Теория устройства судна. КУРСОВАЯ РАБОТА. Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

• Название: Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях
• Анкор: Теория устройства судна
• Дата: 10.05.2021
• Размер: 56.47 Kb.
• Имя файла: КУРСОВАЯ РАБОТА.docx
• Тип: Курсовая; #203221
• страница: 3 из 5

2. Осадки судна носом и кормой для заданного варианта загрузки находим по диаграмме 2.2. Для определения осадок носом и кормой БАТМ "Пулковский меридиан" полагают, что х_сх_g, и находят точку пересечения кривых М и х_с, построенных для найденных значений указанных величин.

Используя диаграмму приложения 1, а также расчетные данные М=4875,5 и х_с=-2,67 м получаем осадки носом и кормой соответственно d_к=5,8 м, d_н=4,6 м.

Найдем среднюю осадку:

d = (dн+dк)/2 = (4,6+5,8)/2 = 5,2 м.

Приложение 1

3. Поперечную метацентрическую высоту определяем по формуле:

Значения r и z_c для БАТМ "Пулковский меридиан" находим по диаграммам, приведенным в приложениях 2 и 3, в зависимости от найденных ранее d_к=5,8 м, d_н=4,6 м. Согласно известным осадкам носом и кормой, а также диаграммам 2.3 и 2.4 получаем z_c=3,0м и r=4,5м

h= 4,5+3,0-6,91= 0,59 м

Приложение 2

Приложение 3

4. Соответствие плавучести судна требования Регистра Украины проверяем путем сравнения средней осадки d=5,2 м. с осадкой d_г.м.=5,8м по соответствующую грузовую марку. Плавучесть будет удовлетворять требованиям Регистра Украины, если dг.м. Плавучесть судна соответствует требованиям Регистра Украины, т.к. dг.м.

Проверка остойчивости судна, с точки зрения соответствия требованиям Регистра Украины, осуществляется сравнением рассчитанной аппликаты центра тяжести z_g=6,91 с ее критическим значением z_gкр=6,93м. Если z_ggкр, это означает, что остойчивость судна удовлетворяет нормам остойчивости Регистра Украины. Критические аппликаты z_gкр находим в функции от водоизмещения судна М по кривым приложения 4 для БАТМ "Пулковский меридиан". Остойчивость судна соответствует требованиям Регистра Украины, т.к. z_ggкр.

Приложение 4

3. Расчёт и построение диаграмм статической и динамической остойчивости

3.1 Пользуясь судовой технической документацией рассчитываем и строим диаграмму статической остойчивости судна для заданного варианта его загрузки.

Диаграмму статической остойчивости БАТМ “Пулковский Меридиан” строим с помощью пантокарен, приведённых в приложении 5. Пантокарены позволяют по водоизмещению судна найти плечи остойчивости формы l_ф для углов крена И = 0^0,10⁰, 20⁰…

V=M/

V= 4875,5/1,025=4756,6м³

Подсчитав для этих же углов крена плечи статической остойчивости веса находим плечи статической остойчивости

l_в=(Z_g-Z_с)·sinИ(Zg=6,91м;Zc=3,0м),

l = l_ф - l_в.

Таблица 2

Угол крена	10?	20?	30?	40?	50?	60?	70?	80?	90?
lф (м)	0,830	1,650	2,440	3,130	3,720	4,100	4,300	4,210	3,950
lв (м)	0,679	1,337	1,955	2,513	2,995	3,386	3,674	3,850	3,91
l (м)	0,151	0,313	0,485	0,617	0,725	0,714	0,626	0,360	0,040
sinИ	0,174	0,342	0,5	0,643	0,766	0,866	0,94	0,985	1

Приложение 5

3.2 Расчёт и построение диаграммы динамической остойчивости судна по известной ДСО

Так как диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой по отношению к диаграмме статической остойчивости, плечи динамической остойчивости l_dпри углах крена И =10?,20?,… и т.д. могут быть использованы следующие зависимости:

l_d(И⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀ + … + l_И);

l_d(0⁰₎ = 0,5·дИ·l₀=0,5*0,174*0=0;

l_d(10⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + l₁₀) =0,5*0,174*(0+0,151)=0,013;

l_d(20⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + l₂₀) =0,5*0,174*(0+2*0,151+0,313)=0,054;

l_d(30⁰₎ = 0,5·дИ·(l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀ + l₃₀) = 0,5 * 0,174 * (0 + 2 * 0,151 + 2 *

0,313 + 0,485)=0,123;

l_d(₄₀⁰) = 0,5·дИ (l₀ + 2l₁₀ + 2l₂₀+2l₃₀+l₄₀) = 0,5 * 0,174 * (0 + 2 * 0,151 + 2 *

0,313 + 2 * 0,485 + 0,617) = 0,219

l_d(₅₀⁰) = ,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+l₅₀) = 0,5*0,174*(0+2*0,151+2*0,313

+2*0,485+2*0,617+0,725)=0,336

l_d(₆₀⁰) = 0,5·дИ (l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀ + l₆₀) = 0,5 * 0,174 * (0 +2 *

