1.5. Определение площади парусности и координаты центра парусности.

Площадь парусности надводной части судна по действующую ватерлинию определяется по эскизу общего расположения как сумма проекций всех сплошных надводных поверхностей элементов судна, надстроек и рубок, мачт, дымовых труб, вентиляторов, шлюпок и палубных грузов, а также тентов, которые могут быть накинуты при штормовой погоде.

Площадь несплошных поверхностей элементов судна – лееров, рангоута (за исключением мачт), такелажа и т.п. приближенно учитывается увеличением вычисленной суммарной площади сплошных поверхностей на 5%, а ее статического момента относительно основной плоскости судна – на 10%.

С учетом отмеченных особенностей, площадь парусности и аппликату центра парусности судна подсчитывают по следующим выражениям:

; (1.34)

где:

S_i – площадь парусности отдельного элемента надводного корпуса, надстроек, рубок и т.д.;

Z_i – возвышение центра тяжести площади указанного элемента;

k_i – коэффициент, зависящий от формы надстройки.

В большинстве случаев k=1. Для отдельно расположенных обътекаемых элементов k = 0,6. Для обтекаемых надстроек его величина колеблется в пределах 0,6 ÷ 1 и должна быть обоснована экспериментально – расчетными данными.

В выполняемой работе значение коэффициента может быть принято k=1.

1.6. Расчет элементов плавучести начальной остойчивости.

Расчет элементов плавучести и начальной остойчивости должен включать определение значений поперечного и продольного метацентрических радиусов r и R и поперечной и продольной метацентрических высот h и Н. Водоизмещение D, главные размерения L, В, Т и коэффициенты полноты δ, α и β, необходимые для определения указанных величин, определялись в п.1.2.

Значения аппликаты центра величины Z_c и метацентрические радиусы определяются по приближенным формулам. Обычно значения Z_c вычисляются по формуле В.В. Поздюнина.

(1.35)

значения метацентрических радиусов – по формулам Фан–дер–Флита:

; (1.36)

Значения метацентрических высот вычисляются из геометрических соотношений:

h = r + z_c – z_g H = R + Z_c – Z_g (1.37)

1.7. Расчет посадки судна.

Этот расчет включает определение дифферента для двух состояний судна: в грузу и порожнем. Его рекомендуется выполнять в табличной форме

(таблица 1.4).

Таблица 1.4.

Удифферентовка судна

Расчетные величины	Обозначения и формулы	В грузу	Порожнем
Водоизмещение, м3	D
Средняя осадка, м	Т
Большой метацентрический радиус, м	R
Абсцисса Ц.Т. площади ватерлинии, м	Xf
Абсцисса ЦВ, м	Xc
Аппликата ЦВ, м	Zc
Абсцисса ЦТ, м	Xg
Аппликата ЦТ, м	Zg
Возвышение ЦТ над ЦВ	a=Zg - Zc
Большая метацентрическая высота, м	H=R-a
Плечо дифферентующего момента, м	l=Xg - Xc
Дифферент, м	Δ = l L/H
Осадка носом, м
Осадка кормой, м

В табл. 1.4. значения абсцисс X_f и X_c можно принять неизменными для обоих состояний нагрузки, при этом величина X_f определяется по выражению

X_f = -0,01[L(1,75+α+3,5α²) (1.38)

Величины R, Z для каждого из состояний нагрузки определяются по выражениям (1.35) и (1.36).

В табл. 1.4 осадка судна порожнем Т_п приближенно определяется по выражению Т_п = Т_гр - ΔТ , в котором , где: Δm – разница между массой судна в грузу и порожнем;

S – площадь ватерлинии, принимаемая равной S = αLB

По значениям осадки носом Т_н и кормой Т_к (табл.1.4.), в порожнем состоянии принимается решение в отношении необходимости приема балласта. Балласт принимается для обеспечения нормальной работы движителей из условия

(1.39)

в котором диаметр винта D_в можно ориентировочно принять по данным судна – прототипа, для обеспечения достаточной устойчивости судна на курсе. Последнее условие требует некоторого минимального значения осадки носом. Ориентировочно можно принять следующие минимальные значения:

Для судов класса

• «М – СП» – Т_н ≥ 1,7 м,

• «М» и «О» – Т_н ≥ 1,0м,

• «Ρ» – Τ_н ≥ 0,6 м.

При установке подруливающего устройства – Т_н ≥ 1,6 м. Если осадки Т_н и Т_к , полученные в табл. 1.4. для состояния порожнем, будут меньше требуемых, то по значениям требуемых осадок судна носом и кормой (с балластом) определяется среднее значение осадки с балластом.

находится изменение осадки, вызванное приемом балласта

ΔТ = Т_б – Τ_п

и необходимая масса балласта

где: ρ – плотность воды;

S – площадь действующей ватерлинии, принимаемая равной площади ватерлинии в грузу. Координата балласта определяется приближенно по выражению:

(1.40)

где значения D и H принимаются для загрузки судна порожнем. Если величина X_б оказывается неприемлемой, то следует изменить требуемые значения Т_н и Т_к в балласте.