Тема 2 Общее устройство корпуса судна

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Судовождения и промышленного рыболовства

БЕНДУС И.И.

ТЕОРИЯ И УСТРОЙСТВО СУДНА

Методические указания

 

по  самостоятельной работе и  выполнению  контрольной работы

для курсантов специальностей:

26.05.06 « Эксплуатация судовых энергетических установок»,

26.05.07 « Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» и студентов направления 13.03.02 « Электроэнергетика и электротехника»

очной и заочной формы обучения

 

 

Керчь, 2016 г.

УДК 629.5.021/.024

 

 

Составитель: Бендус И.И., старший преподаватель кафедры Судовождения и промышленного рыболовства  ФГБОУ ВО «КГМТУ»______________

 

РЕЦЕНЗЕНТ:

Пазынич Г.И., канд. техн. наук, доцент кафедры Судовождения и промышленного рыболовства  ФГБОУ ВО «КГМТУ» ____________

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры

Судовождения и промышленного рыболовства ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № 8 от 15.03. 2016 г.

Зав. кафедрой _______________

 

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации

на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № 5 от 28.03. 2016 г.

 

Ó ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2016г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………….4

Тематический план……………………………………………………………........5

Тема 1 Введение в дисциплину………………………………………...................6

Тема 2 Общее устройство корпуса судна……………………….......................9

Тема 3 Судовые устройства………………………………………………………10

Тема 4 Судовые системы………………………………………………………...11

Тема 5 Геометрия корпуса и приближенные вычисления……………………12

Тема 6 Плавучесть судна………………………………………………………....14

Тема 7 Остойчивость судна……………………………………………………..16

Тема 8 Непотопляемость судна…………………………………......................18

Тема 9 Ходкость судна………………………………………………………….20

Тема 10 Судовые движители…………………………………………………….22

Перечень вопросов, выносимых на семестровый контроль для специальности 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических установок»…………………..23

Перечень вопросов, выносимых на семестровый контроль для специальности 26.05.07   «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»  и 13.03.02 « Электроэнергетика и электротехника»……………............25

Контрольная работа…………………………...……………………….………….27

Список литературы…………………………………….…………........................28

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель дисциплины «Теория и устройство судна» - получение знаний по устройству современных транспортных и рыболовных судов,  основных мореходных качествах судна, судовых движителях и прочности корпуса судна..

При изучении дисциплины первоочередное значение уделяется освоению студентами требований международных руководящих документов (ПДНВ 78/95, СОЛАС- 74, МАРПОЛ 73/78) в вопросах обеспечения прочностных характеристик и мореходных качеств судна.

Задача дисциплины – научить курсантов (студентов) грамотно эксплуатировать судовые устройства и системы, пользоваться судовой эксплуатационной документацией, рассчитывать и контролировать  мореходных качества судна, не допуская снижения их до опасных значений, а также принимать действенные меры с целью их сохранения в случае аварии или в сложных метеорологических условиях.

Изучение курса «Теория и устройство судна» для курсантов (студентов) специальности 26.05.06 « Эксплуатация судовых энергетических установок», слагается из лекционных, лабораторных и практических заняти, а для специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» из лекционных и практических занятий. Также в учебном плане предусмотрена самостоятельная работа.

Оценивание знаний по дисциплине «Теория и устройство судна» для курсантов специальности 26.05.06 « Эксплуатация судовых энергетических установок», производится в виде экзамена, а для курсантов специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» в виде зачета.

Одним из основных условий для успешного освоения теоретического материала и выполнения контрольной работы (для курсантов (студентов)) заочной формы), является самостоятельная работа по изучение теоретического материала, в чем и состоит задача данного методического указания.

Вариант для выполнения контрольной работы выбирается в соответствии с таблицей №1 по последней цифре зачетной книжки. Решение задач из задачника [6], позволяет проверить и закрепить знания мореходных качеств судна.

