Осадка обозначение. Влияние плотности воды на осадку судна. Определим отстояние ЦТ от ОЛ

28.02.2024

Расчет дифферента и осадок судна планируемой загрузки

Полученный вариант предварительной загрузки необходимо проверить на дифферент и определить значение осадок судна в носовой и кормовой части.

Дифферент определяется по формуле:

где - весовое водоизмещение судна на среднюю осадку судна, т;

Абсцисса центра величины судна, м;

Абсцисса центра тяжести судна (отстояние центра тяжести груза от миделя судна), м;

Момент, дифферентующий судно на 1 см осадки, тм.

и определяем методом интерполирования по таблицам 17 и 19 приложения 1 методических указаний соответственно.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

После определения дифферента необходимо определить осадку судна кормой (в кормовой части судна) и осадку судна носом (в носовой оконечности судна) .

Осадка судна кормой определяется по формуле:

где - средняя осадка судна (осадка на миделе) в пресной воде, м;

Дифферент судна, м;

Абсцисса центра тяжести ватерлинии;

Длина судна, м;

определяется методом интерполирования по таблице 18 приложения методических указаний.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Осадка судна носом определяется по формуле:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Необходимо дифферентовать оба варианта судна (изменить дифферент), так как осадка кормой превышает наименьшую проходную осадку на участках с ограниченными глубинами и возникает невозможность прохода судна через участки с ограниченной глубиной.

Расчет дифферента и осадок судна при фактической загрузке

Оптимальным размещением груза по трюмам является наличие дифферента судна в корму (при разности между носовой и кормовой осадкой в интервале от 0 до -40 см). При наличии дифферента в нос для получения требуемого дифферента рекомендуется переместить некоторое количество груза из одного трюма в другой трюм, в отдельном трюме, а на люковых крышках перераспределить палубный груз. Требуемый дифферент определяется также с учетом расхода судовых запасов.

В течение рейса судна происходит уменьшение судовых запасов (топливо, вода). Поэтому в речных условиях плавания судно необходимо погрузить таким образом, чтобы при проходе мелководных или лимитирующих участков пути дифферент приближался к нулю или же максимальная осадка (осадка судна кормой / носом) при наличии дифферента не превышала проходную осадку на участках с ограниченными глубинами.

Установление окончательного дифферента судна.

Случай 2. Средняя осадка судна после погрузки судна () меньше максимально допустимой осадки в условиях ограниченных глубин на речных участках пути (), т.е. .

Дифферент, необходимый для нормальной посадки судна после погрузки и последующего прохождения участков речного пути с ограниченными глубинами (), может быть установлен следующим образом:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Окончательный дифферент судна должен быть установлен пределах от 0 до (-0,4 м), т.е. судно грузится на ровный киль или с дифферентом на корму.

Корректировка весовых нагрузок для создания необходимой посадки судна.

Установив необходимый дифферент, определяем новую абсциссу центра тяжести системы судно - груз () по формуле:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Отсюда определяем статистический момент нагрузок относительно миделя судна (), необходимый для нормальной посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Находим разность между статическим моментом нагрузок относительно миделя по предварительной загрузке судна () и статическим моментом нагрузок относительно миделя (), необходимым для нормальной посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

На последнем этапе расчета следует обратится к таблице весовых нагрузок, подсчитанной для предварительной загрузки судна.

Следовательно, требуется корректировка таблицы весовых нагрузок, что достигается следующим образом.

Случай 3. Грузовместимость трюмов используется полностью, но груз размещается не только в грузовых трюмах, но и на палубе.

Переместить груз из одних трюмов другие нет возможности, необходимо переместить или недогрузить некоторое количество палубного груза.

Таблица 7. Расчет весовых нагрузок судна Ладога, проект 2-85

	Наименование нагрузки
	Судно порожнем
	Груз в трюме №1
	Груз в трюме №2
	Груз в трюме №3
	Груз в трюме №4
Палубный груз
	Топливо и масло

	Прочие запасы

Таблица 8. Расчет весовых нагрузок судна Ладога, проект 787

	Наименование нагрузки
	Судно порожнем
	Груз в трюме №1
	Груз в трюме №2
	Груз в трюме №3
	Груз в трюме №4
Палубный груз
	Топливо и масло

	Прочие запасы

Ладога, проект 2-85:

Ш=(0,92-0,57)*2318,5/100*38,6=0,21 м

2,78 - (0,21)*(0,5*81-0,35)/81=2,68 м

2,78+(0,21)*(0,5*81+0,35)/81=2,88 м.

