Проверка посадки судна и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

Судно с трюмным грузом и 100% запасов

Наименование статей нагрузки   Вес, Р кН Плечи весов, м Статические моменты весов, кНм
X Z Мх Мz
Судно порожнем - 8,30 4,68 - 76775
Судовые запасы - 30,3 1,93 - 33693,6 2146,16
Команда - 14,3 5,77 - 1444,3 582,77
Груз в трюмах 4,69 3,43 30391,2 22226,4
Балласт 4,38 1,98 27725,4 12533,4
Итого:     -53796,3 80778,73

 

Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:

XG = = = 2,3 ZG = = = 3,4

 

Судно с трюмным грузом и 100% запасов

Наименование статей нагрузки   Вес, Р кН Плечи весов, м Статические моменты весов, кНм
X Z Мх Мz
Судно порожнем - 8,30 4,68 - 76775
Судовые запасы - 30,3 1,93 - 33693,6 2146,16
Команда - 14,3 5,77 - 1444,3 582,77
Груз в трюмах 4,69 3,43 30391,2 22226,4
Палубный груз 7,5 39877,5
Балласт 4,38 1,98
Итого:     -25853,7 123672,83

 

 

Координаты центра тяжести судна для этих состояний загрузки находятся по формулам:

XG = = = -0,85 ZG = = = 4,1

 

Осадка судна с палубным грузом

Из приложения 5 при V=2995,02 м3:

XС = – 1,061 м ; ТСР = 3,17 м ; mΔ = 551,9 кН/см ; ХF = –1,701 м

1. Рассчитывают дифферентующий момент МДИФ по формуле:

МДИФХ – D . XС = –25853,7– 30100 . (–1,061) = –6082,4 кНм

где МХ -статический момент водоизмещения относительно миделя; D - водоизмещение, кН; ХС - абсцисса центра величины.

2. Определяют дифферент Δ по формуле:

Δ= = –0,11м.

где m - момент, дифферентующий на 1 см.

3. Осадка носом

ТН = ТСР + Δ (0,5 – ХF/L) = 3,17–0,11. (0,5+1,701/92)=3,11 м

где ТСР- средняя осадка; XF - абсцисса ЦТ площади ватерлинии; L - расчетная длина судна.

4. Осадка кормой

ТК = ТСР – Δ. (0,5 +ХF/L) = 3,17 +0,11. (0,5 - 1,701/92)=3,22 м

 

Осадка судна без палубного груза

Из приложения 5 при V=2465,97 м3:

XС= –0,8025 м; ТСР= 2,65 м; mΔ=513,925 кН/см; ХF= –1,53 м

1. Рассчитывают дифферентующий момент МДИФ по формуле:

МДИФ= МХ – D . XС= –5965,3 кНм

2. Определяют дифферент Δ по формуле:

Δ= = –0,11 м

3. Осадка носом

ТН= ТСР + Δ (0,5 – ХF/L) = 2,59 м

4. Осадка кормой

ТК = ТСР – Δ. (0,5 +ХF/L) = 2,69 м

 

 

Остойчивость судна

      С палубным грузом Без палубного груза
Водоизмещение D=P кН
Момент МZ кНм 123672,83 80778,73
Допустимый момент МДОП кНм
Разность ΔМ=MZI–МДОП кНм -11327,17 -26421,676
Допустимая метацентрическая высота hДОП м 1,6 2,0
Метацентрическая высота h м 1,95 3,25

 

 

ΔМ < 0: Отрицательное значе­ние разности ΔМ указывает на то, что точка с координатами D1 и MZ1 ле­жит ниже кривой предельного момента веса и, следовательно, судно в дан­ном состоянии удовлетворяет требованиям остойчивости РМРС в части величины метацентрической высоты.

