Эксплуатационные качества маломерного судна

Водоизмещение

Как известно по закону Архимеда любое плавающее тело вытесняет объем воды, масса которой равна массе этого тела. Применительно к судну, можно связать оба вида водоизмещения формулой:

Вместимость

Под валовой вместимостью понимается полный объем всех помещений судна, кроме объемов рулевой рубки, камбуза и туалета. Вместимость измеряется в м3 Чтобы получить валовую вместимость в регистровых тоннах необходимо полученную величину в м 3 разделить на 2,83

Для приближенного расчета валового объема судна без надстроек можно использовать формулу:

V = S 1 L нб B нб Н

Грузоподъемность

Пассажировместимость

Под пассажировместимостью понимается количество людей, разрешенное к размещению на судне в данных условиях плавания.

Пассажировместимость зависит от грузоподъемности:

Скорость

Автономность и дальность плавания

Во время эксплуатации судна расходуются топливо, питьевая вода, продукты и другие судовые запасы. Способность судна находиться в течение определенного времени в плавании без пополнения запасов называется автономностью плавания. Автономность плавания измеряется, как правило, в сутках и зависит от типа судна и характера его эксплуатации. При этом для маломерных судов автономность плавания колеблется в значительных временных пределах, т.к. на моторной лодке или катере уже через несколько часов движения запасы топлива могут быть израсходованы и без их пополнения дальнейшее плавание невозможно. Под понятием дальность плавания для маломерного судна целесообразно считать расстояние, которое судно способно пройти, использовав полностью максимальный запас топлива.

Источник

Расчет водоизмещения, константы, количества груза

Расчет чистого водоизмещения судна производят по формуле (27):

Net Displacement = D – E (27)

Расчет «константы» производят по формуле (28):

Constant = Net Displacement – Lightship (28)

Расчетную константу следует сравнить с константой декларируемой судном до начала ДС.

При расхождениях в значениях декларируемой и расчетной константы более 10%, сюрвейер должен перепроверить правильность расчетов осадки, водоизмещения, других исходных данных, запросить у судна результаты расчета константы по предыдущим ДС и значения константы в судовых документах (по результатам кренования или взвешивания в доке).

Примечания

1 Иногда в разных судовых документах, по небрежности, может быть указано несколько значений веса судна порожнем. Например, после модернизаций, связанных с серьезными корпусными работами (удлинение / укорочение корпуса) – вес порожнем обязательно подлежит коррекции – и в информации об остойчивости может быть указано откорректированное значение, а в других документах (или судовой бортовой программе) оставлено прежнее значение. Во избежание возможной путаницы, следует всегда сопоставлять, какому конкретно значению Lightship соответствует заявляемое судном значение Constant.

Заниженная или отрицательная константа чаще всего встречается на небольших судах (дедвейтом до 10 000 тонн) и редко на больших судах (дедвейтом более 50 000 тонн). Отрицательная константа служит индикатором о возможных ошибках в судовых данных, переоценке количества балласта для судна порожнем или занижении осадок, ошибке в выполнении ДС.

Отрицательная константа может быть также последствием завышенного количества топлива, декларируемого судном, конструктивных модификаций судна, не внесенных в судовые документы или подмены судовой документации.

2 Значительная отрицательная константа часто получается на судах класса «река-море» и может достигать значения порядка «минус 200» тонн, при значениях Lightship порядка 1800 тонн. Кроме перечисленных выше, могут быть следующие причины:

— в судовых документах указано неправильное значение Lightship;

— значительный изгиб корпуса (применение МММ такой изгиб не компенсирует, поэтому происходит ошибка при расчете водоизмещения).

Завышенная или большая положительная константа может быть индикатором о недооценке количества запасов на судне, завышении осадок, неучтенном балласте, пресной воде, ошибке в декларации топлива, в судовых документах, ошибке в выполнении ДС.

В константу входит весь неучтенный вес. Поэтому, если этот вес не изменяется между начальным и конечным ДС, величина и знак константы (положительный или отрицательный) на результат определения количества груза не влияет.