Ладога, проект 787:

Ш=((-2,45 - (-1,5))*2079,5/9100*49,42)=-0,4 м

2,73 - ((-0,4)*(0,5*82,5+1,38)/82,5=2,94 м

2,73+((-0,4)*(0,5*82,5-1,38)/82,5=0,54 м.

В обязанности грузового помощника капитана входят расчеты, связанные погруженным на борт судна грузом:

Расчет количества груза

Расчет остойчивости судна

1. Расчет количества груза

Определение средней осадки судна.

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок и кормой . Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент Мх. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер . В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получаетсягрузовая шкала . В грузовой шкале помимо этого дается:

высота надводного борта
число тонн на 1 см. осадки

Грузовая шкала является главным грузовым документом судна . Грузовой размер и грузовая шкала построены для осадки судна на ровный киль при отсутствии изгиба корпуса. При дифференте и изгибе необходимо вводить поправки.

1.1.1 Определение средних осадок носом Тнср, кормой Ткср, тср.

Тн ср = (Тн л/б + Тн п/б )/2

Тк ср = (Тк л/б + Тк п/б )/2

Т  ср = (Т  л/б + Т  п/б )/2 1

1.1.2 Расчет средней осадки судна.

Существуют несколько способов расчета средней осадки судна. На самом деле очень важно рассчитать осадку судна максимально приближенную к фактической, поскольку чрезвычайно редко судно бывает загружено на ровный киль без крена(только тогда средняя осадка соответствует расчетной средней осадке и каждой из осадок в частности). Если судно загружено с некоторым дифферентом и / или креном, то тогда приходится приводить все осадки судна к средней осадке для расчетов количества погруженного груза. На самом деле это не совсем правильно, ибо одинаковая усредненная осадка из положения «дифферент на нос» и «дифферент на корму» даст одинаковое количество погруженного груза, на самом деле из-за разных обводов судна в носу и корме, разного веса носовых и кормовых надстроек, разного объема помещений, погруженных под воду и вытесняющих разное количество воды.

Кроме того, судно, как правило, не является абсолютно несгибаемым. В зависимости от того, каким способом распределен груз в грузовых помещениях и балластных танках, судно может иметь стрелку прогиба в ту или иную сторону, при неравномерном и несимметричном расположении груза и балласта можно получить и более сложные изгибающие моменты, полностью просчитать которые крайне сложно.

Тем не менее, на сегодняшний момент не существует простой методики, позволяющей произвести определения судового водоизмещения по действительным осадкам судна, поэтому пользуются методикой определения средней осадки судна для получения дальнейшего водоизмещения. Для этих расчетов нам также понадобится знать величину дифферента судна.

1.1.2.1 Расчет средней осадки судна по носовой и кормовой осадкам.

Это упрощенный вариант расчета средней осадки:

Тср = (Тн ср + Тк ср )/2

Используется при приблизительных расчетах, либо на судах, изгибающим моментом которых можно пренебречь.

1.1.2.2 Расчет средней осадки судна по восьми осадкам.

Наиболее часто используемый вариант расчета:

Тср = (Тн ср + Тк ср + 6Т  ср )/8

Данный вариант расчета довольно точно отражает среднюю осадку с учетом стрелки прогиба.

1.1.2.3 Расчет средней осадки судна композитным способом

Определим среднюю осадку:

Т 1 = (Тн+Тк)/2

Определим усредненную осадку:

Т 2 = (Т 1 + Т  )/2

Тср = (Т2+ Т  )/2

1.1.2.4 Расчет средней осадки судна «половинным» способом

Определим среднюю осадку носовой половины судна:

Т 1 = (Тн + Т  )/2

Определим среднюю осадку кормовой половины судна:

Т 2 = (Тк + Т  )/2

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т1 + Т2)/2

1.1.3 Расчет дифферента

d = Тн ср - Тк ср

Дифферент исчисляется в метрах, бывает как положительным, так и отрицательным.