В начале каждой главы задачника [6]приводятся основные зависимости и формулы, необходимые для решения задач, даются условия и решения нескольких типов задач

При выполнении работы курсанту (студенту) необходимо руководствоваться положения о порядке оформления студенческих работ II 007-2015 ФГБОУ ВО «КГМТУ».

Рекомендуется выполнять контрольные работы до начала экзаменационной сессии.

В случае возникновений затруднений при выполнении контрольной работы курсант (студент)  вправе обратиться для консультации к преподавателю. Оформленные контрольные работы сдаются для ее регистрации на кафедру, после чего они передаются преподавателю на проверку. При правильном выполнении задания, контрольная работа допускается преподавателем к ее защите, которая предполагает пояснение курсантом (студентом) хода выполнения работы и ответа на контрольные вопросы.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименования тем	Общее количество часов	Наименования тем	Общее количество часов
1	2	3	4
специальность 26.05.06 «Эксплуатация судовых энергетических  установок»		специальность 26.05.07  «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» и 13.03.02 « Электроэнергетика и электротехника»
Тема 1 Введение в дисциплину	4	Тема 1 Введение в дисциплину	4
Тема 2 Общее устройство корпуса судна	14	Тема 2 Общее устройство корпуса судна	14
Тема 3 Судовые устройства	14	Тема 3 Судовые устройства	14
Тема 4 Судовые системы	16	Тема 4 Судовые системы	16
Тема 5 Геометрия корпуса судна и приближенные вычисления	6	Тема 5 Геометрия корпуса судна и приближенные вычисления	6
Тема 6 Плавучесть судна	12	Тема 6 Плавучесть судна	12
Тема 7  Остойчивость судна	34	Тема 7 Остойчивость судна	16
Тема 8 Непотопляемость судна	20	Тема 8 Непотопляемость судна	10
Тема 9 Ходкость судна	8	Тема 9. Ходкость судна	16
Тема 10 Судовые движители	16
Форма контроля	экзамен		зачет
Всего часов по дисциплине	144		108

ТЕМА 1 Введение в дисциплину

Классификация судов. Общее представление о конструкции судна и о судовых устройствах и систем. Общие схемы устройства добывающих и приемно-транспортных судов: корпус судна, надстройки и рубки, палубы, пере­борки, трюмы, твиндеки, производственные помещения.

Технический надзор за судами. Функция Регистра. Класс судов Регистра. Основные мореходные и эксплуатационные качества судна.

Методические указания

Все гражданские суда классифицируют по ряду основных признаков, отличающих суда друг от друга.

Главным признаком классификации является назначение, судов.

К другим признакам, по которым суда разделяются уже независимо от их назначения, относятся: район плавания, средства движения, тип главного двигателя, характер движения по воде, род движителя, материал корпуса, архитектурно-конструктивный тип, количество гребных валов.

Судам, построенным в соответствии с требованиями Правил Регистра, может быть присвоен соответствующий класс Регистра, определяе­мый назначением, районом плавания, конструкцией корпуса и мореход­ными качествами судна. Регистр может также присвоить, возобновить или восстановить класс судну, находящемуся в эксплуатации. Класс судну присваивается или возобновляется на 4 года, однако в обоснованных слу­чаях Регистр может присвоить или возобновить класс на меньший срок. Обозначение класса судна состоит из основного символа, знаков и слов.

Судно, являясь сложным инженерным сооружением, предназначенным для передвижения по воде, характеризуется мореходными и эксплуатационными качествами.

Мореходные качества определяют конструктивное совершенство судна. К ним относятся: плавучесть, остойчивость, непотопляемость, мореходность, ходкость и управляемость судна.

Плавучестью называется способность судна плавать в состоянии равновесия в заданном положении относительно поверхности воды при заданной нагрузке.

Остойчивостью называется способность судна противодействовать силам, отклоняющим ее от положения равновесия, и возвращаться в первоначальное равновесное положение после прекращения действия этих сил.

Непотопляемостью называется способность судна после затопления части помещений сохранять достаточную плавучесть и остойчивость.

Мореходностью называется способность судна противостоять воздействию ветра и морского волнения.