Количество груза рассчитывают по формуле (29):

Cargo = Net Loaded – Net (29)

Источник

Как посчитать водоизмещение судна формула

Для изучения формы корпуса, оказывающей значительное влияние на навигационные качества судна, корпус принято рассекать тремя взаимно перпендикулярными плоскостями, которые называются главными плоскостями судна (рис.1а.), (рис.1б.), (рис.1в.).

Вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части, называется диаметральной плоскостью.
Вертикальная поперечная плоскость, проходящая посередине расчетной длины корпуса судна и делящая его на носовую и кормовую части, называется плоскостью мидель-шпангоута.
Горизонтальная плоскость, совпадающая с поверхностью спокойной воды при плавании судна по расчетную осадку и делящая судно на подводную и надводную части, называется плоскостью конструктивной ватерлинии (КВЛ), или плоскостью грузовой ватерлинии (ГВЛ).

Важными характеристиками для оценки навигационных качеств корпуса судна являются коэффициенты полноты его обводов.

Судно может находиться в равновесии на воде при соблюдении двух условий: во-первых, сила веса судна с находящимся на нем грузом должна равняться силе водоизмещения и, во-вторых, сила веса и сила водоизмещения должны действовать по одной вертикали. Из второго условия вытекает, что центр величины судна должен быть расположен на одной вертикали с его центром тяжести.

Для того чтобы вычислить водоизмещение судна по его теоретическому чертежу, нужно определить объем подводной части корпуса. Корпус судна в большинстве случаев имеет криволинейные обводы. Поэтому точный объем подводной части корпуса, как правило, вычислить не удается. В теории корабля для определения объемного водоизмещения судна, а также для вычисления площадей криволинейных фигур чаще всего пользуются приближенным приемом, называемым правилом трапеций (рис.2.).

Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна строят специальную эпюру, называемую строевой по шпангоутам (рис.4.).
Для построения этой эпюры горизонтальная линия, выраженная в принятом масштабе теоретическую длину судна, делится на n одинаковых частей, равных числу шпаций на теоретическом чертеже судна.
На перпендикулярах, восстановленных в точках деления, откладывают в определенном масштабе величины площадей погруженных частей соответствующих шпангоутов и концы этих отрезков соединяют плавной линией.
Площадь строевой по шпангоутам равна объему водоизмещения судна.

Так как центр величины судна находится в центре тяжести подводной части судна, а площадь строевой выражает собой объем подводной части, то абсцисса центра тяжести строевой по шпангоутам равна абсциссе центра величины судна.
Аналогичная эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте судна, называется строевой по ватерлинии (рис.5.).

Площадь строевой по ватерлиниям также равна объемному водоизмещению судна, а ордината ее центра тяжести определяет положение центра величины судна по его высоте.

Остойчивость судна

Наклонение судна может произойти под действием различных сил: давления ветра, давления воды на руль, перемещения груза на судне, приема или снятия части груза, натяжения буксирного троса и др.
Расчет остойчивости имеет своей целью установление условий безопасного плавания судна при действии на него перечисленных сил.

Для примера рассмотрим условия плавания судна, получившего крен или дифферент под действием каких-то внешних сил, не изменивших общего веса судна, например, сил давления ветра (рис.6.), (рис.7.). Будем считать, что все грузы на судне закреплены и на нем не имеется жидких и сыпучих грузов.

Определение местоположения центра тяжести, центра величины и метацентра судна

Местоположение различных точек судна рассматривается в системе координатных осей, показанных на (рис.10а.) и (рис.10б.).

За начало координатных осей принимается точка пересечения диаметральной плоскости, плоскости мидель-шпангоута и основной плоскости, проходящей параллельно конструктивной ватерлинии на глубине, равной осадке судна.

Изменение остойчивости судна под действием вертикальных сил

При проектировании и эксплуатации лесосплавных судов, а также разнообразных машин и механизмов на плавучих основаниях возникает необходимость решения ряда практических задач, связанных с расчетом остойчивости судна.

Покажем три наиболее характерных случая, когда линия действия вертикальной силы проходит через центр тяжести судна, линия действия вертикальной силы расположена в диаметральной плоскости и линия действия вертикальной силы расположена в плоскости мидель-шпангоута.

