2.2.Проверка посадки судна и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Судно с трюмным грузом и 100% запасов

Наименование статей нагрузки	Вес, Р кН	Плечи весов, м		Статические моменты весов, кНм
		X	Z	Мх	Мz
Судно порожнем	9250	- 8,30	4,68	- 76775	43290
Судовые запасы	1112	- 30,3	1,93	- 33693,6	2146,16
Команда	101	- 14,3	5,77	- 1444,3	582,77
Груз в трюмах	6480	4,69	3,43	30391,2	22226,4
Балласт	6330	4,38	1,98	27725,4	12533,4
Итого:	23273			-53796,3	80778,73

Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:

X_G = = = 2,3 Z_G = = = 3,4

Судно с трюмным грузом и 100% запасов

Наименование статей нагрузки	Вес, Р кН	Плечи весов, м		Статические моменты весов, кНм
		X	Z	Мх	Мz
Судно порожнем	9250	- 8,30	4,68	- 76775	43290
Судовые запасы	1112	- 30,3	1,93	- 33693,6	2146,16
Команда	101	- 14,3	5,77	- 1444,3	582,77
Груз в трюмах	6480	4,69	3,43	30391,2	22226,4
Палубный груз	5317	4	7,5	21268	39877,5
Балласт	7840	4,38	1,98	34400	15550
Итого:	30100			-25853,7	123672,83

Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:

X_G = = = -0,85 Z_G = = = 4,1

Осадка судна с палубным грузом

Из приложения 5 при V=2995,02 м³:

X_С = – 1,061 м ; Т_СР = 3,17 м ; m_Δ = 551,9 кН/см ; Х_F = –1,701 м

1. Рассчитывают дифферентующий момент М_ДИФ по формуле:

М_ДИФ=М_Х – D ^. X_С = –25853,7– 30100 ^. (–1,061) = –6082,4 кНм

где М_Х -статический момент водоизмещения относительно миделя; D - водоизмещение, кН; Х_С - абсцисса центра величины.

2. Определяют дифферент Δ по формуле:

Δ= = –0,11м.

где m - момент, дифферентующий на 1 см.

3. Осадка носом

Т_Н = Т_СР + Δ (0,5 – Х_F/L) = 3,17–0,11^. (0,5+1,701/92)=3,11 м

где Т_СР - средняя осадка; X_F - абсцисса ЦТ площади ватерлинии; L - расчетная длина судна.

4. Осадка кормой

Т_К = Т_СР – Δ^. (0,5 +Х_F/L) = 3,17 +0,11^. (0,5 - 1,701/92)=3,22 м

Осадка судна без палубного груза

Из приложения 5 при V=2465,97 м³:

X_С= –0,8025 м; Т_СР= 2,65 м; m_Δ=513,925 кН/см; Х_F= –1,53 м

1. Рассчитывают дифферентующий момент М_ДИФ по формуле:

М_ДИФ= М_Х – D ^. X_С= –5965,3 кНм

2. Определяют дифферент Δ по формуле:

Δ= = –0,11 м

3. Осадка носом

Т_Н= Т_СР + Δ (0,5 – Х_F/L) = 2,59 м

4. Осадка кормой

Т_К = Т_СР – Δ^. (0,5 +Х_F/L) = 2,69 м

Остойчивость судна

№				С палубным грузом	Без палубного груза
1	Водоизмещение	D=P	кН	30100	23273
2	Момент	МZ	кНм	123672,83	80778,73
3	Допустимый момент	МДОП	кНм	135000	111727
4	Разность	ΔМ=MZI–МДОП	кНм	-11327,17	-26421,676
5	Допустимая метацентрическая высота	hДОП	м	1,6	2,0
6	Метацентрическая высота	h	м	1,95	3,25

ΔМ < 0: Отрицательное значе­ние разности ΔМ указывает на то, что точка с координатами D₁ и M_Z1 ле­жит ниже кривой предельного момента веса и, следовательно, судно в дан­ном состоянии удовлетворяет требованиям остойчивости РМРС в части величины метацентрической высоты.

