниям площадь, ограниченная

строевой, осями координат и рассматриваемой ватерлинией, выражает объемное водоизмещение при погружении корпуса по данную ватерлинию.

Так как объемное определяется интегралом вида

(6.1)

то, следовательно, уравнение кривой водоизмещения может быть представлено в виде интеграла с переменным верхним пределом

(6.2)

где S = f(z) - переменная по углублению Z площадь ватерлинии.

Из этого следует, что график функции V=f(z) представляет собой интеграль-

ную кривую к графику функции S= f(z) , называемому строевой по ватерлиниям. Следовательно, кривая водоизмещения есть интегральная кривая по отношению к строевой по ватерлиниям. Ординаты кривой водоизмещения вычисляются как частные значения интеграла с переменным верхним пределом. Основная кривая (строевая по ватерлиниям) задается графически, поэтому численные значения ординат интегральной кривой, представляющие собой в масштабе часть площади строевой по ватерлиниям, могут быть определены по

правилу трапеций [1, 2], а именно:

- водоизмещение по 1-ю ватерлинию составит

(6.3)

м3

- водоизмещение по 2-ю ватерлинию

(6.4)

м3

- водоизмещение по 3-ю ватерлинию

(6.5)

м3

- водоизмещение по 4-ю ватерлинию

(6.6)

- водоизмещение по 5-ю ватерлинию

(6.7)

- водоизмещение по 6-ю ватерлинию

(6.8)

- водоизмещение по 7-ю ватерлинию

(6.9)

где ∆Т - расстояние между соседними ватерлиниями, м;

S0, S1, S2, S3, S4 - площади ватерлиний, м2.

Площади Si соответствующих ватерлиний берутся из табл.1, а c Т - по

теоретическому чертежу.

Грузоподъемностью, или дедвейтом судна называется масса грузов, которую может принять судно, будучи в порожнем состоянии, до погружения на допустимую осадку.

Используя кривую водоизмещения, требуется определить грузоподъемность судна при

T0=0.3T (6.10)

Т0=0,3*3,2=0,96

где Т - осадка судна по КВЛ, м, берется с теоретического чертежа.

7 Вычисление элементов начальной остойчивости судна

Остойчивостью называется способность судна, выведенного из положения равновесия внешними силами и предоставленного самому себе, вновь возвращаться в первоначальное положение равновесия после того, как действие внешних сил прекратилось.

Наклонение судна в поперечной плоскости называется креном, в про-

дольной плоскости - дифферентом.

Главнейшим положением метода начальной остойчивости является тео-

рема Эйлера о равнообъемных наклонениях.

7.1 Вычисление моментов инерции площади ватерлинии

Предварительные расчеты для определения моментов инерции удобно

свести в форму табл.5.

Таблица 5

Вычисление моментов инерции площади ватерлинии

Номер шпангоута	Множи-тели плеч	Квадраты Множителей i	Ординаты КВЛ	Кубы ординат	Произве-дение
0	20	400	46	97336	38934400
1	19	361	61	226981	81940141
2	18	324	98	941192	304946208
3	17	289	90	729000	210681000
4	16	256	116	1560896	399589376
5	15	225	131	2248091	505820475
6	14	196	142	2863288	561204448
7	13	169	146	3112136	525950984
8	12	144	149	3307949	474344656
9	11	121	150	3375000	408375000
10	10	100	150	3375000	337500000
11	9	81	150	3375000	273375000
12	8	64	150	3375000	216000000
13	7	49	150	3375000	165375000
14	6	36	150	3375000	121500000
15	5	25	150	3375000	84375000
16	4	16	150	3375000	54000000
17	3	9	150	3375000	30375000
18	2	4	150	3375000	13500000
19	1	1	150	3375000	3375000
20	0	0	150	3375000	0
21	-1	1	150	3375000	3375000
22	-2	4	150	3375000	13500000
23	-3	9	150	3375000	30375000

Продолжение табл. 5

24	-4	16	150	3375000	54000000
25	-5	25	150	3375000	84375000
26	-6	36	150	3375000	121500000
27	-7	49	150	3375000	165375000
28	-8	64	150	3375000	216000000
29	-9	81	150	3375000	273375000
30	-10	100	150	3375000	337500000
31	-11	121	150	3375000	408375000
32	-12	144	150	3375000	474344656
33	-13	169	150	3375000	525950984
34	-14	196	90	729000	561204448
35	-15	225	90	729000	505820475
36	-16	256	90	729000	399589376
37	-17	289	90	729000	210681000
38	-18	324	90	729000	304946208
39	-19	361	90	729000	81940141
40	-20	400	90	729000	38934400
Сумма			5419	94439869	2808000000
Поправка			68	413168	38934400
Исправленная сумма			5351	94026701	2769065600

По предварительным расчетам вычисляются моменты инерции по формулам

(7.1)

(7.2)

(7.3)

где cL - расстояние между шпациями, м2;

Sквл - площадь КВЛ, м,

; (7.4)

х - абсцисса центра тяжести КВЛ, м, пункт 5.