Ходкость - способность судна перемещаться с заданной скоростью.

Управляемостью называется способность судна следовать по заданному курсу или менять его в соответствии с желанием судоводителя.

Эксплуатационные качества определяют транспортные возможности и экономические показатели судна. К ним относятся: водоизмещение, грузоподъемность, грузовместимость, скорость, дальность и автономность плавания.

Под водоизмещением понимают массу судна Δ (т), равную массе вытесненной им воды. Водоизмещение может также измеряться в единицах объема V(м3) и единицах веса P(кН). В первом случае имеют дело с так называемым объемным водоизмещением, равным объему вытесненной судном воды, во втором - весовым водоизмещением, равным весу вытесненной судном воды.

Водоизмещением порожнего судна называется водоизмещение, которое слагается из масс конструкций построенного судна (корпус, механизмы, судовые устройства и системы), а также массы запасов топлива, масла в системе запуска двигателя. Твердый балласт, укладываемый на некоторых судах, также включается в порожнее водоизмещение.

Грузоподъемностью называют массу различного рода грузов, которые может перевезти судно. Различают чистую грузоподъемность судна и дедвейт.

Чистая грузоподъемность судна - масса груза, который при имеющихся запасах и экипаже может быть принят на судно до погружения его по соответствующую грузовую марку.

Дедвейт (полная грузоподъемность) (DW) - масса перевозимого груза, судовых запасов и экипажа с багажом.

Полное водоизмещение судна:

Δ = Δ +DW,

где Δ - полное водоизмещение (т);

   Δ - порожнее водоизмещение (т);

   DW- дедвейт (т).

Грузовместимость – наравне с грузоподъемностью является той характеристикой, которая обеспечивает рентабельность морских перевозок. Она определяется объемом грузовых трюмов и твиндеков, которые подсчитываются с учетом объема грузовых люков. Отношение грузовместимости судна к его грузоподъемности называется удельной вместимостью.

Грузы, перевозимые морем, делятся на сухие и наливные. Отдельные статьи – это сжиженные газы и химические грузы.

Среди сухих грузов различают: тарные, штучные, навалочные и насыпные (сыпучие).

Тарными называются грузы, которые перевозят в упаковке (таре). В качестве тары используются ящики, мешки, бочки, бидоны и т.п.

Штучные грузы перевозят обычно без упаковки и принимают на судно не по весу, а счетом мест. Так транспортируются машины, автомобили, контейнеры и т.п.

Навалочными называют грузы, которые подаются на судно навалом, без счета мест. К ним относятся уголь, руда, щебень, камень, песок и т.д.

К числу насыпных грузов относят: зерно, льняное и хлопковое семя, подсолнечник т.п., если они перевозятся насыпью. Насыпные грузы отличаются от навалочных большей сыпучестью и обычно хранятся в закрытых помещениях. Совокупность тарных или тарных и штучных грузов различной композиции, отличающихся массой, размерами и упаковкой, называют генеральными.

Для определения платы, взимаемой с судна за пользование причалами, каналами, за лоцманские услуги и статистического учета флота специальные правила устанавливают вместимость судна. В практике эксплуатации судов, в специальной литературе эта вместимость имеет еще одно название – тоннаж.

В зависимости от тоннажа назначают минимальное количество экипажа, определяется необходимый уровень его квалификации, некоторые виды снабжения, требования к радиооборудованию и др.

Тоннаж измеряется в безразмерных величинах и в целых числах, хотя до 1982 г. (когда вступила в силу Международная Конвенция по обмеру судов 1969 года) тоннаж измерялся в регистровых тоннах. Регистровая тонна - единица объема, равная 2, 83 м3 (100 кубических футов). Термин «регистровая» связан с тем, что вместимость регистрировалась в таможне.

В практике эксплуатации флота пользуются понятиями валовой (GT) и чистой вместимости (NT) (тоннажа) судна. Данные, полученные в результате обмера судна в соответствии с Международной Конвенцией по обмеру судов 1969 г, заносятся в Международное мерительное свидетельство, например GT = 6345; NT = 4849.

