Запасы плавучести, остойчивости и прочности .

Запас плавучести определяет предельный объем воды, при поступлении которой внутрь корпуса судно еще остается на плаву. Это основной фактор, обеспечивающий мореходное качество плавучесть судна.

Сущность борьбы за непотопляемость состоит в том, чтобы предотвратить гибель судна от потери остойчивости или плавучести. В процессе борьбы за непотопляемость следует стремиться к восстановлению его остойчивости и запаса плавучести, а также обеспечить другие мореходные качества.

Непотопляемость морских судов регламентируется Правилами Регистра, разработанными на основе Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г. (СОЛАС-74). В соответствии с этими правилами судно считается непотопляемым, если после затопления одного любого отсека или нескольких смежных, количество которых определяется в зависимости от типа и размеров судна, а также числа находящихся на судне людей (обычно это один, а для крупных судов — два отсека), судно погружается не глубже, чем по предельную линию погружения. При этом начальная метацентрическая высота поврежденного судна должна быть не менее 5 см, а максимальное плечо диаграммы статической остойчивости — не менее 10 см, при минимальной протяженности положительного участка диаграммы 20°.

Коэффициенты проницаемости. Объем затопленного отсека, вычисленный по теоретическому чертежу без вычета объема находящихся в отсеке предметов и набора корпуса, называется его теоретическим объемом υ _т.

Фактическим объемом затопленного отсека υ называется объем отсека нетто, т. е. за вычетом объема предметов и конструкций, находящихся в затопленной части отсека. Отношение μ = υ / υ _т называется коэффициентом проницаемости затопленного отсека.

Площадь s поверхности воды в затопленном отсеке также отличается от теоретической площади s _т, поскольку часть ее будут занимать площади сечений предметов, находящихся в отсеке. Соответствующее отношение μ _s = s/ s _т   называется коэффициентом проницаемости ватерлинии затопленного отсека.

1. Изменение средней осадки после затопления отсека:

Δ T = ρ * V з/ ρ (Sα - S от)= V з/ Sα - S от

Vз - объем затопленного отсека;

ρ - плотность воды т/м3

Sα -площадь действующей ватерлинии м2;

Sот - площадь затопленного отсека (потерянная площадь ватерлинии) м2;

2. Изменение малой (поперечной) метацентрической высоты.

Определяется изменением метацентрического радиуса и аппликаты ЦВ.

Δ h м = Δr + ΔZc

Метацентрический радиус изменяется из-за уменьшения момента инерции площади ватерлинии на величину площади затопленного отсека.

Δr = ΔI x / V =-(Ix + S от y 2)/ V

Ix - момент инерции площади первоначальной ватерлинии м4;

V - объемное водоизмещение судна - м3

Изменение ЦВ

Δ Zc = V з/ V (T + Δ T /2 - Z)

Z - апликата ЦТ объема затопленного отсека.

Тогда измененное значение метацентрической высоты будет

h 'м = h м-1/ V [ Ix + S оту ² - V 3 (T + ΔT /2 - Z)]

Если считать, что Z=T/2, то

h 'м = h м - 1/ V [ Ix + S от y ^{2 -} - V ³ /2 (T + ΔT)]

Вопросы для самоконтроля.

1. Что вы понимаете под затоплением I категории?

2. Что вы понимаете под затоплением II категории?

3. Что вы понимаете под затоплением III категории?

4. Что вы понимаете под затоплением III категории?

5. Что вы понимаете под затоплением IV категории?

6. Что вы понимаете под затоплением V категории?

7. Из чего складывается борьба за непотопляемость?

8. Что запас плавучести определяет?

9. Каким документом регламентируется непотопляемость морских судов?

10. Что называется непотопляемостью?

Судовые движители

Судовыми движителями называются специальные устройства, которые преобразуют энергию главных двигателей в движущую силу (полезную тягу), необходимую для преодоления сопротивления среды движению судна и обеспечения заданной скорости его движения.

