2. Назначение операций по удифферентовке и балластировке судна.

Дифферент судна существенно влияет на его ходо­вые и маневренные качества. Следует стремиться придать судну оптимальный для него дифферент, обеспечивающий максимальную скорость и хорошую управляемость. Кроме этого, нужно помнить, что в не­которых случаях дифферент может иметь определенное коммерческое зна­чение. Например, в ряде портов взимается за каждый фут диффе­рента дополнительная плата за лоцманскую проводку. Такой обы­чай существует, в частности, в Кильском канале. Иногда приходится принимать меры, чтобы наибольшая осадка судна не превышала определенной величины.

Если на судне нет специальной инструкции по загрузке, груз распределяют пропорционально вместимости грузовых отсеков, пользуясь формулой:

(2.1)

где,

– масса груза, которую следует грузить в данное помеще­ние, т;

– грузовместимость данного помещения, м³;

– грузовместимость судна, м³;

– общая масса груза, принимаемая судном, т.

Для полностью заполненных помещений объем груза равен вместимости помещения, а для не полностью заполненных определяется формуле:

, (2.2)

где,

– удельно-погрузочный объем груза, м³/т.

Расчет аппликат центра тяжести груза в не полностью заполненных помещениях выполняется по формуле:

, (2.3)

где,

– аппликата центра тяжести генерального груза в полностью заполненном помещении судна, м;

– возвышение настила грузового помещения судна, от его основной плоскости, м;

– объем занимаемый генеральным грузом, в данном помещении судна, м³.

Статические моменты по длине и высоте судна для грузовых помещений определяются по формулам:

(2.4)

(2.5)

где,

– абсцисса и аппликата центра тяжести груза в заполненном помещении судна, м.

Весовое водоизмещение и суммарные моменты судна с грузом определяются по формулам:

(2.6)

Координаты центра тяжести судна определяются по формулам:

(2.7)

(2.8)

Метод распределения нагрузки пропорционально вместимости грузовых помещений прост и поэтому получил широкое распростра­нение на практике. Однако он не всегда обеспечивает нужный диф­ферент и при дальнейшем составлении грузового плана приходится либо перемещать по длине судна большое количество груза, либо принимать балласт.

Балластировка судна выполняется для поддержания в различных условиях его эксплуатации необходимой остойчивости или надлежащей посадки (удифферентовки), или того и другого одновременно.

Для этих операций на судно могут принять твердый балласт, постоянно находящийся на судне в любых эксплуатационных условиях. Применяется очень редко и в основном на судах с высоким расположением центра тяжести (пассажирских, контейнеровозах и др.).

Жидкий балласт, в виде забортной воды может приниматься в определенных условиях эксплуатации на все суда.

Сама операция приема балласта осуществляется в процессе эксплуатации судна его экипажем.

Целью регулирования остойчивости судна в процессе его эксплуатации балластировкой является:

• повышение остойчивости при израсходовании запасов топлива или выходе судна в рейс с тяжелым палубным грузом;

• уменьшение остойчивости для улучшения обитаемости экипажа и уменьшения ускорений, воздействующих на судовые приборы и механизмы, груз и его крепление.

В зависимости от этого балласт принимают в низко или высокорасположенные цистерны и отсеки. Количество балласта, необходимое в каждом конкретном случае, определяют исходя из анализа остойчивости судна при различных состояниях его нагрузки.

Прием водяного балласта для изменения посадки (удифферентовки) судна может потребоваться при самых разнообразных условиях его эксплуатации.

Обычно стремятся эксплуатировать судно так, чтобы к мо­менту выхода в рейс с наибольшим или спецификационным грузом и полными судовыми запасами (т. е. запасами топлива, воды, смазочного масла, провизии и др.) оно сидело на ровный киль или с минимальным дифферентом на корму. По мере расходования в рейсе запасов уменьшается осадка, а центр тяжести судна смещается в нос или в корму относительно исходного положе­ния, в результате изменяется первоначальная посадка судна. Еще более существенное влияние на изменение средней осадки и дифферента оказывают отступления от исходных предпосы­лок в отношении перевозимого груза: его суммарной массы, удельной погрузочной кубатуры и распределения по длине гру­зовых помещений. И, наконец, судно может осуществлять рейс вообще без груза, с полными или израсходованными судовыми за­пасами.

Изменения первоначальной посадки (уддиферентовки) судна вследствие упомянутых обстоятельств могут привести в ряде случаев к недо­пустимому ухудшению его мореходных качеств. Единственным средством для придания судну необходимой посадки является балластировка (если, разумеется, желаемый результат не мо­жет быть получен путем перераспределения запасов жидкого топлива или груза).

В соответствии с рассмотренными условиями эксплуатации судна операцию по его балластировке можно рассматривать, как общий случай переноса груза в виде трех последовательных перемещений вдоль координатных осей, связанных с судном:

• вертикальное перемещение груза;

• горизонтально-поперечное перемещение груза;

• горизонтально-продольное перемещение груза.

Эти три перемещения груза для упрощения расчетов можно рассматривать отдельно друг от друга.

Вертикальное перемещение.

Перенесем груз весом по вертикали из точки в точку , как это показано на (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Вертикальный перенос груза.

Так как водоизмещение остается постоянным, то центр величины и метацентр не меняют своего положения. Также неизменными останутся горизонтальные координаты и центра тяжести судна, поскольку перенос происходит перпендикулярно этим осям. Изменится лишь координата .

Для того, чтобы найти перемещение центра тяжести судна, заметим, что статический момент его массы относительно основной плоскости изменится на величину , откуда получим:

. (2.9)

Очевидно, что на такую же величину изменятся и метацентрические высоты:

. (2.10)