Расчет плеч статической остойчивости

 

С палубным грузом (V=2995 м3; ZG = 4,1м)

 

Угол крена θ°
Sin θ ° 0,174 0,342 0,5 0,643 0,766 0,866 0,94 0,985
Плечо lРθi , м 1,03 2,02 2,86 3,43 3,66 3,57 3,28 2,93 2,55
ZG *sin θ 0, м 0,713 1,402 2,05 2,636 3,14 3,55 3,854 4,038 4,1
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м 0,316 0,617 0,81 0,793 0,519 0,02 -0,574 -1,108 -1,55

 

 

Без палубного груза (V= 2465,9 м3; ZG = 3,4 м)

 

Угол крена θ°
Sin θ ° 0,174 0,342 0,5 0,643 0,766 0,866 0,94 0,985
Плечо lРθi , м 1,11 2,18 3,11 3,76 4,01 3,89 3,55 3,11 2,65
ZG *sin θ 0, м 0,591 1,162 1,7 2,186 2,604 2,944 3,196 3,349 2,81
lBθi= lРθi - ZG* sin θ 0i , м 0,519 1,01 1,41 1,573 1,405 0,945 0,354 -0,239 -0,75

 

 

-- С палубным грузом

-- Без палубного груза

 

Требования РМРС:

1) Максимальное плечо ДСО lMAX должно быть не менее 0,2 м, для судов длиной L>80 м, при θ > 30°. В данной работе lMAX= 0,793 для судна с палубным грузом, lMAX = 1,573 м для судна без палубного груза.

2) Закат диаграммы должен быть не менее 60°. В данной работе 60° < θЗАК <70° для судна с палубным грузом и 80° < θЗАК <90° для судна без палубного груза.

3) Начальная поперечная метацентрическая высота должна быть положительна. Угол максимума диаграмм θMAX >30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.

 

Расчет диаграммы динамической остойчивости

 

С палубным грузом

θ° lB ∑(2)попарно ∑(3)сверху ld=0,0872*(4) АB = D * (5)
0,316 0,316 0,316 0,027 827,75
0,617 0,933 1,249 0,108 3250,8
0,81 1,427 2,676 0,233 7013,3
0,793 1,603 4,279 0,373 11227,3
0,519 1,312 5,591 0,487 14658,7
0,02 0,539 6,13 0,534 16073,4
-0,574 -0,554 5,576 0,486 14628,6

 

Без палубного груза

θ° lB ∑(2)попарно ∑(3)сверху ld=0,08725*(4) АB = D * (5)
0,519 0,519 0,519 0,045 1115,2
1,01 1,529 2,048 0,178 4411,3
1,41 2,42 4,468 0,389 9640,5
1,573 2,983 7,451 0,649 16084,1
1,405 2,978 10,429 0,909 22527,7
0,945 2,35 12,789 1,115 27633,045
0,354 1,299 14,088 1,228 30433,5
-0,239 0,115 14,2003 1,238 30681,3
-0,75 -0,989 13,214 1,15 28500,45

 

 

 

-- С палубным грузом

-- Без палубного груза

 

Требования ИМИ:

1) Плечо динамической остойчивости ld при угле крена θ= 40° должно быть не менее 0,09 м. В данной работе ld = 0,373 м для судна с палубным грузом и ld= 0,649 м для судна без палубного груза.

2) Плечо динамической остойчивости ld при угле крена θ= 30 0 должно быть не менее 0,055 м. В данной работе ld = 0,233м для судна с палубным грузом и ld = 0,389м для судна без палубного груза

3) Разность плеч динамической остойчивости ld при углах крена θ = 40° и θ= 30° должна быть не менее 0,03 м. В данной работе Δld = 0,162 м, для судна с палубным грузом и Δld =0,26 для судна без палубного груза.

4) Плечо статической остойчивости при угле крена θ≥ 30° должно быть не менее 0,2 м, хотя бы в одной точке DCO.

5) Максимум DCO должен быть при угле крена θ ≥ 30°. В данной работе θ = 40° для судна с палубным грузом и θ = 45° для судна без палубного груза.

6) Для грузовых и пассажирских судов метацентрическая высота должна быть h >0,15 м. В данной работе h = 1,95 м для судна с палубным грузом и h = 3,25 м для судна без палубного груза.