Скорость - эксплуатационное качество судна, определяющее быстроту транспортных операций. Для морских судов ее измеряют в узлах. Узел - единица скорости, равная одной морской миле в час (1, 852 км/час, или 0, 514 м/с). 1 морская миля соответствует длине одной минуты дуги на широте 450.

Дальность плавания - расстояние, которое может пройти судно без пополнения запасов топлива, питательной воды и масла. Дальность плавания определяется, как правило, запасом топлива.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите и дайте определения основным мореходным и эксплуатационным качествам судна.

2. В чем измеряются вместимость и грузовместимость судна?

3. Жидкий балласт на судне учитывается в дедвейте или в чистой грузоподъемности?

4. Твердый балласт на судне включается в порожнее водоизмещение или в грузоподъемность?

5. Требованиями какого международного документа руководствуются при определении тоннажа судна?

Задачи для самоконтроля

1. Составьте в табличной форме классификацию гражданских судов.

Литература: [1] стр.6-113,

                   [2] стр. 7-13,

                               [9] стр. 6-24.

 

 

Методические указания

Целью изучения темы является ознакомление обучающихся с вопросами прочности корпуса судна, а также устройством корпуса.

Для лучшего усвоения материала необходимо повторить пло­ский изгиб балок, обратив внимание на дифференциальные зависимости между внешней нагрузкой, перерезывающими си­лами и изгибающими моментами, а также на вычисление нор­мальных и касательных усилии.

Курсант должен знать, что при изучении общей прочности корпус судна рассматривается как балка со всеми присущими ей свойствами, и в то же время уяснить особенно­сти работы корпуса по сравнению с обычной балкой. Главная особенность состоит в том, что в составе корпуса судна имеются так называемые «гибкие» связи, которые перестают воспри­нимать нагрузку сверх той, при которой они потеряли устойчи­вость. Это приводят к тому, что в общем случае связь между нормальными напряжениями и изгибающими моментами нели­нейная.

Главное внимание при изучении систем набора следует уде­лить уяснению характера работы балок главного направления и перекрестных связен и сравнительному анализу работы си­стем набора на судах различных размеров и назначения.

Учебный материал по устройству корпуса не представляет труда для изу­чения.

Вопросы для самоконтроля

1. С какой целью на судах устанавливают двойное дно?

2. На судах какой длины устанавливают двойное дно, по всей длине и у каких только в МКО?

3. Почему говоря о общей прочности рассматривают продольную прочность судна?

4. Назовите основные формы оконечностей у судов.

 

Задачи для самоконтроля

1. Нарисуйте в виде эскиза конструкцию мидель шпангоута рыболовного судна.

2. Покажите на нем основные конструктивные элементы.

 

Литература: [1] стр.61-142,

                   [9] стр. 258-294.

Тема 3 Судовые устройства

Рулевое устройство, состав и ее назначение. Швартовное устройство и его элементы. Спасательное устройство. Спасательные средства коллективного и индивидуального пользования. Типы шлюпбалок применяемых на судах. Грузовое устройство. Назначение, виды грузовых устройств. Конструкция легкой стрелы.

Методические указания

Рулевое устройство – судовое устройство, обеспечивающее поворотливость судна и его устойчивость на курсе. Включает рулевую машину, рулевой привод, баллер руля, руль и приборы управления и контроля выполнения команд. Создаваемое рулевой машиной усилие через рулевой привод передается на баллер, который и осуществляет поворот руля.

Швартовное устройство– совокупность механизмов и приспособлений для удержания судна во время стоянки у причала, у борта другого судна или плавучего сооружения. В состав судового швартовного устройства входят швартовы, кнехты, швартовные клюзы, киповые планки, утки, швартовные лебедки или шпили, вьюшки и т. д.