1.2 Расчет поправки на дифферент

1.2.1 Необходимость расчета поправки осадкам на дифферент.

Каждое судно обладает своими габаритами, необходимыми для лучшего решения задач, поставленного перед судном. Для всех расчетов используются длина между перпендикулярами (LBP). Это одна из основных характеристик судна. Осадка на носовом или кормовом перпендикуляре соответствует осадке судна носом или кормой. Однако шкалы осадок не находятся напротив перпендикуляров. Поскольку они сдвинуты, то они показывают не точную осадку носа или кормы, а местную осадку судна и требуют введения поправки. Также осадка по миделю должна сниматься с шкалы, находящейся на расстоянии не более 0,5 м от мидельшпангоута. В противном случае требуется исправление и осадки по миделю.

При переходе судна из глубоководного фарватера на мелководье возрастает волнообразование, увеличивается сопротивление и уменьшается скорость хода. На мелководье при достаточно большой скорости хода судно получит дифферент на корму, а около середины судна заметно понизится уровень воды- образуется большая впадина, где уменьшится сила поддержания. Поэтому судно может увеличить осадку по сравнению с осадкой на глубокой воде. Чем больше осадка судна, тем меньше зазор между корпусом и дном, а следовательно, относительно больше скорость потока воды под корпусом. Поэтому судно во время движения на мелководье будет подсасываться ко дну (как правило, кормой). Это явление особенно характерно для судов с плоскими днищами. Дополнительная осадка судна растет с увеличением скорости хода и может быть причиной повреждения корпуса или винтов при проходе через участок с малыми глубинами. Увеличение осадки во время движения по мелководью у некоторых типов судов доходит до 0,5 м .

В случае неожиданного подхода к мелкому месту носовая часть судна может резко «оттолкнуться» от него из-за внезапно возросшего сопротивления воды, а также потому, что перед носовой частью вода будет вытесняться на мелкое место, сталкивая судно на большую глубину.

Если судно идет по мелководью с переменной глубиной, то правильное направление движения судна приходится удерживать частым вращением штурвального колеса. Чем уже и мельче фарватер и чем быстрее движется судно, тем быстрее и беспорядочнее кормовые волны будут догонять судно, действуя на его корму неравномерно, то с одной, то с другой стороны. При этом все время меняется давление воды на перо руля. Описанные явления вызывают рыскливость судна, особенно при подходе о: глубокого места к мелкому. Это опаснее всего при расхождении со встречными судами, так как может вызвать постановку судна на мель, повреждение корпуса, столкновение судов.

Следовательно, на мелководном фарватере следует уменьшать ход, чтобы уменьшить дополнительную осадку и рыскливость судна и тем самым обеспечить большую безопасность движения и улучшить управляемость.

Глава XII . ВОЛНООБРАЗОВАНИЕ И ПРИСАСЫВАНИЕ ДВИЖУЩИХСЯ СУДОВ

ВОЛНООБРАЗОВАНИЕ

Судно при движении вытесняет воду, раздвигая ее перед собой. После прохода судна вода заполняет объем, освобождающийся за кормой. Преодолевая сопротивление воды, судно приводит ее частицы в колебательное движение, которое благодаря упругим свойствам поверхности воды распространяется в виде волн. Волнообразование различно и зависит в основном от размеров судна, обводов его корпуса, осадки, ширины и глубины фарватера. С ростом скорости движения судна размеры воли растут по закону квадрата скорости. На волнообразование, как уже говорилось, расходуется энергия движения.

С увеличением скорости движения водоизмещающегося судна уровень воды у носа заметно повышается, образуя систему носовых волн. Схема образования волн при движении водоизмещающегося небыстроходного судна на спокойной воде приведена на рис. 105. Вдоль бортов в средней части судна, следуемого в режиме плавания, уровень воды понижается, образуя впадину. В кормовой части судна уровень воды снова повышается, образуя систему кормовых волн.

Рис. 105. Схема образования волн при движении судна на спокойной воде А - носовые расходящиеся волны; Б - кормовые расходящиеся волны; В - кормовые поперечные волны

Носовые волны подразделяются на носовые расходящиеся и носовые поперечные волны.

Носовые расходящиеся волны, подобно усам, простираются от форштевня судна с обоих бортов. Фронт их расположен под углом около 40° к направлению движения, а середины находятся на прямых, составляющих угол около 20° с диаметральной плоскостью. Волны по длине являются короткими.

Носовые поперечные волны, перпендикулярные к направлению движения судна, зарождаются вместе с носовыми расходящимися волнами и распространяются между ними. Поперечные носовые волны движутся в направлении движения судна, постепенно увеличиваются по длине от носа к корме и уменьшаются по высоте.

Кормовые расходящиеся волны начинаются несколько впереди ахтерштевня с обоих бортов судна. Они меньше по размерам, чем носовые, и имеют такие же углы с направлением движения судна, как и носовые расходящиеся волны.

Кормовые поперечные или так называемые «спутные» волны начинаются там же, где и кормовые расходящиеся, но они более интенсивны, так как расположены за гребными винтами. По мере удаления от кормы, где они равны ширине судна, волны уменьшаются по высоте, но увеличиваются по длине.

С увеличением скорости движения увеличивается волнообразование. На мелководье длина расходящихся волн и угол между ними увеличивается и может составлять угол в 90° с диаметральной плоскостью судна. В зависимости от глубины фарватера с достижением судном определенной большой скорости расходящиеся волны совместно с поперечными волнами образуют мощную систему волн. Движущуюся вместе с судном в районе скулового образования или в районе кормы малых быстроходных судов и катеров волну называют одиночной волной или волной перемещения. Волна перемещения характерна для судов с тупыми скуловыми образованиями, а также буксирных судов, идущих без караванов.

Волнообразование зависит не только от скорости, но и от отношения между скоростью и длиной судна. Короткое судно вызывает большие волны при небольшой скорости, а длинному судну потребуется очень большая скорость, чтобы вызвать такие же волны. Между местами образования носовой и кормовой систем волн у оконечностей корпуса, в средней части бортов судна, образуются пониженные горизонты воды (впадина). По сравнению с нормальным горизонт воды во впадине понижается с увеличением волнообразования и уменьшением глубины фарватера. Таким образом, при движении судна полным ходом по всей длине корпуса располагаются три основные зоны влияния гидродинамических полей: две зоны повышенного давления, где действуют отталкивающие силы в носу и непосредственно около кормы, и зона пониженного давления по борту судна. Центром зоны пониженного давления у колесных судов являются впадины колес судна. У винтовых паротеплоходов зона пониженного давления несколько смещена к корме. Эта картина особенно хорошо видна при движении судна по фарватеру с малыми скоростями течения.

При проходе судна над мелью резко изменяется кормовая система волн, а первая поперечная волна увеличивается по высоте. Эта поперечная волна на мелководье называется придонной волной. Появление придонной волны за кормой судна сигнализирует о том, что глубина под килем судна уменьшается. Это используется для контроля правильности движения судна.

ПРИСАСЫВАНИЕ СУДОВ

В морской и особенно в речной практике известно много случаев столкновения судов при их расхождении на встрече или на обгоне при движении параллельными курсами на небольшом расстоянии друг от друга из-за увеличенной скорости и движения воды между их корпусами. В соответствии с уравнением Бернулли это увеличение скорости воды между судами ведет к уменьшению давления между ними по сравнению с давлением с наружных бортов. Возникает гидродинамическое притяжение судов на параллельных курсах, которое усиливается с ростом относительной скорости их движения. Такое явление называется присасыванием судов.

Присасывание судов возрастает с увеличением разницы в размерах корпуса и сильнее действует на судно меньшей массы.

Вероятность присасывания увеличивается с уменьшением расстояния между расходящимися судами и с увеличением их скорости. Присасывание зависит от формы судов. На рис. 106 показано взаимодействие между двумя одинаковыми судами, расходящимися на встречных курсах на близком расстоянии друг от друга. Оба судна одновинтовые, с винтами правого шага. Стрелками показано направление отклонения оконечностей судна в разных положениях судов по отношению одного к другому. В положении III на параллельных курсах совпадают гидродинамические поля со знаком минус, т. е. впадины, и суда могут присосаться друг к другу бортами. При этом у каждого из судов появляется крен в сторону другого судна.

Рис. 106. Взаимодействие между судами, расходящимися на близком расстоянии друг от друга. Стрелками показано направление оконечностей судна

Крен объясняется понижением уровня воды между бортами из-за увеличения скоростей течения в промежутке между двумя судами по сравнению со скоростями течения относительно внешних бортов судов, где уровень выше.

Кроме того, присасывание зависит от взаимодействия систем волн, образованных судами. Взаимодействие систем волн является также причиной возникновения сил притяжения между судами, расходящимися на значительном расстоянии друг от друга.

Присасывание меньшего судна к большему увеличивается, если меньшее судно войдет в волновую зону волнообразования большего судна. По мере сокращения расстояния взаимодействие между судами растет. Поэтому для предупреждения столкновения судов при обгоне обгоняющее судно должно идти как можно дальше от обгоняемого, по возможности вне зоны волнообразования обгоняемого судна, которое в свою очередь должно снизить скорость хода для уменьшения волнообразования.

Присасывание резко сказывается при обгоне одиночно идущим судном буксируемых составов, баржи которых неожиданно получают рыскливость (рис. 107). Действию присасывания судов особенно подвержены мелкие суда при расхождении, при обгоне и при встрече с судами большего водоизмещения (рис. 108). Столкновение от присасывания наблюдается из-за лихачества судоводителей маломерных судов, нарушения ими элементарных правил обгона и расхождения.

Основные правила обгона и расхождения следующие:

1) при обгоне и расхождении суда должны проходить возможно дальше друг от друга;

2) на узких фарватерах, на реках, в каналах расходящиеся суда должны снижать скорость до самой малой;

Рис 107. Действие идущего обгоняющего одиночного судна на буксирные суда: I - судно подходит к обгоняемым несамоходным судам; II - судно проходит мимо обгоняемых несамоходных судов

Рис. 108. Подсасывание малого судна к большому

3) при первом признаке присасывания между двумя примерно одинаковыми по величине судами следует остановить ход.

Надо помнить, что при присасывании судно плохо слушается руля, если даже руль положен на борт.

В случае столкновения катеров бортами могут быть не только повреждения корпуса, но и падение людей за борт из-за внезапного толчка, увечья державших на планшире руки, стоявших на обносе и т. д;

4) обгон маломерным судном судна более крупного по водоизмещению должен происходить так, чтобы обгоняющее меньшее судно выходило на обгон, т. е. траверз ахтерштевня обгоняемого судна вне зоны кормового волнообразования его. Категорически запрещается маломерным судам обгонять большие суда из-под кормы их. Это ведет не только к потере управления, но и к опрокидыванию малого судна кормовой системой волн, подсасыванию его при сходе с кормовой системы волн обгоняемого судна во впадину его и т. д.

На судно, отшвартованное у берега, действуют волны от судов, движущихся в непосредственной близости по рейду, реке или каналу. Под действием присасывания и набегающих волн, движущихся в непосредственной близости по рейду, реке или каналу. Под действием присасывания и набегающих волн движущихся судов отшвартованное судно испытывает колебания, из-за которых могут лопнуть швартовные концы, упасть трапы, различные грузы и механизмы. Поэтому идущие мимо суда должны уменьшать ход.

Целесообразно выходить на обгон меньшим судном большего, предварительно выйдя из зоны волнообразования обгоняемого судна на расстоянии не меньшем, чем одна длина корпуса обгоняемого судна при достаточной ширине фарватера.

Обгон и расхождение при встрече моторным лодкам и катерам на подводных крыльях рекомендуется производить на водоизмещающемся режиме.

Следует помнить, что, оканчивая обгон, нужно держаться как можно дальше от носовой части обгоняемого судна; невыполнение этой рекомендации влечет за собой попадание обгоняющего судна под форштевень большего обгоняемого судна. Это может стать причиной гибели не только маломерного судна на внутренних водных путях, но и причиной гибели больших морских судов, обгоняющих еще большие корабли.

Допустим, что на судно принят малый груз весом Р, т. е. такой груз, при приеме которого обводы корпуса можно считать практически не изменившимися в пределах приращения осадки. Малым можно считать груз, составляющий 5 — 10 % водоизмещения судна.

Рис. 1

При приеме груза весом Р водоизмещение судна возрастет на величину pAV, причем значение AV определяется объемом слоя между ватерлиниями ВЛ и В 1 Л 1 .

Для определения приращения осадки судна АТ после приема груза используем условие равновесия судна, выражающееся равенством масс груза Р и дополнительного водоизмещения:

Р = ρ · Δ V (1)

Объем добавочного слоя AV можно рассматривать как объем цилиндра, основанием которого является площадь ватерлинии S, а высота равна изменению осадки АТ. Тогда:

Δ V = S · Δ Т

и формула (1) примет вид:

Р = ρ · S · Δ Т

Отсюда изменение средней осадки будет:

∆ T = P ρ · S (2)

В случае снятия груза с судна его масса Р должна быть введена в формулу (2) со знаком минус. Следовательно, приращение осадки будет также отрицательным, т. е. осадка судна уменьшится на величину ΔТ.

При решении практических задач, связанных с определением изменения средней осадки судна при приеме или снятии груза, часто пользуются вспомогательной величиной q1см, представляющей собой значение массы (числа тонн) груза, от приема или снятия которой осадка судна изменится на один сантиметр (Tones per 1cm — TPC).

Для того, чтобы получить выражение для q1см, рассмотрим приращение объемного водоизмещения в случае приема груза.

Если принять обводы судна в районе действующей ватерлинии прямо — стенными, то приращение объемного водоизмещения при ΔТ = 0,01 см составит (в м 3): ΔV = 0,01 S.

Масса воды в объеме этого слоя, равная искомой массе q1см, будет:

q 1 с м = 0 , 01 · ρ · S = ρ · S 100 (3)

После постановки полученного выражения в формулу (2) получаем выражения для определения приращения средней осадки в сантиметрах:

∆ T = P q 1 с м (4)

и в метрах:

∆ T = P 100 · q 1 с м (5)

Аналогичным способом можно определить массу груза, изменяющую осадку судна на 1 дюйм. В этом случае ΔТ = 1 дюйм = 1/ 39, 37 см и отсюда:

q 1 д ю й м = ρ · S 39 , 37 (6)

Из выражений (3) и (6) видно, что величина q1см (TPC) пропорциональна площади ватерлинии S. В свою очередь, площадь ватерлинии является переменной величиной, т. к. изменяется в зависимости от осадки судна. Следовательно, число q1см — также переменная величина. Можно построить кривую числа тонн на один см (или дюйм) осадки.

Рис. 2

Для того, чтобы определить, как изменится осадка Т судна при приеме или снятии малого груза весом Р, необходимо по указанной кривой найти значение q1см при осадке Т, затем, используя формулу (7), найти новое значение осадки судна:

T 1 = T ± P 100 · q 1 с м (7)

Изменение осадки при изменении плотности воды

При переходе судна из одного водного бассейна в другой изменяется соленость (плотность) забортной воды. При плавании в воде плотностью ρ и ρ 1 водоизмещение судна соответственно будет:

D = ρ · V и D = ρ 1 · V 1 ,

где V – объемное водоизмещение судна до перехода в воду другой плотности;
V 1 – объемное водоизмещение судна после перехода.

Приравнивая правые части равенств, получим:

ρ · V = ρ 1 · V 1 и л и V V 1 = ρ 1 ρ

Объeмнoe водоизмещение можно выразить через главные размерения L, В, Т и коэффициент общей полноты:

V = δ · L · B · T и V 1 = δ 1 · L 1 · B 1 · T 1

При малых изменениях объемного водоизмещения, например при изменении солености воды, длина, ширина и коэффициент общей полноты практически не изменяются. В этом случае изменение водоизмещения происходит за счет изменения осадки. Таким образом:

ρ · T = ρ 1 · T 1 и л и T T 1 = ρ 1 ρ

Следовательно, при переходе судна из воды одной солености в воду другой солености осадка его изменяется примерно обратно пропорционально плотности воды.

