Проверка остойчивости по требованиям Регистра судоходства Украины и ИМО

Требования к остойчивости судов Регистра судоходства Украины содержатся в части IV «Правил класифікації та побудови морських суден» (том 2, Київ, 2009). Эти требования соответствуют рекомендациям ИМО по остойчивости для судов, выполняющих международные рейсы.

Значения нормируемых Кодексом остойчивости величин приведены в табл. 5.8.

Проверка остойчивости судна по критерию погоды выполняется с помощью ДСО, построенной для принятого варианта нагрузки (рис. 5.3).

Рис. 5.5 Проверка остойчивости судна по критерию погоды.

На рис. 5.5:

θ₁– угол крена судна при качке навстречу шквалу от исходного положения;

θ_1r – угол условной амплитуды бортовой качки судна на волнении;

θ _{w 2}– угол крена судна, равный 50⁰, или θ_f, или θ_с (берется меньшее значение);

θ _{w 1}– угол крена, вызванный постоянным ветром;

θ _f – угол заливания (угол крена судна, при котором входят в воду открытые отверстия на корпусе);

θ _с – угол, соответствующий второй от посадки прямо точке пересечения кренящего плеча l _w2 с диаграммой статической остойчивости.

l_wl – плечо постоянного кренящего момента, вызванного постоянным ветром;

l_w2 – плечодинамически действующего на судно момента от порыва ветра.

Считается, что судно находится под действием ветра постоянной скорости, направленного перпендикулярно к его диаметральной плоскости. На судно будет действовать постоянный кренящий момент от ветра.

1) Определяем плечо l_wl (м) постоянного кренящего момента:

l_w1 =(Z_р + d/2) A_v·P_v / Δ∙1000g = (7,78+5,9/2)1653,6*504/11062,7*1000*9,81 = 0,082 (м);

где Z_р, м – возвышение центра парусности над действующей ватерлинией, соответствующей осадке d;

A_v, м²– площадь парусности т/х при осадке d;

P_v, Па – расчетное давление ветра, которое принимается в зависимости от района плавания (для неограниченного района плавания P_v= 504 Па);

Δ – водоизмещение судна при заданном варианте загрузки;

g – ускорение свободного падения принимается равным 9,81 м/с².

Величины Z_p (м) и A_v (м²) рассчитываем по формулам:

Z_p =[A_v0·Z_p0 – (A_v0 – δA/2)(d – d₀)]/ (A_v0 – δA) = (2040*8,84-(2040-386,4/2)2,8)/1653,6 = 7,78(м);

δA= L·(d – d₀) = 138*5,9-3,1 = 386,4 (м²);

A_v= A_v0 – δA= 2040-386,4 = 1653,6 (м²);

где d₀ – средняя осадка порожнего судна (d₀ = 3,1 м для т/х «Вячеслав Шишков»);

Z_р0 – возвышение парусности порожнего судна над действующей ватерлинией (Z_р0= 8,84 м для т/х «Вячеслав Шишков»);

L – длина действующей ватерлинии (для т/х «Вячеслав Шишков» принимается равной 138 м).

2) Определяем статический угол крена θ_w1, вызванный постоянным ветром.

Угол крена от постоянного ветра θ_W1 не должен превышать 16º или 0,8 угла, при котором входит в воду кромка открытой палубы θ_d (а при перевозке контейнеров – больше 0,5 того же угла).

θ_w1⁰ = 7°.

Определяем угол входа палубы в воду:

θ_d = arctg[2(D–d)/B] = arctg(2(12-5,9)/20,6) = arctg0,5922 = 30,64⁰;

где D – высота борта, м;

d – средняя осадка судна, м;

B – ширина судна по ватерлинии, м.

Проверяем выполнение требования .

3) Определяем плечо l_w2 динамически действующего на судно момента от порыва ветра:

l_w2 = 1,5·l_w1= 1,5*0,082 = 0,123 м.

Полученное плечо откладывается на ДСО и проводится горизонтальная линия.