Шлюпбалка – устройство для спуска шлюпки с борта судна на воду и подъема ее на борт. Шлюпку обслуживают две шлюпбалки, каждая из которых включает стелу, опорную конструкцию, шлюпочные тали и механизм, обеспечивающий работу шлюпбалки, например, лебедку. По способу вываливания шлюпбалки делят на 2 группы: требующие для вываливания усилий (радиальные и заваливающиеся) и самопроизвольно вываливающиеся под действием веса шлюпки (гравитационные).

Грузовая стрела – судовое устройство в виде балки, шарнирно закрепленной нижним концом на мачте или колонне, а верхним концом подвешенной на тросе. Грузовые стрелы делятся на легкие – грузоподъемностью до 10 и тяжеловесные – свыше 10 т.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные элементы якорного устройства.

2. Перечислите основные элементы рулевое устройства.

3. Какие могут быть рулевые приводы и рулевые машины на промысловых судах?

4. Какие требования предъявляет Регистр к главному и вспомогательному приводу?

5. Из каких элементов состоит оснастка легкой и тяжелой грузовых стрел?

6. Перечислите типы люковых закрытий?

7. Что входит в снабжение спасательного плота?

8. Почему держащая сила штоковых якорей, больше чем у безштоковых?

Задачи для самоконтроля

1. Нарисуйте в виде эскиза оснастку легкой стрелы  и  покажите на нем основные конструктивные элементы.

2. Нарисуйте виде эскиза 3 типа шлюпбалок: поворотная, заваливающаяся и гравитационная. Какими достоинствами и недостатками обладает каждая из них?

3. Нарисуйте виде эскиза концевую, промежуточную и якорную смычки.

 

Литература: [1] стр.21-142,

                   [9] стр. 295-361.

 

 

Тема 4 Судовые системы

 

Назначение и классификация судовых систем. Конструктивные элементы судовых систем.

 

Методические указания

Судовые системы, представляющие собой совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами, предназначены для переме­щения жидкостей, воздуха или газов, обеспечивающих нормальную эксплуатацию судна (за исключением энергетической установки, трубопроводы которой в число судовых систем не входят).

Работа судовых систем обеспечивает живучесть судна, т. е. безопасность плавания, необходимые условия обитаемости, со­хранность груза, а также выполнение специальных функций, связанных с назначением судна, например на танкерах, спаса­телях, промысловых судах и т. п.

На гражданских судах обычно предусматривают:

- трюмные системы - осушительная, водоотливная, пере­пускная;

- балластные системы - балластная, дифферентная, креновая, замещения;

- противопожарные системы - противопожарная водяная, во­дяного орошения, спринклерная, водораспыления, водяных за­вес, паротушения, пенотушения, углекислотного тушения, жидко­стного (химического) тушения, инертных газов;

- системы бытового водоснабжения - бытовой пресной воды, питьевой воды, мытьевой воды, бытовой забортной воды, бы­товой горячей воды;

- сточно-фановые системы - сточная, фановая, шпигатов от­крытых палуб;

- системы отопления, хозяйственного пароснабжения, обогре­вания и пропаривания - парового, водяного и воздушного ото­пления, хозяйственного пароснабжения, подогрева жидкостей, пропаривания танков и топливных систем;

- системы вентиляции и кондиционирования воздуха - венти­ляция, кондиционирование воздуха;

- холодильные системы - холодильного агента, холодоносителя;

- системы сжатого воздуха - высокого, среднего и низкого давления.

Кроме названных основных на судах имеются различные вспомогательные системы: измерительных, воздушных и пере­ливных труб; продувания и обогревания трубопроводов и арма­туры, а также связи, сигнализации и управления, к которым относятся системы переговорных труб, трюмной сигнализации, пожарной сигнализации, контроля параметров работы и ава­рийной сигнализации.

К числу специализированных судовых систем, выполняющих специальные функции, связанные с назначением судна, отно­сятся:

- специальные системы танкеров - грузовая, зачистная, газоотводная, мойки грузовых танков;

- специальные системы спасательных судов - грунторазмыва, грунтоотсоса, водоотливно-спасательная;

- специальные системы промысловых судов - рыбьего жира, растительного масла, тузлука, рыбоподачи, производственной пресной воды, производственной забортной воды, производствен­ной канализации.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные типы судовых систем?

