где М - водоизмещение судна, т (см. Часть 2)

 - длина всех трюмов,  = 61 м (определяется по рисунку 1.1 с учетом масштаба по длине);

mзерн - удельный погрузочный объём зернового груза, м3/т;

k =1,06 для полностью загруженного трюма, k =1,12 для частично загруженного трюма

Удельный погрузочный объём m кукурузы равен 1,4 м3/т

Из формулы (4.12) получаем:

Для проверки остойчивости после смещения зерна в обоих случаях на график статической остойчивости (Рисунки 4.9, 4.11) наносят график кренящего момента. График кренящего момента в соответствии с Правилами Регистра судоходства представляется прямой линией, проведенной через точки с координатами Q =00;  и Q =400; . Статический угол крена от смещения зерна определяется по диаграмме статической остойчивости.

Остаточная площадь диаграммы после смещения зерна Sост вычисляется по диаграмме статической остойчивости численными методами.

Рисунок 4.9 - Диаграмма статической остойчивости в случае полного заполнения трюмов.

 град.м.=0,157 рад.м., что больше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м).

б) Рассмотрим второй случай, когда предусматривается частичное заполнение трюмов. В случае частичной загрузки трюмов (Рисунок 4.10) условный расчётный угол смещения поверхности зерна принимается равным 250.

Расчётный объёмный кренящий момент от поперечного смещения зерна, отнесённый к единице длины грузового помещения, в соответствии с Правилами Регистра, определяется по формуле (4.11)

Для вычисления Sпуст воспользуемся формулой:   

Sпуст = (B2тр*tg250)/8                                                                               (4.15)

где Sпуст - площадь пустоты после смещения, м2

Bтр - ширина трюма, Bтр = 9,9 м

 Sпуст =9,92/8*0,466 = 5,71 м2.

Рисунок 4.10 - Схема перемещения зерна в случае частичного заполнения трюма.

Поперечное смещение пустоты упуст вычисляется по формуле (из Рисунка 4.10):

упуст = Bтр- Bтр/6- Bтр/6

упуст = 9,9-9,9/6-9,9/6 = 6,6 м

Используя формулу (4.9), найдём расчётный кренящий момент MLy:

MLy = 5,71*6,6=37,69 м3

Плечо расчётного кренящего момента определяется по формуле (4.14)

	Q, град

 

Рисунок 4.11 - Диаграмма статической остойчивости в случае частичного заполнения трюмов

Остаточную площадь диаграммы определим из заштрихованного  прямоугольного треугольника:

 град.м. =0,051 рад.м., что меньше чем 0,075 рад.м. (или 4,3 град.м.).

Проверка требований остойчивости судна в соответствии с Правилами Регистра судоходства:

 Согласно «Международного зернового кодекса» и отечественным правилам перевозки зерна характеристики остойчивости судна, после смещения зерна, должны удовлетворять следующим требованиям:

·        угол статического крена судна qд  от смещения зерна не должен превышать 12° или угла входа палубы в воду qd, если он меньше 12°.

·        остаточная площадь Sост диаграммы статической остойчивости между кривыми восстанавливающих и кренящих плеч до угла крена, соответствующего максимальной разности между ординатами двух кривых qmax или 40°, или угла заливания qзал в зависимости от того, какой из них меньше, при всех условиях загрузки должна быть не менее 0,075 м. рад.

У судов типа «Амур» угол заливания равен qзал = 29,12о.

В случае полного заполнения трюмов угол статического крена судна Qст равен 1,20, а это меньше 120. Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,19 рад.м., что больше 0,075 рад.м.

Следовательно, можно сделать вывод, что в случае полного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна удовлетворяют всем требованиям.

В случае частичной загрузки трюмов угол статического крена судна Qд равен 12,70, а это больше 120. Остаточная площадь диаграммы статической остойчивости приблизительно равна 0,051 м.рад, что меньше 0,075 м.рад.

Тогда, делаем вывод, что в случае частичного заполнения трюмов характеристики остойчивости судна после смещения зерна не удовлетворяют всем требованиям.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЗОН БОРТОВОЙ, КИЛЕВОЙ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКИ С ПОМОЩЬЮ  УНИВЕРСАЛЬНОЙ

ДИАГРАММЫ Ю.В. РЕМЕЗА.

5.1. Определение периодов собственных бортовых, килевых и вертикальных колебаний судна в заданном случае нагрузки.