Расчет плеч статической остойчивости

С палубным грузом (V=2995 м³; Z_G = 4,1м)

Угол крена θ°	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Sin θ °	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,94	0,985	1
Плечо lРθi , м	1,03	2,02	2,86	3,43	3,66	3,57	3,28	2,93	2,55
ZG *sin θ 0, м	0,713	1,402	2,05	2,636	3,14	3,55	3,854	4,038	4,1
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м	0,316	0,617	0,81	0,793	0,519	0,02	-0,574	-1,108	-1,55

Без палубного груза (V= 2465,9 м³; Z_G = 3,4 м)

Угол крена θ°	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Sin θ °	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,94	0,985	1
Плечо lРθi , м	1,11	2,18	3,11	3,76	4,01	3,89	3,55	3,11	2,65
ZG *sin θ 0, м	0,591	1,162	1,7	2,186	2,604	2,944	3,196	3,349	2,81
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м	0,519	1,01	1,41	1,573	1,405	0,945	0,354	-0,239	-0,75

-- С палубным грузом

-- Без палубного груза

Требования РМРС:

1) Максимальное плечо ДСО l_MAX должно быть не менее 0,2 м, для судов длиной L>80 м, при θ > 30°. В данной работе l_MAX = 0,793 для судна с палубным грузом, l_MAX = 1,573 м для судна без палубного груза.

2) Закат диаграммы должен быть не менее 60°. В данной работе 60° < θ_ЗАК <70° для судна с палубным грузом и 80° < θ_ЗАК <90° для судна без палубного груза.

3) Начальная поперечная метацентрическая высота должна быть положительна. Угол максимума диаграмм θ_MAX >30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.

Расчет диаграммы динамической остойчивости

С палубным грузом

θ°	lB	∑(2)попарно	∑(3)сверху	ld=0,0872*(4)	АB = D * (5)
1	2	3	4	5	6
0	0	0	0	0	0
10	0,316	0,316	0,316	0,027	827,75
20	0,617	0,933	1,249	0,108	3250,8
30	0,81	1,427	2,676	0,233	7013,3
40	0,793	1,603	4,279	0,373	11227,3
50	0,519	1,312	5,591	0,487	14658,7
60	0,02	0,539	6,13	0,534	16073,4
70	-0,574	-0,554	5,576	0,486	14628,6

Без палубного груза

θ°	lB	∑(2)попарно	∑(3)сверху	ld=0,08725*(4)	АB = D * (5)
1	2	3	4	5	6
0	0	0	0	0	0
10	0,519	0,519	0,519	0,045	1115,2
20	1,01	1,529	2,048	0,178	4411,3
30	1,41	2,42	4,468	0,389	9640,5
40	1,573	2,983	7,451	0,649	16084,1
50	1,405	2,978	10,429	0,909	22527,7
60	0,945	2,35	12,789	1,115	27633,045
70	0,354	1,299	14,088	1,228	30433,5
80	-0,239	0,115	14,2003	1,238	30681,3
90	-0,75	-0,989	13,214	1,15	28500,45

-- С палубным грузом

-- Без палубного груза

Требования ИМИ:

1) Плечо динамической остойчивости l_d при угле крена θ = 40° должно быть не менее 0,09 м. В данной работе l_d = 0,373 м для судна с палубным грузом и l_d = 0,649 м для судна без палубного груза.

2) Плечо динамической остойчивости l_d при угле крена θ = 30 ⁰ должно быть не менее 0,055 м. В данной работе l_d ⁼ 0,233м для судна с палубным грузом и l_d = 0,389м для судна без палубного груза

3) Разность плеч динамической остойчивости l_d при углах крена θ = 40° и θ = 30° должна быть не менее 0,03 м. В данной работе Δl_d = 0,162 м, для судна с палубным грузом и Δl_d =0,26 для судна без палубного груза.

4) Плечо статической остойчивости при угле крена θ ≥ 30° должно быть не менее 0,2 м, хотя бы в одной точке DCO.

5) Максимум DCO должен быть при угле крена θ ≥ 30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.

6) Для грузовых и пассажирских судов метацентрическая высота должна быть h >0,15 м. В данной работе h = 1,95 м для судна с палубным грузом и h = 3,25 м для судна без палубного груза.