0,151 + *0,316+2*0,485+2*0,617+2*0,725+0,714) = 0,460

l_d(₇₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+l₇₀)=0,5*0,174*(0+2*0,151+

2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+0,626)=0,577

l_d(₈₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+2l₇₀+l₈₀)=0,5*0,174*(0+2*0,

151+2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+2*0,626+0,360)=0,663

l_d(₉₀⁰)=0,5·дИ(l₀+2l₁₀+2l₂₀+2l₃₀+2l₄₀+2l₅₀+2l₆₀+2l₇₀+2l₈₀+l₉₀) = 0,5 * 0,174 *

(0+2*0,151+2*0,313+2*0,485+2*0,617+2*0,725+2*0,714+2*0,626+2*0,

+0,04)=0,698

где дИ = 0,174 рад., l₀, l₁₀, l₂₀ и т.д. - плечи статической остойчивости при 0⁰, 10⁰, 20⁰ и т.д.

Таблица 3

Угол крена	100	200	300	400	500	600	700	800	900
ld (м)	0,013	0,054	0,123	0,219	0,336	0,460	0,577	0,663	0,698
l (м)	0,151	0,313	0,485	0,617	0,725	0,714	0,626	0,360	0,040

3.3 Нахождение по ДСО поперечной метацентрической высоты судна

Для определения метацентрической высоты делаем следующие построения на ДСО: проводим касательную к ДСО в начале координат, откладываем по оси абсцисс один радиан и через полученную точку проводим вертикаль до пересечения с касательной. Отрезок вертикали между касательной и осью абсцисс и даёт в масштабе метацентрическую высоту судна, так как при И = 0.

Смотрим на ДСО: h =0,78 (м);

3.4 Проверка параметров диаграмм статической остойчивости на соответствие нормам остойчивости Регистра СССР

По ДСО определяем максимальное плечо статической остойчивости l_max, соответствующий ему угол крена И_max и угол заката диаграммы И_зак и сравниваем их с требуемыми Регистром Украины. Регистр Украины требует, чтобы l_max было не менее 0,25 (м) для судов L = 80 (м) и не менее 0,20 (м) для судов L = 105 (м) при угле крена И_max> 30⁰. Для промежуточных длин судов l_max находят методом интерполяции. Угол заката диаграммы И_зак (предел положительной статической остойчивости) должен быть не менее 60⁰.

l_max = 0,73 (м) > 0,25 (м) - удовлетворяет Регистру.

И_max = 50⁰> 30⁰ - удовлетворяет Регистру.

И_зак = 90⁰> 60⁰ - удовлетворяет Регистру.

4. Определение посадки и остойчивости судна в различных эксплуатационных условиях

4.1 Определяем массу перемещаемого или принимаемого груза для увеличения исходной осадки судна кормой на 0,5 м

а) На диаграмме осадок БАТМ “Пулковский Меридиан” (приложение 1) операция перемещения груза лежит на кривой М = const. Определяем точки пересечения этой кривой с прямыми линиями, проведёнными через точки d_К и d_К1, находим соответствующие этим осадкам Х_с и Х_с1.

М = 4875,5 (т);

d_H = 4,6 (м);

d_К = 5,8 (м);

d_К1 = d_К + 0,5 = 6,3 (м);

При осадке кормой d_К выбираем из приложения 1: Х_с = -2,67 (м);

При заданной нами осадке кормой d_К1 = 6,3 (м) выбираем из приложения1: Х_с1 = - 4,5 (м);

Массу перемещаемого груза находим из уравнения: ml_x = M(Х_с1 - Х_с);

ml_x = 4875,5 ·(- 4,5 + 2,67) = - 8922,3 (т·м);

Масса перемещаемого груза равна: m= -8922,3 /l_x

где l_x-произвольно выбранное расстояние, на которое перемещается груз массой m в корму.

б) В случае приёма груза необходимо задаться ещё и конечной осадкой судна носом d_H1, для d_H1 и d_К1 найти водоизмещение М₁ и абсциссу центра величины Х_с1 (приложение 1). Массу m и абсциссу центра тяжести х принимаемого груза находим по формулам:

m = M₁ - M;

;

d_H1 = d_H + 0,5 = 4,6 + 0,5 = 5,1 (м);

M₁ = 5500,0 (т);

Х_с1 = - 2,75 (м);

Масса принимаемого груза:

m = 5500-4875,5 = 624,5 (т);

Абсцисса центра тяжести принимаемого груза:

х=(5500*(-2,75) - 4875,5*(-2,67))/624,5=-3,37(м);

водоизмещение посадка плавучесть остойчивость

4.2 Определяем массу перемещаемого с борта на борт судна груза для снабжения пояса наружной обшивки, лежащего ниже ватерлинии на 0,3 м.

Массу перемещаемого груза следует определить двумя способами:

- по формуле начальной остойчивости

Угол крена И определяем по чертежу поперечного сечения судна. Из прямоугольного треугольника с катетами 0,5 · В = 0,5 · 16 = 8 (м) и 0,3 (м);

Тогда

=>И = 2,15⁰;