По принципу действия судовые движители являются гидрореактивными, т.к. они создают движущую силу за счет реакции масс воды, отбрасываемых рабочими деталями движителя – лопастями – в сторону, противоположную движению судна.

В настоящее время на водном транспорте применяются следующие основные типы судовых движителей: гребной винт, гребное колесо, крыльчатый и водометный движители.

Гребной винт служит основным типом движителя для морских судов. Он состоит из нескольких лопастей, расположенных на ступице на одинаковых угловых расстояниях друг от друга. Число лопастей гребных винтов колеблется от 2 до 6. В целях предотвращения вибраций кормовой оконечности одновинтовых судов, число лопастей гребного винта принимают не менее четырех. Диаметр гребных винтов крупных современных судов достигает 6 – 8 м

Рис. 1. Винт фиксированного шага.

Вопросы для самоконтроля по разделу 2. Теория судна.

1. Что такое теоретический чертеж судна?

2. Что относится к главным размерам (размерениям) судна?

3. Что называется посадкой судна и какими параметрами она характеризуется?

4. Какие могут быть типовые случаи посадки судна?

5. Как практически определяют параметры посадки судна?

6. Что называется плавучестью судна и какие силы действуют на плавающие судно?

7. Каковы условия равновесия плавающего судна?

8. Что понимается под водоизмещением судна и в каких единицах оно измеряется?

9. Что называется нагрузкой судна?

10. Что понимается под постоянными и переменными грузами на судне?

11. Как классифицируют водоизмещение судна в зависимости от его нагрузки?

12. Что понимается под запасом плавучести судна?

13. Как вычисляется запас плавучести неповрежденного судна?

14. Что называется кривыми элементов теоретического чертежа?

15. Что называется остойчивостью судна и какие виды остойчивости различают?

16. Что называется метацентром и метацентрическим радиусом?

17. Что называется метацентрической высотой?

18. Как вычисляют метацентрические высоты неповрежденного судна?

19. Как возникают восстанавливающие моменты при наклонениях судна?

20. Что такое метацентрические формулы остойчивости?

21. Как вычислить момент, кренящий судно на один градус, и момент, дифферентующий судно на 1 см?

22. Каково условие начальной остойчивости судна?

23. Что называется остойчивостью формы и остойчивостью нагрузки и как они влияют на остойчивость судна?

24. Что называют мерами начальной остойчивости?

25. Какие величины используют в качестве этих мер?

26. Как изменяются посадка и остойчивость судна при переносе грузов в произвольном направлении?

27. Как изменяются посадка и остойчивость судна при приеме или расходовании малого груза в произвольном месте судна?

28. Как влияют на остойчивость жидкие грузы со свободной поверхностью?

29. Как в период эксплуатации судна уменьшают влияние на остойчивость свободной поверхности жидких грузов?

30. Как влияют на остойчивость свободные поверхности в сообщающихся цистернах, значительно удаленных друг от друга?

31. Как влияют на остойчивость судна подвешенные и перекатывающиеся грузы?

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ № 2

Студент заочной формы обучения выполняет свой вариант контрольной работы до начала 1семестра на 3 курсе.

В таблице № 1 десять вариантов нагрузок (1- 10), осадка снятая до погрузки включена в таблицу  под №1 -и осадка судна снятая после погрузки под №2.

Студенту заочной формы обучения необходимо внимательно изучить задания и методические рекомендации по выполнению контрольных задач.

Задача № 1

Рейс: Роттердам - С-Петербург

Рассчитать количество навалочного груза по снятой осадке до начала погрузки (в балласте) и после погрузки используя бланк расчета.

1 - (Тн, Тк) осадка снятая до погрузки судна (в балласте) в см.

2 - осадка снятая после принятия груза на борт (Тн, Тк) в см.

q - число тонн на 1 см

Плотность воды 1,025 т/мз

Длина судна L=110,00 м

Судно порожнем Р, т =1176.96 т.

Таблица №1

10