2. Назовите виды противопожарных систем.

3. Приведите примеры отличительных и предупреждающих знаков, наносимых на трубопроводах.

Задачи для самоконтроля

 

1. Нарисуйте в виде эскиза судовые краны и клапана. Какие из них находят более широкое применение на судах?

 

Литература: [1] стр.21-142,

                   [9] стр. 362-386.

Методические указания

Целью изучения темы является ознакомление обучающихся с методами изображения судовой поверхности. Необходимо по­ручить четкое представление о плоскостях проекций и способе изображения сечений поверхности корпуса судна. Большое зна­чение для дальнейшего изучения курса имеют главные разме­рения судна; в частности необходимо четко представлять разницу между длиной судна по ватерлинии и длиной между перпендикулярами. Кроме того, здесь важно уяснить физический смысл коэффициентов полноты, так как с этими понятиями обучающийся будет сталкиваться при изучении всего курса.

На теоретическом чертеже изображены проекции на главные взаимно перпендикулярные плоскости линии пересечения теоретической поверхности корпуса с плоскостями, параллельными главным плоскостям. В качестве главных плоскостей принимают:

- диаметральную плоскость (ДП) - вертикальную продольную плоскость, делящую корпус судна на две симметричные части - правую (правый борт) и левую (левый борт);

- плоскость мидель-шпангоута ( ) - вертикальную поперечную плоскость, проходящую по середине длины судна и делящую корпус на носовую и кормовую части;

- основную плоскость (ОП) - горизонтальную плоскость, проходящую через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидель-шпангоута. Различают две группы главных размерений корпуса судна (рис.3.3) в зависимости от того, связаны они или не связаны с положением ватерлинии:

1) размеры, не связанные с положением судна относительно поверхности воды (чисто конструктивные размеры);

2) размеры, связанные с этим положением и характеризующие деление корпуса судна на надводную и подводную части.

Обводы корпуса судна не воспроизводятся аналитическими зависимостями и заданы графически теоретическим чертежом. Поэтому приведенные интегралы, определяющие элементы погруженного объема судна, не удается вычислить непосредственно.

Для их вычисления используют правила приближенного интегрирования. Из них широкое применение получили три правила - правило трапеций, правило Симпсона и правило Чебышева. При выполнении ручных расчетов наибольшее практическое применение получило правило трапеций.

Посадкой называется положение судна относительно спокойной поверхности воды. Положение действующей ватерлинии относительно корпуса, а значит, и посадку судна в общем случае определяют три параметра:

- d − средняя осадка (осадка на миделе);

- Df − дифферент (разность осадок носом и кормой);

- Θ − угол крена (наклонение судна в вертикально-поперечной плоскости).

Необходимо различать габаритную осадку, которую показывают марки углубления и осадку судна (до основной плоскости).

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определения главных плоскостей судна. Как они связаны с координатными плоскостями судна?

2. Что такое батоксы, теоретические шпангоуты и теоретические ватерлинии?

3. Из каких видов состоит теоретический чертеж судна?

4. Где располагаются носовой и кормовой перпендикуляры и номера каких теоретических шпангоутов на них располагаются?

5. Чем отличается конструктивная ватерлиния от действующей ватерлинии?

6. Где используются элементы погруженного объема судна и теоретический чертеж?

7. Назовите основные главные размерения судна.

8. Назовите безразмерные коэффициенты полноты судна и дайте им определения.

9.  В чем отличие осадки судна от габаритной осадки?

10. При какой посадке судна можно применять элементы погруженного объема входящие в состав КЭТЧ, а также грузовую шкалу?

11. В каких случаях используют масштаб Бонжана. Как производятся расчеты водоизмещения и координат ЦВ.

Задачи для самоконтроля

1. Определить коэффициенты полноты кругового цилиндра, плавающего в воде в вертикальном положении.

2. Определить коэффициенты полноты кругового цилиндра, плавающего горизонтально без дифферента при осадке, равной половине диаметра.

