2.3.Проверка начальной остойчивости и посадки судна в конце рейса

Расчеты плавучести и остойчивости при составлении грузового пла­на следует закончить проверкой начальной остойчивости и посадки судна в конце рейса во время подхода к порту назначения. Предполагается, что в течение рейса израсходовано 90 % запасов и для компенсаций потери ос­тойчивости принят балласт в цистерны. Изменение средней осадки в конце рейса в сантиметрах можно определить по формуле:

ΔТ_Р =

где Р_ЗР < 0 - вес израсходованных запасов; Р_БР > 0 - вес принятого балласта для компенсации потери остойчивости и обеспечения нормальной посадки судна к концу рейса; q - вес, приходя­щийся на 1 см осадки.

Вес запасов, израсходованных к концу рейса, находится из выражения:

Р_ЗР = - 0,9 ^. Р_З = - 0,9 ^. 1112 = - 1000,8 кН

где Р_З - вес запасов, заданный в таблице.

Вес балласта Р_БР в конце рейса принимается, возможно, наиболее близким к весу израсходованных запасов по Приложению 6. В моем случае Р_БР = 0 кН

Из приложения 5: q = 125,7 кНм/см.

Следовательно, ΔТ_Р = - 1091/125,7 = - 8,7 см.

Изменение дифферента Δ_Р в сантиметрах к концу рейса находится из выражения:

Δ_Р= = = 3,34 см

где Х_F - расстояние центра тяжести площади ватерлинии от плоско­сти мидель-шпангоута (находится по таблице Приложения 5); Х_ЗР и Х_БР - абсциссы центров тяжести израсходованных запасов (принимается Х_ЗР = Х₃) и принятого балласта соответственно.

Возвышение ЦТ из­расходованных запасов будет равно Z_3P = 1,1*Z₃ (Z₃ - возвышение ЦТ за­пасов в начале рейса, которое определяется по табл.).

Z_3P = 1,1*1,93 = 2,12 м.

Изменение метацентрической высоты в конце рейса находится из выражения:

Δh= *(T+ – Z_3P –h₁) + *(T+ – Z_БP –h₁) = – 0,02

где P₁ ,Т и h₁ - соответственно водоизмещение, осадка и метацентрическая высота судна в начале рейса;

Тогда величина начальной поперечной метацентрической высоты в конце рейса будет

h = h₀ + Δh_P.= 3,25‒0,02 = 3,22 м

Посадка судна, т. е. осадка носом Т_Н и кормой Т_К в конце рейса рассчитывается по формулам:

T_H = T_H0 + + * ( –Х_F) = 2,59 + + * ( +1,53)=2,58м

T_К = T_К0 + ‒ * ( +Х_F) = 2,69 + ‒ * ( –1,53)=2,68м

В этих формулах Т_НО и Т_КО осадки носом и кормой (в метрах) соответст­венно в начале рейса.

3. Определение инерционных характеристик судна.

3.1. Расчет скорости полного хода судна при нагрузке без палубного груза

Для того чтобы определить инерционные характеристики судна при свободном выбеге и активном торможении с полного переднего хода, предварительно необходимо найти величины скорости полного переднего хода и сопротивления воды движению судна R₁ при нагрузке без палубно­го груза, рассчитанной в предыдущем разделе курсового проекта.

• определяю скорость судна v_H, соответствующая нулевому упору движительного комплекса.

v_H = = = 8,87 м/с

где n₀‒номинальная частота вращения гребных винтов; w₀–коэффициент попутного потока при движении прямым курсом; D_B‒диаметр грибного винта; P_P‒шаг гребного винта;

J_ЕН = ‒ модифицированная относительная поступь;v_A‒скорость потока, набегающего на движитель.

Величина модифицированной относительной поступи нулевого упора J_ЕН практически не зависит от шагового и дискового отношений гребного винта. Она может быть принята J_ЕН=0,79 ‒ для комплекса гребной винт – направляющая насадка.

• рассчитывается сопротивление судна в полном грузу R₀.

R₀ = Z_P∙ К_КО ∙ (l - t₀) ∙ ∙ (v_AO² + n₀² ∙ D_B ∙ Р_р) =

=2∙0,18∙(1‒0,13) ∙ ∙ (4,42²+5,5² ∙1,7∙1,768)=51,22 кН

,где – число гребных винтов; v_A0 = v₀ (1- W₀) = 5,2∙(1 – 0,15) = 4,42 м/с ‒ скорость потока, набе­гающего на движитель при скорости судна v₀;

К_КО = К_К ^λ ∙(J_EO - J_EH) = 3,6(0,84 – 0,79) = 0,18 мо­дифицированный коэффициент упора движительного комплекса при скорости судна v₀;

J_EO= = = 0,84 модифицированная относительная поступь при скорости судна v₀;

• нахожу сопротивление движению R₀₁ для скорости v₀ при неполной загрузке судна.

R₀₁=R₀∙( ) ^0,667∙ =51,22∙( ) ^0,667∙ =45,7 кН

В этой формуле с индексом «0» обозначены величины, относящиеся к состоянию судна в полном грузу, а индексом «1» для нагрузки без палубного груза.

• нахожу достижимую скорость v₁ и сопротивление R₁ при неполной загрузке судна.

v₁= = = 5,44 м/с

после подстановки значения v₁ в формулу не представляет трудностей и определение сопротивления судна при неполной загрузке

R₁=R₀₁∙ ( )² = 45,7∙ ( )² = 50,01 кН