1. Линия действия вертикальной силы проходит через центр тяжести судна

2. Линия действия вертикальной силы расположена в диаметральной плоскости судна

Под действием силы P1 судно получит дополнительную осадку, что вызовет изменение метацентрических высот. Новое значение большой метацентрической высоты судна H определяется по формеуле представленной ранее.

3. Линия действия вертикальной силы расположена в плоскости мидель-шпангоута

Рассуждая таким же образом, как и при решении предыдущей задачи, рассмотрим отдельно действие на судно силы P1 и пары сил P и P2 (рис.13.).

Источник

Расчёт водоизмещения судна перед загрузкой

А. Для начальной посадки судна рассчитываются по формулам:

средняя осадка судна

(1.10)

отношение дифферента судна к длине судна между перпендикулярами:

(1.12)

Подставляем значения величин и получим:

Т_{ср 0}=(-0,17+5,82)/2=2.825м

d₀=-0,17-5,82=-5,99м

Б. С рассчитанным значением средней осадки судна Т_ср0 входим в «Грузовую шкалу» и путём линейной интерполяции определяем значения следующих величин для плотности пресной воды r_пр.в =1.0 т/м 3

водоизмещение судна для положения на ровный киль, которое равно:

₀ ‘ =7000 т

число тонн на 1см осадки судна:

g₀=29,19 т/см

которые исправляются поправкой на плотность морской воды в порту погрузки по формулам:

=((1,011-1)/1)*7000=77,0 т (1.13)

=((1,011-1)/1)*29,19=0,318 т/см (1.14)

Значение водоизмещения судна и числа m на 1 см осадки судна g₀ с учетом поправок на плотность морской воды в порту погрузки рассчитываются по формулам:

= 7000+77,0=7077,0т(1.15)

= 29,19+0,318=29,508 т/см (1.16)

Подставим значения в формулы:

=77,0 т =0,318 т/см =7077,0 т =29,508 т/см

В. С рассчитанным значением средней осадки Т_ср.0. входим в «Кривые элементов теоретического чертежа судна» и путём линейной интерполяции определяем следующие 17 значений расчётных величин, которые сведены в таблицу 1.3.

Г. Рассчитываем значение момента, дифферентующего судно на 1 см формуле:

= 253/100*2,825=0,896 т/см (1.17)

Д. По чертежу расположения марок углубления судна путем графических построений определяем:

отстояние носовой марки углубления судна от носового перпендикуляра:

9,5 м

отстояние кормовой марки углубления судна от кормового перпендикуляра:

4,3 м

Е. Рассчитываются поправки к водоизмещению судна D_о, определяемому по «грузовой шкале «:

на дифферент судна:

(1.18)

ΔDдиф =100*29,508*(-0,034)*(0,454+(0,896/2*29,508))=-47,64 т

на обводы корпуса судна в оконечностях:

(1.19)

на изгиб корпуса судна в средней части:

(1.20)

ΔDизг=0,74*29,508*0,454= 9,91 т

где — стрелка прогиба корпуса судна в средней части, измеряемое в сантиметрах и рассчитывается по формуле:

(1.21)

fo=(2.74-2.825*((9,5-4,3)/2)*(-0.034))*100= 0,454 т

Водоизмещение судна с учётом поправок при начальной посадке:

(1.22)

Ж. Положение центров величины судна X_со и центра тяжести судна X_g с учётом дифферента судна при начальной посадке рассчитывается по формуле:

центра величины судна:

=2,46+(-0,0344)*574=-17,31 м (1.23)

центра тяжести судна:

=-17,31-(10,85-1,46)*(-0,0344)=-16,98 м (1.24)

З. По значению осадки судна в полном грузу по летнюю грузовую марку входят в «Грузовую школу » и путём линейной интерполяции определяем значение следующих величин для плотности пресной воды (r=1,0 т/м 3 );

водоизмещение судна в полном грузу по летнюю грузовую марку: 29700 т

дедвейт судна в полном грузу на летнюю грузовую марку: 22700 т

число тонн на 1 см осадки судна по летнюю грузовую марку: 34,50 т/см

Эти величины корректируются с учётом поправки на плотность морской воды в порту погрузки: = 29700*((1,011-1)/1)=323,1 т (1.25)