3. Чему равны коэффициенты полноты судна, имеющего форму параллелепипеда?

4. Водоизмещение судна 39000 м, длина 188, 0 м, ширина 25, 8 м, осадка 10, 65 м. Вычислить коэффициент общей полноты корпуса.

Литература: [1] стр.27-49,

                               [9] стр. 35-42.

 

 

ТЕМА 6 ПЛАВУЧЕСТЬ СУДНА

 

Условия плавучести судна. Вычисление массы и координат центра масс судна. Вычисле­ние водоизмещения и координат центра величины по КЭТЧ. Определение водоизмещения и осадки судна в судовых условиях (грузовой размер, грузовая шкала, диаграмма Фирсова, масштаб Бонжана). Изменение осадки при приеме (расходовании) грузов и переходе в воду с иной плотностью. Нормирование и контроль плавучести морских судов.

 

Методические указания

Целью изучения темы является ознакомление с судовой до­кументацией для расчета плавучести судна и методами ее использования. Для лучшего усвоения материала следует повто­рить основные положения гидростатики, определение центра тяжести тел и правила приближенного вычисления интегралов.

Плавучестью называется способность судна плавать в состоянии равновесия в заданном положении относительно поверхности воды при заданной нагрузке.

Силы тяжести приводятся к одной равнодействующей - силе тяжести судна Р, которая направлена вертикально вниз и приложена в центре тяжести судна (ЦТ) - в точке G с координатами x_g, y_g, z_g.

Сила плавучести направлена вертикально вверх и приложена в центре величины судна (ЦВ) - в точке С с координатами x_с, y_с, z_с. Центр величины представляет собой геометрический центр подводного объема судна V, и его положение зависит от формы корпуса судна и его посадки.

При проведении расчетов мореходных качеств, важно знание понятия «малого» и «большого грузов». Эти понятия являются относительными, причем прием большого груза следует рассматривать не как прием крупного тяжеловеса, а как прием нескольких грузов общим весом более 10÷ 12% от водоизмещения.

Необходимо изучить требования предъявляемые к запасу плавучести Международной конвенцией о грузовой марке 1966г. и Регистром.

Безопасность плавания теснейшим образом связана с нор­мированием и контролем плавучести судов. Поэтому большое значение имеет понимание роли грузовых марок.

При изучении материала нужно хорошо усвоить, что кри­вые элементов теоретического чертежа строятся для судна, си­дящего на ровный киль. Если дифферент судна значителен (более 1÷ 1, 5°), то для определения характеристик плавучести судна следует пользоваться диаграммами осадок носом и кормой.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите условия равновесия плавающего судна и где на практике их применяют?

2. Почему при посадке судна с большим дифферентом для определения характеристик плавучести судна нельзя пользо­ваться кривыми элементов теоретического чертежа?

3. Почему ордината центра величины судна, плавающего без крена, равна нулю?

4. Как влияет увеличение осадки судна на величину числа тонн на 1 см осадки?

5. Почему при приеме малого груза для определения осадки пользуются числом тонн на 1 см осадки, а не грузовым разме­ром или грузовой шкалой?

6. Чем объяснить, что летом осадка судна допускается боль­ше, чем зимой.

Задачи для самоконтроля

1. Площадь горизонтального сечения судовой цистерны равна 10м². Как изменится уровень воды в цистерне после того, как растает плавающая в ней льдина массой 3 т?

2. Определить допустимое значение дедвейта лесовоза при выходе из порта Находка в порт Сингапур. Дедвейт по летнюю марку 6080 т, по зимнюю 5750 т, отход назначен на 17 февраля.

3. Найти осадку сельдяной п/б после расходования 440 т. топлива и 215 т. пресной воды, если известны: начальная осадка d = 8, 22 м; L = 142 м; B = 20, 0 м; α =0, 813; δ = 0, 69; ρ = 1, 025 т/м3

Литература: [1] стр.50-68,

                               [9] стр. 43-55.