4) Определяем условную амплитуду бортовой качки судна θ_1r. Для судна со скуловыми килями:

= 109*0,966*0,802*0,967 = 15,45⁰.

Входящие в вышеприведенную зависимость коэффициенты определяются из табл. 5.12-5.15.

Множитель X₁ определяют из табл. 5.12 по отношению ширины судна к его осадке

В / d = 20,6/5,9 = 3,49; X₁= 0,802.

МножительX₂ =0,967, определяют из табл. 5.13 по значению коэффициента общей полноты δ.

Коэффициент общей полноты δ определяется по зависимости:

δ = Δ /ρLBd = 11062,7/1,025*138*20,6*5,9 = 0,643;

где L – длина судна, м;

В – ширина судна, м;

Δ – водоизмещение судна при заданном варианте загрузки, т;

ρ – плотность забортной воды, т/м³;

d – осадка судна, м.

Величину k = 0,966, выбирают из табл. 5.14 по величине {А_k / LB} ×100 =1,267,

где А_k =36,0 м² для т/х «Вячеслав Шишков»;

Параметр r определяется по формуле:

r = 0,73+[0,6(z_g – d)/d]= 0,73+(0,6(7,99-5,9)/5,9) = 0,943.

Безразмерный множительS = 0,038, определяется по табл. 5.15 в зависимости от района плавания судна и периода качки τ_θ, который рассчитывается по формуле:

τ_θ = 2сВ/ = 2*0.394*20.6/ = 21,69;

гдес = 0,373+0,023 В/d − 0,043 L/100 = 0.373+0.023*20.6/5.9-0.043*138/100 = 0.394;

h– исправленная метацентрическая высота (с поправкой на свободные поверхности жидких грузов).

Полученное значение угла θ_1r откладываем на ДСО влево от угла θ_w1, и проводим вертикальную линию от кривой l(θ) до горизонтальной линии плеча l_w2.

5) Вычисляем и сравниваем площади а и b, заштрихованные на рис. 5.5.

а=[0,5·(θ₁ + θ₂)· l₁]/57,3°= [0.5*18,45*0,2]/57.3 = 0,032 м·рад;

b=[0,5·(50° – θ₂)· l₂]/57,3°= [0.5*40*0,835]/57.3 = 0,291 м·рад;

6) Определяем значение критерия погоды (критерия сильного ветра и бортовой качки по Кодексу ИМО):

К = b/а =0,291 / 0,032=9,05.

Остойчивость судна по критерию погоды К = считается достаточной, т.к. К ≥1.

Результаты расчета критерия погоды сводятся в табл. 5.7.

Таблица 5.7

Расчет критерия погоды

Наименование величин	Обозначение и формулы	Значение величин
Возвышение ЦП, м	zv = zр + d/2	10,73 м
Кренящее плечо постоянного ветра, м	lw1 =zv· Av· Pv / Δ∙1000g	0,082 м
Кренящее плечо порыва ветра, м	lw2= 1,5∙lw1	0,123 м
Инерционный коэффициент	с=0,373+0,023∙B/d–0,043∙L/100	0.394
Период качки, с	τθ = 2∙c∙B/	21,69
Коэффициент S	S (из табл. Кодекса)	0,038
Коэффициент r	r = 0,73+0,6(zg–d)/d	0,943
Амплитуда качки, град	θ1r = 109∙k∙X1∙X2∙	15,45^0
Угол крена от постоянного ветра, град	θw1 (по ДСО)	7°
Угол входа палубы в воду, град	θd = arctg(2(D–d)/B)	30,64^0
Угол крена при качке навстречу ветру, ^0	θ1= θ1r – θw1	8,45^0
Угол крена соотв. плечу lw2, град	θ2 (по ДСО)	10^0
Граница площади «b» справа	θw2	50^0
Площадь «а» диаграммы, м·рад	а= 0,5∙[θ1 +θ2]∙l1 / 57,3^0	0,032
Площадь «b» диаграммы, м·рад	b=0,5∙[50^0 − θ2]∙l2 / 57,3^0	0,291
Критерий погоды	K = b/a	9,05

Дата добавления: 2015-07-16