Теория устройства судна. ТУС курсовик. Техническое задание 1

• Название: Техническое задание 1
• Анкор: Теория устройства судна
• Дата: 11.04.2022
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: ТУС курсовик .docx
• Тип: Техническое задание; #461839
• страница: 4 из 4

Расчет выполняется методом постоянного водоизмещения.

Для решения этой задачи исходными данными являются параметры посадки и остойчивости неповрежденного судна:

V – объемное водоизмещение;

V = 6769,7 м³

S_o – площадь ватерлинии;

S_o = 1375 м²;

X_f – абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

X_f = -1,75 м

H и h – продольная и поперечная метацентрические высоты;

Z_M = 135 м;

Z_g = 5,82 м;

H = Z_M - Z_g = 135 – 5,82 = 129,18 м;

h = 1,31 м ;

d_{н ,}d_{к ,}dср – осадка на носовом и кормовом перпендикулярах и на миделе;

L = 100 м – длина между перпендикулярами;

d_ср = 5,75 м;

d_к = 7,1 м;

d_н = 4,4 м;

1. 
   Потерянная площадь ватерлинии:
   

S^’ = S_o – S (5.1)

где S_o – площадь ватерлинии, м²;

S – площадь сечения трюма (потерянная площадь ватерлинии), м²;

S = l*b (5.2)

где l – длина трюма, м;

b - ширина трюма, м

l = 11,5 м;

b = 17,3 м;

S = 17,3 * 11,5 = 198,95 м²;

Исправленная площадь ватерлинии

S^’ = 1375 - 198,95 = 1176,05 м²;

5.1.2 Находим изменение d_ср после затопления отсека:

∆d = υ / S^’ (5.3)

где υ – объем воды в затопленном отсеке.

υ = μ*V_тр (5.4)

где μ – коэффициент для загруженного трюма μ = 0,85;

V_тр – теоретический объем отсека по ватерлинию, м³;

V_тр = l*b*t (5.5)

где t – уровень воды в трюме, м;

t = dср = 5,75 м;

Аппликату ЦТ поступившей забортной воды примем равной половине осадки

Z = d_cp/2 = 5,75/2 = 2,875 м

V_тр = l*b*t = 11,5*17,3*5,75 = 1143,96 м³;

υ = μ*V_тр = 0,85*1143,96 = 972,37 м^3;

∆d = υ / S^’ = 972,37 / 1176 = 0,827 м ;

5.1.3. Определяем координаты ЦТ действующей площади ватерлинии:

X^’_f = (S_o · X_f – S · X_s) / S^’ (5.6)

где X^’_f и y^’_f – координаты центра тяжести действующей ватерлинии, м;

X_s и y_s – координаты потерянной площади ватерлинии, м;

X_S = 22 м;

y_s = 0

X^’_f = (S_o · X_f – S · X_s) / S^’ = (1375 * (-1,75) - 198,95 * 22) / 1176 = - 5,77м;

Y^’_f = - S · y_s / S^’ = 0

5.1.4 Определяем потерянные моменты инерции площади ватерлинии:

i_px = i_sx + S · y_s² + S^’(y_f^’)² (5.7)

i_py = i_sy + S · X_s² + S^’(X_f^’)² – S_o · X_f² (5.8)

где i_sx и i_sy – собственные центральные моменты инерции потерянной площади ватерлинии относительно осей, параллельных координатным;

i_px и i_py – потерянные моменты инерции площади ватерлинии.

i_sx = k*l*b³ (5.9)

i_sy = k*l³*b (5.10)

где k – безразмерный коэффициент, зависящий от формы потерянной площади ватерлинии;

k = 0,0833

i_sx = 4962 м⁴

i_sy = 2192 м⁴

i_px = 4962 м⁴

i_py = 133397 м⁴

5.1.5 . Найдем поперечную метацентрическую высоту аварийного судна:

h_aв = h + (υ / V) · (d_cp + ∆d / 2 – Z– i_px / υ) (5.11)

h_aв = 1,31+(972,37 / 6769,7)*(5,75+(0,827 / 2)-2,875-(4962 / 972,37))

h_aв = 1,05 м;

Найдем продольную метацентрическую высоту аварийного судна:

H_aв = H + (υ / V) · (d_cp + ∆d / 2 – Z – i_py / υ) (5.12)

H_aв = 129,18 + (972,37 / 6769,7)*((5,75+(0,827 / 2)-2,875-(133397 / 972,37)))

H_aв = 109,9 м;

5.1.6 Определим угол крена и дифферент аварийного судна:

θ = υ · (y_s – y^’_f) / (V · h_aв)

θ = 0°

Начальный дифферент

=- 0,027 рад = - 1,55°

Расчетный дифферент

Ψ_р = (υ · (x_s – x^’_f)) / (V · H_aв ) (5.13)