= 22700*((1,011-1)/1)=247,0 т (1.26)

= 34,50*((1,011-1)/1)=0,375 т/см (1.27)

=29700+321,1=30023,1 т (1.28)

=22700+247,0=22947,0 т (1.29)

= 34,50+0,375=34,857 т/см (1.30)

И. Величина значения чистой грузоподъёмности судна на заданный рейс рассчитывается:

=30023,1-(7077,0+2869,2)=20378,89 т (1.31)

полученное значение чистой грузоподъёмности судна сравнивается с массой перевозимого груза на заданный рейс:

20378,89 т>15200 т(1.32)

Источник

Определение водоизмещения судна, коэффициентов полноты, мощности в первом приближении

Страницы работы

Содержание работы

С помощью исходных данных определить водоизмещение судна, главные размерения, коэффициенты полноты, мощность в первом приближении.

Водоизмещение определить следующими способами:

— метод уравнения масс

— с использованием коэффициента утилизации

Тип судна: сухогрузный теплоход

Грузоподъёмность G, т: 4500

Скорость хода V, км/ч: 19,5

Вид груза (удельный погрузочный объём V_уд): 1,44

Допустимая осадка Т, м: 3,30

Номер прототипа: 1565

Таблица 1. Основные характеристики прототипа и проектируемого судна

Грузоподъёмность G, т

Мощность судна ∑P_s, кВт

Скорость хода V, км/ч

Коэффициент утилизации водоизмещения η

Адмиралтейский коэффициент С_а

Коэф. массы корпуса с оборудованием р_к, т/м 3

Коэф. массы механизмов м.о. р_m т/кВт

Автономность плавания t_a, сут.

Число мест для экипажа n_э, чел.

Относительная длина ф.п. и а.п. l_ф.а.

Относительная длина м.о. l_м.о.

Кубический модуль LBH, м 3

Относительная высота люка h_л

Относительная ширина люка b_л

Относительная длина люка l_л

Определение водоизмещения методом уравнения масс.

Определяем адмиралтейский коэффициент по формуле:

2158,851 т 2/3 км 3 /ч 3 /кВт,

V ’ – скорость хода судна прототипа

∑Р_s – мощность судна прототипа

Рассчитываем коэффициент массы корпуса с оборудованием судна прототипа:

0,118 т/м 3

где масса корпуса с оборудованием 1600 – 19,5=1508,5 т

D’₀ – водоизмещение порожнём

m_м.о. – масса механизмов машинного отделения

Определяем коэффициент массы механизмов машинного отделения судна прототипа:

0,069, т/кВт

Определяем массу машинного отделения:

54+21,8+2,2+13,5=91,5, т

Кубический модуль судна прототипа:

Кубический модуль проектируемого судна:

,

где ε =1 – коэффициент неплотности укладки груза

V_уд – удельный погрузочный объём проектируемого судна

G – грузоподъёмность проектируемого судна

l_ф.а. – относительная длина ф.п. и а.п. проектируемого судна

l_м.о. – относительная длина м.о. проектируемого судна

b_н.б. – относительная ширина набора проектируемого судна

l_л – относительная длина люка проектируемого судна

b_л – относительная длина люка проектируемого судна

h_л – относительная длина люка проектируемого судна

= 13523,1826

Адмиралтейский коэффициент для проектируемого судна:

,

а = 1+(1-)(15,5*F’_r-2) =1+(1-)*(15,5*0,15 – 2) = 1,008

число Фруда F_r = = = 0,15

=2158,527

Чистый дедвейт проектируемого судна рассчитывается по формуле:

,

где m_э = m_э*n_э = 0,12*20 = 2,4 т – масса экипажа

m_ф. = m_ф.*n_э*t_ф = 0,06*20*10 = 12 т – масса фикально-сточных вод

т

Дедвейт проектируемого судна рассчитывается:

Водоизмещение проектируемого судна выражаем из уравнения:

= 2%

0,98D= 0,118*13523,1826+(0,069+0,088)* +4544,72

0,98D=2134,736D 2/3 +4544,72

x = =

Источник