Величины для различных случаев посадки судна — КиберПедия 

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Величины для различных случаев посадки судна



 

Для определения посадки судна с использованием системы уравнений (2.1) необходимо иметь значения погруженного объема (V) и координат центра величины (xс, zс). Эти показатели относятся к элементам теоретического чертежа (рис. 1.10); их также принято называть – основные элементы плавучести.

 

2.4.1. Определение V, xc, zc при посадке судна прямо и на ровный киль

Расчет V при заданной осадке(Т), может быть выполнен с использованием:

– ординат теоретического чертежа корпуса судна;

– строевой по шпангоутам (рис. 1.11);

– строевой по ватерлиниям (см. зависимость S = f(z) на рис. 1.10).

Расчет V с использованием ординат теоретического чертежа и строевых выполняется по форме табл. 1.3.

Координаты xс и zс центра величины рассчитываются по форме табл. 1.4 (см. п.1.3 пособия).

При решении производственной задачи определения водоизмещения по осадке или наоборот – осадки по водоизмещению, используют кривую объемного водоизмещения (V) (рис. 2.9).

Для значительной части морских судов и смешанного (река-море) плавания кривая V, при малых осадках, расположена почти вертикально, а затем постепенно отходит от вертикальной оси. Это обусловлено тем, что площадь нулевой ватерлинии у этих судов равна нулю, либо мала (см. рис. 2.9). На участке, где судно имеет вертикальные борта, S практически не зависит от осадки и кривая V приближается к наклонной прямой линии.

 

 

Рис. 2.9. Кривые плавучести

 

В эксплуатационной практике широко используется график – «грузовой размер».

Грузовой размер – это графическая зависимость массового водоизмещения (D) от осадки (рис. 2.10). соотношение между V и D определяется формулой , где r – плотность воды.

Если судно эксплуатируется в пресной и морской воде, то для него рассчитываются кривые , соответствующие этим условиям.

Грузовой размер позволяет, например, определить изменение осадки (DТгр) в результате приема груза массой Ргр или изменение осадки (DТ) судна, имеющего массовое водоизмещение Dгр, при его переходе из реки в море (см. рис. 2.10)

 

 

Рис. 2.10. Грузовой размер:

а) – пресная вода; б) – морская вода

 

Наряду с грузовым размером на судне пользуются грузовой шкалой (рис. 2.11).

 

 

Рис. 2.11. Грузовая шкала

Она содержит шкалы взаимосоответствующих значений следующих показателей по судну: осадки; массового водоизмещения; дедвейта (полной грузоподъемности); количества тонн, изменяющих осадку на 1 см; момента создающего дифферент в 1 см; высоты надводного борта.



Грузовая шкала в судовых условиях широко используется для определения массы принятого или снятого груза.

Грузовой размер и грузовая шкала рассчитываются для посадки судна прямо и на ровный киль; такая посадка определяется одним показателем – Т.

Посадка судна в процессе его эксплуатации (необходимая для последующего решения задач по грузовому размеру и грузовой шкале), определяется с использованием шкал углубления, которые наносятся на обоих бортах на носу, корме и в районе миделя (рис. 2.12).

В носовой оконечности шкала углубления изображается по обводу форштевня, а в корме – вертикально; средняя шкала наносится вблизи миделя. На схеме также показываются носовой (НП) и кормовой (КП) перпендикуляры.

Высота наносимых цифр – 10 см; число на шкале указывает углубление в дециметрах. Число соответствует углублению по нижний уровень его записи на шкале.

 

 

Рис. 2.12. Шкалы углубления:

НП – носовой перпендикуляр; КП – кормовой перпендикуляр

 

Шкалы углубления дают габаритное погружение, т.е. учитывают конструкции, закрепленные на корпусе и выступающие за основную плоскость. На большинстве водоизмещающих судов такие конструкции отсутствуют; на этих судах шкалы углубления показывают осадку судна, т.е. отстояние основной плоскости от поверхности воды, например, в районе миделя ( , см. рис. 2.12).