ψ_р = (972,37 *(22-(-5,77))) / ( 6769,7 *109,9)

ψ_р = 0,0363 рад = 2,08°

Конечный дифферент

= 0,0093 = 0,53°

5.1.7 Найдем d_{н ав} и d_{к ав} аварийного судна:

d_{н ав} = d_н+ ∆d + (L/2 - Х^’_f) ψ (5.14)

d_{н ав} = 4,4 + 0,827 + (100/2 - (-5,77)) * 0,0093 = 5,75 м;
d_{к ав} = d_к + ∆d - (L/2 + Х^’_f) ψ (5.15)

d_{к ав} = 7,1 + 0,827 - (100/2 + (-5,77)) * 0,0093 = 7,52 м;

d_{ср ав}= 6,63 м.

5.1.8 Вычисляем коэффициент поперечной остойчивости:

К_θ = *V*h_aв (5.16)

К_θ = 1,025*6769,3*1,05 = 7285,5 тм;

2. 
   Определить посадку и остойчивость судна методом приема груза после заделки пробоины.
   

При решении задачи следует иметь в виду, что после заделки пробоины заданный отсек 3-ей категории становится отсеком 2-ой категории. Наибольший средний уровень воды в отсеке t_υ на момент заделки пробоины определяется путем нанесения на чертеж бокового вида судна аварийной ватерлинии по осадкам d_{н ав} и d_{к ав}, найденные в пункте 5.1.7. Метацентрические высоты поврежденного судна, найденные по методу приема груза и постоянного водоизмещения для одного и того же варианта затопления, будут неодинаковы, а коэффициент поперечной остойчивости независимо от метода расчета будет один и тот же. Поэтому контроль остойчивости необходимо осуществлять по коэффициенту поперечной остойчивости К_θ, учитывающему изменение и метацентрической высоты и водоизмещения аварийного судна.

Объем принятой заботной воды по аварийную ватерлинию



Аппликату ЦТ влившейся воды Z воды примем равной половине осадки

Z = d_{cp ав} /2 = 6,63/2 = 3,31 м

Изменение средней осадки

∆d = υ/ S =1134,1/1375 = 0,82 м

Водоизмещение судна после заделки пробоины и приема груза

V_aв = V + υ = 6769,7+1134,1=7903,8 м³

Поперечная метацентрическая высота

h_aв = h + (υ / V_ав) · (d_cp + ∆d/2 – h - Z– i_sx/υ))=

=1,31+(1134,1/7903,8) · (5,75+0,82/2-1,31-3,31-4962/1134,1) = 0,9 м

Продольная метацентрическая высота

H_aв = H + (υ/V_aв) · (d_cp + ∆d / 2 - H – Z – i_sy/ υ)=

=129,18+(1134,1/7903,8) · (5,75+0,82/2-129,18-3,31-2192/1134,1)=110,78 м.

Угол расчетного дифферента

Ψ_р = υ · (x – x_f) / V_ав · H_aв =

=1134,1* (22 –(- 1,75)) / (7903,8*110,78) = 0,03076 рад. (1,76⁰)

Угол конечного дифферента

= - 3,76*10^-3 рад (-0,21⁰)

Осадка носом

d_{н ав} = d_н+ ∆d + (L/2 - Х_f) · ψ=

= 4,4+ 0,82 + (50 - (-1,75))* (- 0,00376)= 5,02 м

Осадка кормой

d_{к ав} = d_к+ ∆d - (L/2 + Х_f) ψ =

= 7,1 + 0,82 – (50 + (-1,75))* (- 0,00376) = 8,1 м

Коэффициент поперечной остойчивости

К_θ = γ · V_aв · h_aв = 1,025*7903,8*0,9 = 7291,3 тм.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   Методическое руководство по разработке курсового проекта Расчет посадки, остойчивости и непотопляемости судна в процессе эксплуатации, Мурманск, 2008.
   
2. 
   Информация об остойчивости.
   
3. 
   1386-903-001 Общее расположение; боковой вид; вид сверху.
   
4. 
   Правила классификации и постройки морских судов 2007. – С-Пб.: РМРС, 2007.
   
5. 
   Юдин Ю.И. Лекции по теории судна: Учебн. пособие для спец. 180402 , 180403. Ч. I - Мурманск 2006.
   
6. 
   Юдин Ю.И. Лекции по теории судна: Учебн. пособие для спец. 180402, 180403, 180404. Ч.II - Мурманск 2006.
   
7. 
   Юдин Ю.И. Расчёт мореходных качеств судна в условиях эксплуатации: Учеб. Пособие для спец. 180402. – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2000.
   

ПРИЛОЖЕНИЯ