Проектирование судов

После определения кренящего и опрокидывающего моментов рассчитывают значение критерия погоды, который должен быть не меньше единицы. Если это требование выполняется, переходят к проверке выполнения других требований:

Рис. 19. Определение опрокидывающего момента

Максимальное плечо диаграммы статической остойчи

вости должно быть не менее 0,25 м для судов длиной L £ 80 м и не менее 0,20 м для судов длиной L ³ 105 м. Для промежуточных длин применяется линейная интерполяция. Угол крена соответствующий максимальному значению плеча статической остойчивости должен быть не менее 30о. Угол заката диаграммы должен быть не менее 60о (рис. 20);

Рис. 20. Нормируемые параметры диаграммы статической

остойчивости

- Начальная метацентрическая высота при всех вариантах нагрузки должна быть положительной.

При определении параметров остойчивости судна необходимо учитывать влияние на остойчивость свободных поверхностей жидкости в цистернах, а также возможность обледенения. Проверка остойчивости по критерию погоды должна осуществляться для наихудшего варианта нагрузки.

Дополнительные требования к остойчивости дифференцированы по типам судов. По отношению к сухогрузным судам и танкерам оговорены следующие варианты нагрузки для которых необходимо проверка остойчивости:

- судно в полном грузу, с полными запасами и без балласта;

- судно, как в первом варианте, но с 10 % запасов и, если необходимо с жидким балластом;

- судно без груза, с полными запасами и, если необходимо с жидким балластом;

- судно, как в третьем варианте, но с 10 % запасов и, если необходимо с жидким балластом;

Для судов перевозящих палубный груз Регистр, как минимум, требует проверку остойчивости еще для двух вариантов нагрузки:

- судно с заполненными однородным грузом трюмами и твиндеками, с грузом на палубе и полными запасами при осадке по грузовую марку и если необходимо с жидким балластом;

- судно, как в предыдущем варианте, но с 10 % запасов и, если необходимо с жидким балластом;

Особые требования предъявляются к остойчивости судов перевозящих лесной палубный груз – начальная метацентрическая высота таких судов должна быть не менее 0,10 м, с учетом возможности намокания и обледенения палубного груза.

При частичном заполнении трюмов тяжелыми грузами (руда, слитки металла и т.п.) при осадке по грузовую марку необходимо проверять остойчивость по критерию ускорений. Расчетные вертикальные ускорения аz должны быть не должны превышать 0,3 ускорение свободного падения.

Для буксиров проверяется остойчивость при рывке буксирного троса. У пассажирских судов проверяется угол крена от скопления пассажиров на одном борту (Θпас ≤ 10о) и угол крена от совместного действия кренящих моментов на циркуляции и скопления пассажиров на одном борту (Θц ≤ 12о). У контейнеровозов – угол крена, возникающий под действием ветра и на циркуляции. В обоих случаях он не должен превышать 15о. Начальная метацентрическая высота при перевозке контейнеров должна быть не менее 0,20 м.

Рекомендации по назначению

Для большинства сухогрузных судов при проектировании рекомендуется удерживать относительную метацентрическую высоту в пределах = 0,03 – 0,04. Считается, что при этих значениях обеспечивается безопасность плавания, благоприятные параметры качки и выполнение требований Регистра к остойчивости. Указанные пределы характерны для судна в полном грузу. По мере расходования топлива из низкорасположенных цистерн двойного дна ЦТ судна будет подниматься. При этом метацентрическая высота постепенно уменьшается и к концу рейса может опуститься до значения = 0,01 – 0,02.

При ≤ 0,02 инерционные силы при качке весьма незначительны, но в то же время, остойчивость судна будет недостаточной. Крен на циркуляции на полном ходу может достигать 15 – 18о, что заставляет снижать скорость или уменьшать угол перекладки руля.

При = 0,07 – 0,09 качка судна будет довольно порывистой, силы инерции возрастают до 15 – 20 % массы груза. Наконец при > 0,11 возникающие ускорения достигают 50 % массы груза, что может привести к обрыву найтовов, удерживающих груз. Условия работы экипажа становятся практически невыносимыми.

Рекомендованные выше значения относительной метацентрической высоты относятся к достаточно крупным судам. Для более мелких судов характерны повышенные значения . Это связано с тем, что восстанавливающий момент пропорционален водоизмещению, а кренящий (например от действия ветра) пропорционален водоизмещению в степени меньшей единицы. Таким образом при уменьшении размеров судна изменение восстанавливающего момента будет большим, чем кренящего. Поэтому для небольших судов считается необходимым поддерживать более высокие значения . Для таких типов судов, как ледоколы, танкеры, рудовозы и лесовозы характерные значения отличаются от сухогрузных судов.

При проектировании ледоколов стремятся увеличить ширину, для обеспечения проводки во льдах судов значительно крупнее ледокола. Поэтому соотношение В/Т и для ледоколов значительно больше транспортных судов. При £ 0,15 качка ледоколов на свободной воде становится очень резкой.

Танкеры, как правило, значительно крупнее сухогрузов, поэтому при проектировании приходится сталкиваться с проблемой ограничения их осадки. В результате отношение В/Т достигает значения 3,3 и относительная метацентрическая высота (без поправки на влияние свободной поверхности жидкости) достигает следующих значений:

DW, т 10 000 25 000 100 000

0,07 0,11 0,13

При этом качка танкеров не отличаются порывистостью – ее смягчает демпфирующее действие жидкого груза.

Повышенная остойчивость судов перевозящих тяжелые навалочные грузы объясняется тем, что при заданной массе общий объем груза оказывается меньше объема трюма. Груз сконцентрированный в нижней части трюма снижает общего ЦТ судна. Если суда не приспособлены для более высокого расположения груза (увеличенная высота двойного дна, укороченные твиндеки и т.п.), значения достигают 0,15 – 0,20.

 Скачать реферат