Определение водоизмещения при начальной посадке судна

2.1. Рассчитываем дифферент судна по замерам с марок углубления:

d^м₀ = Т^м_н0 - Т^м_к0 = 0,90 - 6,20 = -5,30 м.

2.2. По таблице расположения марок углубления находим отстояния марок углубления, по которым определены осадки судна носом, кормой и на миделе, от носового и кормового перпендикуляров l_н, l_к и от миделя l_м (если марка углубления расположена в нос, то отстояние считается положительным, а в корму - отрицательным):

l_н = -4,75 м,

l_к = 1,40 м,

l_м = 1,80 м.

2.3. Находим длину судна между марками углубления, по которым сняты осадки носом и кормой:

L^м = L + l_н - l_к = 156,0 - 4,75 - 1,40 = 149,85 м.

2.4. Находим тангенс угла дифферента судна и осадки на перпендикулярах и миделе:

tg y₀ = d^м₀ / L^м = -5,30 / 149,85 = -0,0354 м,

Т_н0 = Т^м_н0 - l_н tg y₀ = 0,90 - 4,75 · 0,0354 = 0,73 м,

Т_к0 = Т^м_к0 - l_к tg y₀ = 6,20 + 1,40 · 0,0354 = 6,25 м,

Т_м0 = Т^м_м0 - l_м tg y₀ = 3,60 + 1,80 · 0,0354 = 3,66 м.

2.5. Находим приведенную (с учетом изгиба корпуса) среднюю осадку:

Т_ср0 = (Т_н0 + 6 Т_м0 + Т_к0) / 8 = (0,73 + 6 · 3,66 + 6,25) / 8 = 3,62 м.

По грузовой шкале для осадки Т_ср0 определяем:

водоизмещение судна при плотности морской воды r = 1,025 т/м³ D'₀ = 7007т,

число тонн на сантиметр осадки q₀ = 22,61 т/см,

момент, дифферентующий судно на сантиметр М_см0 = 152,0 тм/см.

По таблице элементов теоретического чертежа определяем:

абсциссу ЦВ x_c0 = 0,315 м,

абсциссу ЦТ площади ватерлинии x_f0 = 0,177 м,

аппликату ЦВ z_c0 = 1,968 м,

продольный метацентрический радиус R₀ = 339,6 м.

Находим продольную метацентрическую высоту:

H₀ = R₀ + z_c0 - z_g0 = 339,6 + 1,968 - 9,80 = 331,7 м.

2.6. Для вычисления поправки на дифферент необходимо определить моменты, дифферентующие на сантиметр, для осадки T' = T_ср0 + 0,5 = 4,12 м и осадки Т" = Т_ср0 - 0,5 = 3,12 м.

Так как осадка Т" выходит за пределы шкалы осадки на грузовой шкале, момент будем рассчитывать по формуле М_см = D R / (100 L), а водоизмещение и продольный метацентрический радиус определять по таблице элементов теоретического чертежа:

для осадки Т' = 4,12 м: D' = 8140 т,

R' = 303,5 м,

M_см' = 8140 · 303,5 / 100 / 156,0 = 158,4 тм/см;

для осадки Т" = 3,12 м: D" = 5881 т,

R" = 388,1 м,

M_см" = 5881 · 388,1 / 100 / 156,0 = 146,3 тм/см;

2.7. Рассчитываем поправки к водоизмещению на дифферент:

а) первая поправка

DD₁ = 100 q₀ x_f0 tg y₀ = 100 · 22,61 · 0,177 · (-0,0354) = -14,2 т;

б) вторая поправка

DD₂ = 50 (М_см' - М_см") L tg²y₀ = 50 · (158,4 - 146,3) · 156,0 · 0,0354² = 118,3 т.

2.8. Определяем водоизмещение, исправленное поправками на дифферент:

D₀" = D₀' + DD₁ + DD₂ = 7007 - 14,2 + 118,3 = 7111 т.

2.9. Определяем водоизмещение с учетом плотности забортной воды:

D₀ = D₀" (r₀ / 1,025) = 7111 · 1,010 / 1,025 = 7007 т.

2.10. Определяем абсциссу ЦТ судна при начальной посадке:

x_g0 = x_c0 + H₀ tg y₀ = 0,315 - 331,7 · 0,0354 = -11,43 м.

Распределение запасов и груза (составление грузового плана)

3.1. Для осадки по летнюю грузовую марку Т_лгм = 10,00 м из данных по судну определяем водоизмещение в полном грузу D_гр = 23045 т и рассчитываем чистую грузоподъемность судна в заданном рейсе:

D_ч = D_гр - (D₀ + SP_зап) = 23045 - (6382 + 703,9) = 15959 т.

Заданное на рейс количество груза P_гр не превышает чистой грузоподъемности судна в рейсе:

(P_гр = 12200 т) < (D_ч = 15959 т)

3.2. Распределяем запасы по судовым цистернам с учетом, что в первую очередь должны быть заполнены расходные и отстойные цистерны. Размещение запасов на отход и приход приведено в табл.1.

Таблица 1 - Размещение судовых запасов

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Координаты центра тяжести запасов x_зап и z_зап рассчитаны по формулам:

x_зап = SM_{x зап}/SP_зап; z_зап = SM_{z зап}/SP_зап.

3.3. Находим объем заданного к перевозке груза:

V_гр = Р_гр m_гр = 12200 · 1,20 = 14640 м³

и в табл.2 выполняем распределение груза по длине судна пропорционально вместимости отсеков.

Таблица 2 - Распределение груза пропорционально вместимости отсеков

3.4. Размещаем груз в первом приближении пропорционально вместимости отсеков, составленный грузовой план представляем в табл.3.

Таблица 3 - Размещение груза в первом приближении

3.5. В табл.4 рассчитываем абсциссу центра тяжести судна после загрузки в первом приближении на отход и приход.

Таблица 4 - Расчет абсциссы центра тяжести судна в первом приближении

Продолжение таблицы 4

3.6. Рассчитываем посадку судна на отход и приход после загрузки в первом приближении в табл.5.

Таблица 5 - Расчет посадки судна (в морской воде) после загрузки в первом приближении

3.7. Так как полученный дифферент судна на отход d₁' = 1,49 м выходит за заданные пределы (от -0,5 м до 0), выполним удифферентовку судна переносом груза из отсека №1 в отсек №6.

принимаем желаемый дифферент на отход d₁ = -0,23 м,

необходимое изменение дифферента Dd₁ = d₁ - d₁' = -0,23 - 1,49 = -1,72 м,

и дифферентующего момента DM'_диф = 100 Dd₁ М_см1 = 100 · (-1,72) · 232,5 = -39990 тм.

Перенесем груз из твиндека-бака в твиндек №6.

абсцисса центра тяжести объема твиндека-бака x₁₁ = 60,55 м,

абсцисса центра тяжести объема твиндека №6 x₁₂ =-61,74м,

свободный объем твиндека №6

Dv₀ = W_тв6 - V_{гр тв6} = 1090 - 534 = 556 м³,

необходимое количество переносимого груза

m₁' = DM'_диф / (x₁₂ - x₁₁) = -39990 / (-61,74 - 60,55) = 327 т,

располагаемое количество груза для переноса (из табл.3) m₁ = 177 т,

и его объем (из табл.3) v₁ = 212 м³,

изменение дифферентующего момента после переноса груза из твиндека-бака в твиндек №6

D₁M_диф = m₁ (x₁₂ - x₁₁) = 177 · (-61,74 - 60,55) = -21645 тм,

свободный объем твиндека №6 после первого переноса груза

Dv₁ = Dv₀ - v₁ = 556 - 212 = 344 м³

необходимое изменение дифферентующего момента после первого переноса груза

DM"_диф = DM'_диф - D₁M_диф = -39990 + 21645 = -18345 тм

Второй перенос груза произведем из твиндека №1 в твиндек №6.

абсцисса центра тяжести объема твиндека №1 x₂₁ = 59,04 м,

абсцисса центра тяжести объема твиндека №6 x₂₂ = -61,74 м,

необходимое количество переносимого груза

m₂ = DM"_диф / (x₂₂ - x₂₁) = -18345 / (-61,74 - 59,04) = 152 т,

объем необходимого для переноса груза

v₂ = m₂ m_гр = 152 · 1,20 = 182 м³

свободный объем твиндека №6 после второго переноса груза

Dv₂ = Dv₁ – v₂ = 344 - 182 = 162 м³

3.8. Предварительный грузовой план приведен в табл.6.

Таблица 6 - Предварительное распределение груза

Аппликаты центра тяжести груза в частично заполненных помещениях определены по формуле:

z_pi = (z_vi - z_{дн пом i}) V_{гр i} / W_i + z_{дн пом i},

для твиндека №1 z_pi = (11,67 - 9,55) · 458 / 640 + 9,55 = 11,07 м,

для твиндека №2 z_pi = (11,75 - 9,55) · 311 / 1430 + 9,55 = 10,03 м,

для твиндека №3 z_pi = (11,71 - 9,55) · 208 / 1490 + 9,55 = 9,85 м,

для твиндека №4 z_pi = (11,72 - 9,55) · 195 / 1460 + 9,55 = 9,84 м,

для твиндека №5 z_pi = (11,71 - 9,55) · 210 / 1480 + 9,55 = 9,86 м,

для твиндека №6 z_pi = (12,31 - 10,30) · 928 / 1090 + 10,30 = 12,01 м.

3.9. Расчет координат центра тяжести судна выполнен в табл.7.

Таблица 7 - Расчет координат центра тяжести судна

Продолжение таблицы 7

3.10. Рассчитываем посадку судна с использованием грузовой шкалы и гидростатических кривых в табл.8.

Таблица 8 - Расчет посадки судна на отход и приход

3.11. Определение посадки судна с помощью диаграммы осадок носом и кормой представим в табл.9.

Таблица 9 - Расчеты посадки по диаграмме осадок носом и кормой

Полученные по диаграмме параметры посадки отличаются от полученных по формулам незначительно, в дальнейших расчетах будем использовать результаты табл.8.