Изменение объемного водоизмещения определяется с помощью выражения:

∆ V = V 1 — V = D ρ 1 — D ρ = D · ρ — ρ 1 ρ · ρ 1 и л и ∆ V = V · ρ — ρ 1 ρ 1

Изменение объемного водоизмещения ΔV можно также рассчитать как объем слоя с основанием, равным площади действующей ватерлинии S (практически неизменной в пределах малых изменении осадки), и высотой, равной изменению средней осадки ΔТ, т. е. V = S · ΔT. Тогда:

S · ∆ T = V · ρ — ρ 1 ρ 1

∆ T = V S · ρ — ρ 1 ρ 1 и л и ∆ T = D S · ρ · ρ — ρ 1 ρ 1 (8)

При переходе судна из пресной воды (ρ=1,0 т/м 3) в морскую (ρ= 1,025 т/м 3) формула (8) принимает вид:

∆ T = D S · 1 , 0 · 1 , 0 — 1 , 025 1 , 025

Так как числитель второго сомножителя – величина отрицательная, изменение осадки ΔT также будет отрицательным, и судно всплывет, т. е. осадка судна уменьшится.

При переходе судна из морской воды в пресную, формула (8) имеет вид:

∆ T = D S · 1 , 025 · 1 , 025 — 1 , 0 1 , 0

В этом случае изменение осадки будет положительным, судно погрузится в воду, т. е. его осадка увеличится.

Предлагается к прочтению:

Определить расчетную осадку судна можно по диаграмме осадок . Аргументами для входа в диаграмму являются дедвейт/водоизмещение судна и суммарный момент М х. В результате получим осадки носом и кормой и дифферент судна.

Можно определить осадку судна по диаграмме, которая называется грузовой размер . В грузовом размере дана зависимость (в виде кривой) водоизмещения судна от средней осадки. Если эту зависимость представить в виде таблицы, то получается грузовая шкала . В грузовой шкале помимо этого дается:

Дедвейт;

Высота надводного борта;

Число тонн на 1 см осадки

(a) Определение средних осадок носом Тн ср, кормой Тк ср, Т Ä ср.

Тн ср = (Тн л/б + Тн п/б)/2 (11.6)

Тк ср = (Тк л/б + Тк п/б)/2 (11.7)

Т Ä ср = (Т Ä л/б + Т Ä п/б)/2 (11.8)

(б) Расчет средней осадки судна.

Существуют несколько способов расчета средней осадки судна. На самом деле очень важно рассчитать осадку судна максимально приближенную к фактической, поскольку чрезвычайно редко судно бывает загружено на ровный киль без крена (только тогда средняя осадка соответствует расчетной средней осадке и каждой из осадок в частности). Если судно загружено с некоторым дифферентом и / или креном, то тогда приходится приводить все осадки судна к средней осадке для расчетов количества погруженного груза. На самом деле это не совсем правильно, потому что одинаковая усредненная осадка из положения «дифферент на нос» и «дифферент на корму» даст одинаковое количество погруженного груза, на самом деле оно разное из-за разных обводов судна в носу и корме, разного веса носовых и кормовых надстроек, разного объема помещений, погруженных под воду и вытесняющих разное количество воды.

(в) Расчет средней осадки судна по носовой и кормовой осадкам.

Это упрощенный вариант расчета средней осадки:

Тср = (Тн ср + Тк ср)/2 (11.9)

Используется при приблизительных расчетах, либо на судах, изгибающим моментом которых можно пренебречь.

(г) Расчет средней осадки судна по восьми осадкам.

Наиболее часто используемый вариант расчета:

Тср = (Тн ср + Тк ср + 6Т Ä ср)/8 (11.10)

Данный вариант расчета довольно точно отражает среднюю осадку с учетом стрелки прогиба.

(д) Расчет средней осадки судна композитным способом

Определим среднюю осадку:

Т 1 = (Тн+Тк)/2 (11.11)

Определим усредненную осадку:

Т 2 = (Т 1 + Т Ä)/2 (11.12)

Тср = (Т2+ Т Ä) /2 (11.13)

(е)Расчет средней осадки судна «половинным» способом

Определим среднюю осадку носовой половины судна:

Т 1 = (Тн + Т Ä)/2 (11.14)

Определим среднюю осадку кормовой половины судна:

Т 2 = (Тк + Т Ä)/2 (11.15)

Определим среднюю из средних осадок:

Тср = (Т1 + Т2)/2 (11.16)

(ж) Расчет дифферента

d = Тн ср - Тк ср (11.17)

Дифферент исчисляется в метрах, бывает как положительным, так и отрицательным.

(ж.1.) Расчет поправки на дифферент. Необходимость расчета поправки осадкам на дифферент.

Каждое судно обладает своими габаритами, необходимыми для лучшего решения задач, поставленного перед судном. Для всех расчетов используются длина между перпендикулярами (LBP). Это одна из основных характеристик судна. Осадка на носовом или кормовом перпендикуляре соответствует осадке судна носом или кормой. Однако шкалы осадок не находятся напротив перпендикуляров. Поскольку они сдвинуты, то они показывают не точную осадку носа или кормы, а местную осадку судна и требуют введения поправки. Также осадка по миделю должна сниматься со шкалы, находящейся на расстоянии не более 0,5 м от мидель-шпангоута. В противном случае требуется исправление и осадки по миделю.

(ж.2) Расчет поправки носовой осадки на дифферент

∆Н = (f х d)/LBP (11.18)

где f – расстояние от форштевня до носового перпендикуляра

d - дифферент

Знак ∆Н положительный при дифференте на нос и отрицательный при дифференте на корму. Исправленная осадка носом равняется:

Тн = Тн ср + ∆Н (11.19)

Если кормовая шкала углублений не проходит по линии кормового перпендикуляра, то такую же поправку вводят для кормовой осадки. Ее знак обратен знаку поправки ∆Н.

(ж.3) Расчет поправки кормовой осадки на дифферент

∆К = (a х d)/LBP (11.20)

где a – расстояние от кормовой шкалы до кормового перпендикуляра

d - дифферент

LBP – длина судна между перпендикулярами

Исправленная осадка кормой равняется:

Тк = Тк ср + ∆Н (11.21)

(з) Определим исправленную среднюю осадку:

Т’ср = (Тн + Тк)/2 (11.22)

Величины “a” и “f” снимаются с масштабного чертежа судна или чертежа продольного разреза судна в масштабе.

Рис.11.1- Чертеж продольного разреза судна в масштабе.

(з.1) Расчет поправок на дифферент к водоизмещению судна.

Поскольку истинное водоизмещение судна, имеющего дифферент на корму или на нос, отличается от водоизмещения, приведенного в грузовой шкале (там водоизмещение рассчитано на ровный киль), необходимо ввести поправки к водоизмещению на дифферент. Их две:

∆1 = (TPC х LCF х d х 100)/LBP (11.23)

где TPC – количество тонн на 1 см осадки. Снимается с грузовой шкалы;

LCF – ордината ЦТ относительно мидель-шпангоута (м);

d – дифферент судна (м);

LBP – длина судна между перпендикулярами (м).

∆2 = /LBP (11.24)

где d – дифферент судна (м);

d m /d z – разница в моменте, изменяющей дифферент на 50 см выше и на 50 см ниже средневычисленной осадки. Обычно дается в информации об остойчивости судна.

LBP – длина судна между перпендикулярами (в метрах)

Пример нахождения d m /d z для осадки Тср = 3,40:

Находим дифферентующие моменты для для осадок 3,90 и 2,90, разница между ними и есть искомая величина.

LCF от миделя в корму отрицательное, от миделя в нос – положительное.

Знак поправки ∆1:

Дифферент	LCF в корму(-)	LCF в нос (+)
На корму (-)	+	-
В нос (+)	-	+

Знак поправки ∆2 всегда положительный

Общая поправка на дифферент:

∆ = ∆1 + ∆2

Найдем водоизмещение, откорректированное на дифферент

D 1 = D + ∆

(з.2) Расчет поправки к водоизмещению на плотность воды

Если фактическая плотность воды γ отличается от принятой (γ = 1,025 т/м 3), то необходимо D 1 скорректировать на фактическую плотность воды, замеренную денсиметром

Поправка на плотность воды

∆D = D 1 (γ факт - γ 1,025)/1,025

Найдем водоизмещение, откорректированное на плотность воды:

D 2 = D 1 + ∆D

(и) Определение количества груза

Масса груза определяется как разность между весом судна в грузу и порожнем без запасов

Ргр = Dгр – D 0 - З

Где З - запасы(толиво, масло, вода, балласт, мертвый балласт)

Dгр – водоизмещение судна в грузу

D 0 – водоизмещение судна порожнем.

Но более простой способ определения по примеру контейнеровоза при наличии на борту грузовой программы (MAX3):

1. Обеспечить наличие информации о балласте, топливе, и запасах судна.