Если судно имеет крен, то осадку (углубление) следует принимать как среднее по значениям, снятым (считанным) со шкал на обоих бортах. Угол крена может быть определен по разности осадок на правом и левом бортах, считанных на миделе

,

где В – ширина корпуса в месте расположения шкал углубления.

Схема размещения шкал углубления имеется в «Информации об остойчивости и непотопляемости судна», которая выдается на судно [6] [7].

С использованием грузового размера и грузовой шкалы в эксплуатационной практике решаются задачи, как при прямой посадке судна, так и при малых значениях дифферента (y < 3°).



При наличии дифферента со шкал углубления судна снимаются значения , и осадка на миделе ( ); со схемы размещения шкал снимаются отстояния чисел на шкалах углубления от миделя (lн, lк, см. рис. 2.12). С использованием считанных показателей рассчитывается осадка Тf по шпангоуту, в плоскости которого находится поперечная ось вращения судна при продольном наклонении. Эта ось проходит через центр тяжести площади ватерлинии ВЛ0 (т. F, см. рис. 2.12). Исходя из геометрического посыла, нетрудно получить формулу

 

(2.2)

 

где xf абсцисса центра тяжести площади ватерлинии ВЛ0; определяется по графику рис. 2.8 с использованием снятого значения осадки на миделе .

По полученному значению Тf с использованием грузового размера или грузовой шкалы определяется значение D, а затем V.

В тех случаях, когда требуется определить водоизмещение с возможно меньшей погрешностью, к его значению, снятому с грузовой шкалы или грузового размера, вводят поправку. Последняя учитывает следующее обстоятельство. Грузовая шкала и грузовой размер строятся в предположении, что корпус судна является абсолютно жестким телом. Однако, в частности, при проведении погрузки (выгрузки) судна он может деформироваться.

Поправка на изгиб корпуса приближенно определяется выражением

,

где q число тонн, изменяющих осадку на 1 см (рис. 2.11);
  hd стрелка кривизны корпуса на миделе, м.

Последняя рассчитывается по формуле

 

(2.3)

 

где осадка корпуса на миделе, снятая по миделевой шкале осадок;
  средняя осадка на миделе, получаемая расчетом, исходя из осадок, считанных с носовой и кормовой шкал (см. формулу (2.3);
геометрические характеристики, представленные на рис. 2.12.

Окончательное водоизмещение (Dпол) судна

,

где D водоизмещение по грузовой шкале при Т = Тf (см. формулу (2.2);
  DDизг добавка на влияние изгиба корпуса.

Координаты центра величины (xс, zс) для судна, имеющего посадку прямо и на ровный киль определяются при известном значении V или Т по графику рис. 2.9.

 

2.4.2. Определение V, xс, zс при посадке судна с креном и дифферентом

Выше рассмотрен случай посадки судна прямо и на ровный киль, когда положение судна определяется одним параметром – осадкой (Т). Зависимостями, представленными на рис. 2.9, 2.10 и 2.11, пользуются для решения задач, как при посадке прямо и на ровный киль, так и при малых значениях дифферента (y < 3°).

Рассмотрим определение основных элементов плавучести при посадке судна с большим дифферентом.

Посадка судна прямо и с дифферентом

В этом случае для выполнения расчетов используется масштаб Бонжана (рис. 2.13).

Такой график представляет собой совокупность кривых, каждая из которых определяет зависимость погруженной площади шпангоута (при q = 0) от его углубления. Масштаб Бонжана строится для 21 теоретического шпангоута; на рис. 2.13, для упрощения, кривые погруженных площадей показаны только для четных шпангоутов (0, 2, 4 и т.д.).

Масштаб Бонжана позволяет вычислять V, хс, zc при посадке с любым дифферентом.

 

 

Рис. 2.13. Масштаб Бонжана

 

Ватерлиния на масштаб Бонжана наносится в виде прямой по заданным осадкам носом Тн и кормой Тк, которые откладываются на носовом (НП) и кормовом (КП) перпендикулярах (см. рис. 2.13).

Точки пересечения этой прямой с вертикалями определяют уровень погружения каждого из шпангоутов. Измеряя по горизонтали на уровне этих точек отрезки до соответствующих кривых, получают, с учетом шкалы соответствия линейного размера и площади, погруженные площади шпангоутов ( на рис. 2.13). Найденные площади являются ординатами строевой по шпангоутам (см. рис. 1.11); с их использованием рассчитывают V (см. табл. 1.3) и xс (см. формулу (1.29).

Масштаб Бонжана позволяет определить и аппликату центра величины (zс); такой расчет, ввиду его сложности, в пособии не представлен.

Систематические вычисления на основе масштаба Бонжана выполняют еще в процессе проектирования судна; по их результатам строят диаграммы (рис. 2.14 и 2.15).

На диаграмме Фирсова (см. рис. 2.14) изображают два семейства кривых: постоянного водоизмещения (V) и постоянного значения абсциссы центра величины (xс). На координатных осях даются значения осадки носом (Тн) и кормой (Тк) на перпендикулярах (НП и КП, см. рис. 2.13). Диаграмма Фирсова позволяет по осадкам и без каких-либо дополнительных вычислений определить соответствующие V и xc (см. рис. 2.14, т.А). по диаграмме аппликат (рис. 2.14) аналогично можно определить значение zc.

 

 

Рис. 2.14. Диаграмма Г.А. Фирсова

 

Рис. 2.15. Диаграмма аппликат центра величины

 

Если, в итоге загрузки (разгрузки) судна, со шкал углубления считаны осадки и , то, затем, по диаграмме Фирсова можно определить соответствующие значения V и xc, а по диаграмме аппликат (см. рис. 2.15) – значение zc. Для «входа» в эти диаграммы, исходя из и выполняется расчет осадки судна по носовому перпендикуляру ( и по кормовому ( с использованием формул

 

, (2.4)

 

где геометрические показатели представленные на рис. 2.12;
  L длина корпуса между носовым и кормовым перпендикулярами (длина КВЛ).

В эксплуатационной практике нередко решается задача об определении осадки носом и кормой после загрузки или разгрузки судна. Для этого выполняется расчет ожидаемой массы судна D¢ и абсциссы его центра тяжести по форме табл. 2.1. затем с диаграммы Фирсова (см. рис. 2.14) по точке А, удовлетворяющей условиям и , где r – плотность воды, снимаются приближенные значения осадки носом и кормой на перпендикулярах ( ).

Посадка судна с креном и дифферентом

В этом случае для вычисления водоизмещения V и координат центра величины (xc, zc) используют интегральные кривые Власова (рис. 2.16).

 

 

Рис. 2.16. Полушпангоут (а) и интегральные кривые Власова (б)

 

По каждому шпангоуту, для половины его площади (см. рис. 2.16, а), определяются: площадь погружной части (w/2), а также статический момент этой площади относительно оси 0z (обозначение момента – «b») и статический момент площади относительно оси 0У (обозначение – «с») (см. рис. 2.16, б). Зависимости показателей w/2, b, c от координат У и z шпангоута имеют вид

.

Значения показателей w/2, b, c используются для последующего определения, с учетом крена и дифферента, полной погруженной площади шпангоута (wi), статического момента этой площади относительно оси 0z (обозначение – Вi) и статического момента площади шпангоута относительно оси 0У (ci).

В итоге, для судна имеющего крен и дифферент, расчет V выполняется с использованием строевой по шпангоутам (ряд wi) (см. рис. 1.11 и формулу (1.27); для расчета хс используются wi и формула (1.29); для расчета ус используются значения Вi, а расчета zcсi.

Ввиду сложности, расчет V, хс, zc на основе кривых Власова здесь не представлен; подробнее об этом см. [ ].

Установлено [3], что влияние угла крена на V, zc, хс мало, поэтому диаграммой Фирсова (рис. 2.14) и диаграммой аппликат центра величины, которые рассчитываются при q = 0, можно пользоваться при посадке судна с креном (q < 10°) и дифферентом.

 






Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...



© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.019 с.