Расчет посадки и остойчивости судна

Плавучестью называют способность судна путем вытеснения рав­ного ему по весу и массе количества воды поддерживать вертикальное равновесие в заданном положении относительно поверхности моря.

Мерами плавучести судна являются его объемное водо­измещение V и водоизмещение (масса) судна D = V, где — плот­ность забортной воды, т/м³.

На судно, плавающее в положении равновесия на спокойной по­верхности воды, действуют силы веса всех его частей и силы гидро­статического давления воды на подводную часть его корпуса. Эти силы приводятся к двум равнодействующим: силе веса Р, действую­щей вертикально вниз, приложенной в центре тяжести судна G и являющейся равнодействующей сил веса всех его частей, и силе плавучести V, действующей вертикально вверх, приложенной в центре величины (центре тяжести подводного объема) судна С и являющейся равнодействующей вертикальных составляю­щих гидростатических сил давления воды на подводную часть его корпуса. Здесь — удельный вес забортной воды, кН/м³.

Горизонтальные составляющие гидростатических сил давления воды взаимно уравновешиваются.

Свободно плавающее судно занимает такое положение, при котором его центр величины располагается на одной вертикали с центром тяжести. При этом судно может иметь крен и дифферент.

Величина крена и дифферента характеризует посадку судна.

Остойчивость можно определить как способность судна, отклоненного внешним моментом от положения равновесия, возвращаться в исходное положение равновесия после устранения момента, вызвавшего отклонение.

Рис. 4. 1. Определение координат центра величины и плеч остойчивости формы.

Плечо остойчивости (плечо восстанавливающего момента):

Производная плеча статической остойчивости по углу крена есть возвышение метацентра над центром тяжести корабля или обобщенная метацентрическая высота:

При динамическом воздействии внешних сил в качестве меры остойчивости используется работа восстанавливающего момента Т в процессе наклонения до угла Q:

Рис. 4.2. Пример диаграммы динамической остойчивости.

Кривая l_дин(Q) является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости и называется диаграммой динамической остойчивости.

Здесь и далее, при проведении расчетов полагаем, что данное судно – пассажирское судно неограниченного района плавания. Форма обводов корпуса, коэффициент общей полноты (0,576) и коэффициент полноты ватерлинии корпуса (0,733) характерны именно для пассажирских судов.

В данном разделе приведены результаты расчетов посадки и остойчивости судна.

программа S1 - FOMINA1.OS1

╔════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Расчет посадки и остойчивости - исходные данные Вариант: 01 ║

╟────────────────────────────┬───────────┬─────────┬────────┬────────╢

║ название статьи нагрузки │ P,т │ Xg,м │ Yg,м │ Zg,м ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ корпус металлический │ 2515.78 │ -1.91 │.00 │ 7.70 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ navalom studentov │ 8260.00 │ 1.58 │.00 │ 4.20 ║

╟────────────────────────────┼───────────┼─────────┼────────┼────────╢

║ сумма │ 10775.78 │.77 │.00 │ 5.02 ║

╚════════════════════════════╧═══════════╧═════════╧════════╧════════╝

Рис. 4.5. Диаграммы статической и динамической остойчивости.

╔════════════════════════════════════════════════════╗

║ Pасчет посадки и остойчивости ║

║ Результаты - Вариант 01 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ водоизмещение, м**3 10512.98 ║

║ крен, град.00 ║

║ дифферент, град.00 ║

║ осадка носом, м 6.89 ║

║ осадка на миделе, м 6.89 ║

║ осадка кормой, м 6.90 ║

║ нач. попер. метацентр. высота, м 2.13 ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ Pасчет с учетом сопутствующего дифферента ║

╟────────────────────────────────────────────────────╢

║ (O) - угол крена, град ║

║ (Tm) - осадка на ДП, м ║

║ (Yc) - ордината центра величины, м ║

║ (Zc) - аппликата центра величины, м ║

║ (ls) - плечо статической остойчивости, м ║

║ (ld) - плечо динамической остойчивости, м ║

╟───────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────╢

║ (O) │ (Tm) │ (Yc) │ (Zc) │ (ls) │ (ld) ║

╟───────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────╢

║.00 │ 6.92 │.00 │ 3.62 │.00 │.00 ║

║ 2.50 │ 6.89 │.16 │ 3.61 │.10 │.00 ║

║ 5.00 │ 6.87 │.32 │ 3.61 │.19 │.01 ║

║ 7.50 │ 6.87 │.48 │ 3.63 │.29 │.02 ║

║ 10.00 │ 6.87 │.62 │ 3.64 │.37 │.03 ║

║ 15.00 │ 6.99 │.87 │ 3.73 │.51 │.07 ║

║ 20.00 │ 7.04 │ 1.09 │ 3.77 │.60 │.12 ║

║ 25.00 │ 7.19 │ 1.26 │ 3.82 │.64 │.17 ║

║ 30.00 │ 7.54 │ 1.35 │ 3.91 │.62 │.23 ║

║ 35.00 │ 7.79 │ 1.49 │ 3.97 │.62 │.28 ║

║ 40.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.04 │.52 │.33 ║

║ 45.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.09 │.40 │.37 ║

║ 50.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.13 │.28 │.40 ║

║ 55.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.19 │.18 │.42 ║

║ 60.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.24 │.07 │.43 ║

║ 65.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.29 │ -.03 │.43 ║

║ 70.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.35 │ -.12 │.42 ║

║ 75.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.35 │ -.12 │.41 ║

║ 80.00 │ 8.19 │ 1.49 │ 4.35 │ -.12 │.40 ║

╚═══════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╝