 

 

ТЕМА 7 ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА

 

Основные понятия. Метацентрическая формула начальной остойчивости. Условия остойчивости судна. Теорема Эйлера. Определение метацентрических радиусов. Остойчивость формы и нагрузки. Влияние перемещения грузов на посадку и остойчивость судна. Изменение остойчивости при приеме и перемещении грузов (" малый", " большой" ). Влияние на остойчивость подве­шенного и жидкого груза.

Плечо статической остойчивости при больших углах крена. Диаграмма статической остой­чивости и ее свойства. Построение ДСО. Динамическая остойчивость, ДДО. Влияние посадки и условий плавания на остойчивость судна. Практические приложения теории плавучести и остойчивости: определение массы груза обеспечивающий заданный угол крена и дифферента, расчеты по обеспечению всплытия судна сидящего на мели. Нормирование и контроль остойчивости морских промысловых судов. Определение метацентрической высоты и положения центра тяжести судна опытным путем.

Методические указания

Целью изучения темы является получение обучающимися общих сведений об остойчивости судов и методике ее контроля в процессе эксплуатации судов. Помимо этого, курсанты должны научиться рассчитывать посадку судна при перемещении или приеме грузов на судно.

Знакомясь с темой, необходимо повторить определение ста­тических моментов и моментов инерции плоских фигур, дифференцирование функций, определение центра тяжести системы тел, когда одно из них перемещается в каком-либо направле­нии, и вращение тела вокруг оси.

Остойчивостью называется способность судна противодействовать силам, отклоняющим его от положения равновесия, и возвращаться в первоначальное положение равновесия после прекращения действия этих сил. Остойчивость судна меняется с увеличением угла наклонения и при некотором его значении полностью утрачивается. Принято различать остойчивость судна при малых углах наклонения (начальную остойчивость) и остойчивость на больших углах наклонения. В зависимости от направлений наклонения судна изучают поперечную остойчивость и продольную остойчивость.

Если наклонение судна происходит без значительных угловых ускорений (перекачивание жидких грузов, медленное поступление воды в отсек), то остойчивость называют статической.

В ряде случаев наклоняющие судно силы действуют внезапно, вызывая значительные угловые ускорения (шквал ветра, накат волны и т.п.). В таких случаях рассматривают динамическую остойчивость.

Курсанту большое внимание следует обратить на критерии остойчивости: метацентрические высоты и плечо статической остойчивости; твердо усвоить, что метацентрические формулы справедливы только для бесконечно малых углов на­клонения, когда кривую центров величины можно заменить дугой окружности.

Перед выводом формул для определения метацентрических радиусов следует изучить теорему Эйлера, которая объясняет, почему ось наклонения при дифференте не совпадает с ми­делем.

Остойчивость судов при больших наклонениях характеризу­ется диаграммами статической и динамической остойчивости. При изучении этого вопроса следует обратить внимание, что диаграмма статической остойчивости простым изменением мас­штаба превращается в кривую восстанавливающего момента, а диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости.

Далее необходимо рассмотреть ряд практических задач, связанных с расчетом малых и больших наклонений судна, а также влияние на остойчивость дифферента, жидких и подве­шенных грузов и условий плавания. Следующий вопрос программы связан с нормированием и контролем остойчивости промысловых судов. При его изучении нужно ознакомиться с Правилами Регистра СССР, судовой документацией и приборами, которые используются для конт­роля остойчивости судов в процессе их эксплуатации.  

 

 

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте основное свойство кривой центров вели­чины.

2. Где при выводе формулы метацентрического радиуса ис­пользуется теорема Эйлера?

3. Какое допущение принимается при выводе формулы пле­ча статической остойчивости для бесконечно малых углов наклонения?

4. Когда следует учитывать влияние дифферента на попе­речную остойчивость судов?

5. Как от диаграммы статической остойчивости перейти к кривой восстанавливающего момента?

6. Бывают ли суда, у которых остойчивость при приеме Малого груза на днище падала бы?

123Следующая ⇒

Поделиться: