Изменение средней осадки судна при приеме и снятии (расходовании) грузов

Лекция: ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНЕЙ ОСАДКИ СУДНА ПРИ ПРИЕМЕ И СНЯТИИ (РАСХОДОВАНИИ) ГРУЗОВ

1. Массовое и объёмное водоизмещение судна.

2. Изменение средней осадки судна при приёме и снятии (расходовании) грузов,и изменении осадки при переходе из морской воды в речную и наоборот.

Начало формы

 Конец формы

1. Грузоподъемность - это масса перевозимых судном грузов. Различают дедвейт и чистую грузоподъемность.
Дедвейт - это разность между водоизмещениями в полном грузу и порожнем. 
Чистая грузоподъемность - это масса только полезного груза, который может принять судно.
Для больших судов единицей изменения грузоподъемности служит тонна, для малых - кг. Грузоподъемность С можно рассчитать по формулам, а можно определить и опытным путем. Для этого на судно при водоизмещении порожнем, но со снабжением и запасом горючего, последовательно помещают груз до достижения судном ватерлинии, соответствующей минимальной высоте надводного борта. Масса помещенного груза соответствует грузоподъемности судна.
Водоизмещение 
Различают два вида водоизмещения - массовое (весовое) и объемное.
Массовое (весовое) водоизмещение - это масса находящегося на плаву судна, равная массе вытесненной судном воды. Единицей измерения служит тонна. 
Объемное водоизмещение V - это объем подводной части судна в м3. Расчет производится через главные измерения:
V= SLВТ,
где S - коэффициент полноты водоизмещения, равный для маломерных судов 0,35 - 0,6, причем меньшее значение коэффициента присуще для небольших судов с острыми обводами. Для водоизмещающих катеров S = 0,4 - 0,55, глиссирующих S= 0,45 - 0,6, моторных лодок 5 - 0,35 - 0,5, для парусных судов этот коэффициент колеблется от 0,15 до 0,4.
Вместимость
Под валовой вместимостью понимают полный объем всех помещений судна, кроме объемов рулевой рубки, камбуза и туалета. Вместимость измеряется в м3. Чтобы получить вместимость в регистровых тоннах необходимо полученную величину в м3 разделить на 2,83. 

Перегрузка судна

Перегрузка судна - превышение наибольшего водоизмещения. В зависимости от степени перегрузки могут снижаться остойчивость и мореходность судна, его скорость и дальность плавания.

Начало формы

Грузовая шкала (Шкала водоизмещения)

Шкала водоизмещения - шкала, показывающая: 
- водоизмещение судна при его осадке до приема груза с включением веса палубных помещений, запасных частей машинного отделения и запаса воды для охлаждения двигателей; 
- водоизмещение при различной осадке и количество тонн, которое требуется добрать до полной осадки; 
- грузоподъемность судна в тоннах при той или иной осадке; 
- максимальную осадку на зимней, летней и тропической грузовой ватерлинии.

2. ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНЕЙ ОСАДКИ СУДНА ПРИ ПРИЕМЕ И СНЯТИИ (РАСХОДОВАНИИ) ГРУЗОВ

Допустим, что на судно принят малый груз Р, т.е. такой груз, при приеме которого обводы корпуса можно считать практически не изменившимися в пределах приращения осадки. Малым можно считать груз, составляющий 5-10% водоизмещения судна.

При приеме груза Р водоизмещение судна возрастет на величину ρ×ΔV, причем значение ΔV определяется объемом слоя между ватерлиниями ВЛ и В₁Л₁.
Для определения приращения осадки судна ΔT после приема груза используем условие равновесия судна, выражающееся равенством масс груза P и дополнительного водоизмещения:

P = ρ×ΔV     (1)

Объем добавочного слоя ΔV можно рассматривать как объем цилиндра, основанием которого является площадь ватерлинии S , а высота равна изменению осадки ΔТ. Тогда

ΔV = S×ΔT

и формула (1) примет вид:

P = ρ×S×ΔT

Отсюда изменение средней осадки будет:

ΔT = P/(ρ×S)     (2)

В случае снятия груза с судна его масса P должна быть введена в формулу (2) со знаком минус. Следовательно, приращение осадки будет также отрицательным, т.е. осадка судна уменьшится на величину ΔT.
При решении практических задач, связанных с определением изменения средней осадки судна при приеме или снятии груза, часто пользуются вспомогательной величиной q_1см , представляющей собой значение массы (числа тонн) груза, от приема или снятия которой осадка судна изменится на один сантиметр.
Для того, чтобы получить выражение для q_1см , рассмотрим приращение объемного водоизмещения в случае приема груза.
Если принять обводы судна в районе действующей ватерлинии прямостенными, то приращение объемного водоизмещения при ΔТ = 0,01 см составит (в м³): ΔV = 0,01× S .
Масса воды в объеме этого слоя, равная искомой массе q_1см будет:

q_1см = 0,01×ρ ×S = ρ ×S/100     (3)

После подстановки полученного выражения в формулу (2) получаем выражения для определения приращения средней осадки

в сантиметрах: ΔТ = Р/ q_1см   (4) и в метрах: ΔT = P/(100×q_1см )   (5)

Аналогичным способом можно определить массу груза, изменяющую осадку судна на 1 дюйм. В этом случае

ΔT = 1дюйм = 1/39,37 см и отсюда:

q_1дюйм = ρ×S/39,37     (6)

Из выражений (3) и (6) видно, что величина q пропорциональна площади ватерлинии S. В свою очередь, площадь ватерлинии является переменной величиной, т.к. изменяется в зависимости от осадки судна. Следовательно число q - также переменная величина.
Можно построить кривую числа тонн на один см (или дюйм) осадки. Для того, чтобы определить, как изменится осадка Т судна при приеме или снятии малого груза Р , необходимо по указанной кривой найти значение q_1см  при осадке Т, затем, используя формулу (4), найти новое значение осадки судна:

   T₁ = T ± P/(100×q_1см)     (7)

При переходе судна из пресной воды (ρ = 1,0 т/м³ ) в морскую (ρ = 1,025 т/м³):

ΔT = D/(S×1,0) × (1,0 - 1,025)/1,025

Так как числитель второго сомножителя - величина отрицательная, 
изменение осадки ΔТ также будет отрицательным, и судно всплывет, т.е. 
осадка судна уменьшится.
При переходе судна из морской воды в пресную:

ΔT = D/(S×1,025) × (1,025 - 1,0)/1,0.

В этом случае изменение осадки будет положительным, судно погрузится в воду, т.е. его осадка увеличится.