Значительное возрастание амплитуд бортовых и килевых колебаний судна наблюдается на нерегулярном волнении при совпадении среднего кажущегося периода волн и периода бортовой, килевой или вертикальной качки.

Собственные периоды различных видов качки определяются по формулам

 - для бортовой качки;                                                          (5.1)             

 - для килевой и вертикальной качки                 (5.2)       

где Тq, Тy, Тz - периоды бортовой, килевой и вертикальной качки

соответственно, с;

В - ширина судна; В = 13,43 м (см. Часть 1);    

d - осадка судна; d = 4 м (см. Часть 1);

с - инерционный коэффициент судна; с = 0,8 с/м1/2

h  - метацентрическая высота судна; h = 1,40 м (см. Часть 2)

Тогда, используя формулу (5.1), найдём период бортовой качки:

,  Тq = 9,08 с

Используя формулу (5.2), найдём период килевой и вертикальной качки:

Тy = Тz = 2,4.41/2 = 4,8 с

5.2. Определение резонансных сочетаний курсовых углов и скоростей судна для бортовой и килевой качки при волнении с интенсивностью 4 и 6 баллов.

Найдём расчётную длину волны по формуле:

                                                                                (5.3)                               

где tо - средний период нерегулярных волн, c;

kl - коэффициент, учитывающий степень нерегулярности волнения;

kl принимается kl = 0,78.

 Период tо может быть вычислен по следующей формуле:

                                                                                         (5.4)

где h3% - определяется по шкале Бофорта.

Расчет производится для волн, высота которых соответствует 4 и 6

балльному волнению.

При 4-х балльном волнении высота волны   h3%=1,625 м

При 6-ти балльном волнении высота волны h3%=4,75 м

Тогда по формуле (5.4)

tо = 3,1 . 1,6251/2 = 3,95 с

tо = 3,10 . 4,751/2 = 6,75 с

Подставляя в формулу (5.3), полученные значения tо, найдём расчётную длину волны

l = 1,56. 0,78. 3,952 = 18,98 м - при 4-х балльном волнении

l = 1,56. 0,78. 6,752 = 55,44 м - при 6-ти балльном волнении

Резонансные зоны для каждого вида качки определяются по диаграмме Ю.В.Ремеза (Рисунки 5.1-5.4) в следующей последовательности. Откладываем расчетную длины волны на оси ординат и через нее проводим горизонталь до пересечения с границами интервалов.

Тq1=0,7 Тq ; Tq2=1,3 Tq

Тy1=0,7 Тy; Ty2=1,3 Ty

Таким образом:

Для бортовой качки граница определяется

    Тq1= 0,7 . 9,08 = 6,36 с

    Тq2= 1,3 . 9,08 = 11,8 с

Для килевой качки граница определяется

    Тy1= 0,7 . 4,8=3,76 с

    Тy2= 1,3 . 4,8=6,24 с

Из точек пересечения проводят вертикальные линии до границы, соответствующей максимальной скорости судка в нижней части диаграммы (10 узлов).

Зона, ограниченная вертикальными линиями и полукруглой частью диаграммы, представляет область сочетаний скоростей и курсовых углов судна, неблагоприятных в отношении указанных видов качки.

При анализе и использовании этих расчетов следует помнить, что при курсовых углах (0° < q <12° (встречное волнение) и 168°< q < 180° (по­путное волнение) даже в условиях резонанса амплитуды бортовой качки будут незначительны. Поэтому эти диапазоны курсовых углов можно не относить к опасным.

Аналогичным образом из резонансной зоны для килевой качки можно исключить курсовые углы 78° < q < 102°.

6. Литература.

1.       Гуральник Б.С., Мейлер Л.Е. «Оценка посадки, остойчивости и поведения судна в процессе эксплуатации». Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Основы теории судна» для курсантов дневной и заочной формы обучения по специальности 240100 “Организация перевозок и управление на транспорте”. – Калининград, БГА РФ, 2003 г. – 28 с.

2.          Кулагин В.Д. Теория и устройство промысловых судов: Учебник
для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1986. - 392 с.

3.          Правила  классификации  и  постройки  морских судов: В 2-х т.- СПб.: Морской Регистр судоходства, 1995 г.

4.          Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев «Справочное руководство по физике». – М.: Наука, 1982. – 620 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5