Расчет элементов плавучести начальной остойчивости.

Расчет элементов плавучести и начальной остойчивости должен включать определение значений поперечного и продольного метацентрических радиусов r и R и поперечной и продольной метацентрических высот h и Н. Водоизмещение D, главные размерения L, В, Т и коэффициенты полноты δ, α и β, необходимые для определения указанных величин, определялись в п.1.2.

Значения аппликаты центра величины Zc и метацентрические радиусы определяются по приближенным формулам. Обычно значения Zc вычисляются по формуле В.В. Поздюнина.

(1.35)

значения метацентрических радиусов – по формулам Фан–дер–Флита:

; (1.36)

Значения метацентрических высот вычисляются из геометрических соотношений:

h = r + zc – zg H = R + Zc – Zg (1.37)

Расчет посадки судна.

Этот расчет включает определение дифферента для двух состояний судна: в грузу и порожнем. Его рекомендуется выполнять в табличной форме

(таблица 1.4).


 

Таблица 1.4.

Удифферентовка судна

Расчетные величины Обозначения и формулы В грузу Порожнем
Водоизмещение, м3 D    
Средняя осадка, м Т    
Большой метацентрический радиус, м R    
Абсцисса Ц.Т. площади ватерлинии, м Xf    
Абсцисса ЦВ, м Xc    
Аппликата ЦВ, м Zc    
Абсцисса ЦТ, м Xg    
Аппликата ЦТ, м Zg    
Возвышение ЦТ над ЦВ a=Zg - Zc    
Большая метацентрическая высота, м H=R-a    
Плечо дифферентующего момента, м l=Xg - Xc    
Дифферент, м Δ = l L/H    
Осадка носом, м    
Осадка кормой, м    

 

В табл. 1.4. значения абсцисс Xf и Xc можно принять неизменными для обоих состояний нагрузки, при этом величина Xf определяется по выражению

Xf = -0,01[L(1,75+α+3,5α2) (1.38)

Величины R, Z для каждого из состояний нагрузки определяются по выражениям (1.35) и (1.36).

В табл. 1.4 осадка судна порожнем Тп приближенно определяется по выражению Тп = Тгр - ΔТ , в котором , где: Δm – разница между массой судна в грузу и порожнем;

S – площадь ватерлинии, принимаемая равной S = αLB

По значениям осадки носом Тн и кормой Тк (табл.1.4.), в порожнем состоянии принимается решение в отношении необходимости приема балласта. Балласт принимается для обеспечения нормальной работы движителей из условия

(1.39)

в котором диаметр винта Dв можно ориентировочно принять по данным судна – прототипа, для обеспечения достаточной устойчивости судна на курсе. Последнее условие требует некоторого минимального значения осадки носом. Ориентировочно можно принять следующие минимальные значения:

Для судов класса

· «М – СП» – Тн ≥ 1,7 м,

· «М» и «О» – Тн ≥ 1,0м,

· «Ρ» – Τн ≥ 0,6 м.

При установке подруливающего устройства – Тн ≥ 1,6 м. Если осадки Тн и Тк , полученные в табл. 1.4. для состояния порожнем, будут меньше требуемых, то по значениям требуемых осадок судна носом и кормой (с балластом) определяется среднее значение осадки с балластом.

находится изменение осадки, вызванное приемом балласта

ΔТ = Тб – Τп

и необходимая масса балласта

где: ρ – плотность воды;

S – площадь действующей ватерлинии, принимаемая равной площади ватерлинии в грузу. Координата балласта определяется приближенно по выражению:

(1.40)

где значения D и H принимаются для загрузки судна порожнем. Если величина Xб оказывается неприемлемой, то следует изменить требуемые значения Тн и Тк в балласте.