Многоцелевое сухогрузное судно

Содержание:

Вступление.
Теоретический чертеж корпуса.
Архитектурно-конструктивный тип судна.
Определение грузоподъемности, вместимости и мощности СЭУ:

Вместимость;
Грузоподъемность;
Водоизмещение и расчетная осадка;
Грузовой размер;
Мощность СЭУ и запас топлива.

Расчеты посадки и отдельных характеристик мореходности:

Проверка остойчивости и удифферентовки при загрузке генеральным грузом;
Проверка остойчивости и удифферентовки судна при перевозке контейнеров.

Определение наибольшего водоизмещения и валовой вместимости:

6.1. Наибольшее водоизмещение, дедвейт и полезная грузоподъемность;

6.2. Валовая вместимость.

Выводы.

1.Вступление

В жизни человеческого общества водные средства передвижения возникли и приобрели большое значение гораздо раньше, чем другие виды транспорта; можно без преувеличения сказать, что судоходство и судостроение неразрывно связаны с историей человечества.

В наше время невозможно представить себе международные связи без судоходства и судостроения. В перевозке различных грузов, таких как нефть, уголь, зерно, стальной прокат, машины и т.д., судоходство, несмотря на конкуренцию других видов транспорта, будет и впредь играть решающую роль.

Развитие экономики требует совершенствования эксплуатационной деятельности, сокращения простоев судов, широкого применения прогрессивных форм организации труда. Экономический постулат, что судно дает доход только тогда, когда оно идет с грузом, общеизвестен. В стремлении снизить время простоев судов в портах могут быть найдены новые решения проблем, связанных с перегрузкой контейнеров и лихтеров, а также с созданием составных судов.

Необходимую эффективность работы обуславливает научно-технический прогресс, основные направления которого заключаются в повышении мощности и грузоподъемности судов, автоматизации управления главной энергетической установкой, погрузкой и выгрузкой грузов, эксплуатации флота без постоянной вахты в машинных отделениях, безопасности плавания благодаря применению современного радионавигационного оборудования.

Для повышения безопасности в условиях постоянного увеличения интенсивности судоходства и скорости судов, а также в целях сокращения необходимого обслуживающего персонала промышленностью изготовляются не только установки и приборы для автоматического контроля работы и дистанционного управления энергетической установкой, но и непрерывно совершенствуются мореходные инструменты и разрабатываются автоматические навигационные приборы и оборудование.

Важнейшей задачей является охрана окружающей среды от производственной деятельности водного транспорта. Основными видами загрязнений при эксплуатации флота являются хозяйственно-бытовые и нефтесодержащие воды, сухой мусор и пищевые отходы. С целью предотвращения загрязнения водных бассейнов флот оборудуют системами сбора и накопления судовых загрязнений с последующей передачей их на утилизацию. С этой целью построены береговые специализированные причалы для приема с судов сточных вод и сухого мусора, плавучие станции очистки нефтесодержащих вод, а также суда тАУсборщики, обеспечивающие сбор с транспортного флота всех видов загрязнений.

Увеличивающийся поток грузов, перевозимых морским путем, стремление к снижению транспортных расходов и к максимальной загрузке имеющихся портов тАУ все это ведет к тому, постоянно производится усовершенствование различных судов и поиск новых конструктивных решений.

2. Теоретический чертеж корпуса

Поверхность корпуса судна имеет сложную форму, точное представление об его конфигурации может дать только теоретический чертеж тАУ графическое изображение теоретической поверхности корпуса в проекциях на три взаимно перпендикулярные координатные плоскости. Для всех судов, кроме деревянных, железобетонных и многослойных пластмассовых, на теоретическом чертеже принято изображать поверхность корпуса без учета толщины наружной обшивки.

Кривые линии, полученные при пересечении поверхности корпуса плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута, называют шпангоутами.

В данной работе форма корпуса представлена в виде десяти теоретических шпангоутов. На проекции ВлКорпусВ» носовые ветки теоретических шпангоутов принято изображать справа от ДП, а кормовые тАУ слева. Абсцисса центра величины принята равной нулю xc = 0. Размерные значения ординат получены умножением их безразмерной величины на половину ширины судна. При этом коэффициент общей полноты принимается равным 0,7 (cb = 0,7), а также учитывается наличие бульба. Проекция ВлКорпусВ» построена в масштабе 1:100 и приведена в приложении1.

Площадь шпангоута определяется его очертанием на проекции ВлКорпусВ». В координатных осях z, y его площадь с высотой борта D разбивают на восемь равных частей, соответствующие числу теоретических ватерлиний. Ординаты на один борт обозначают y0,y1тАжy8, а расстояние между ватерлиниями тАУ через ОФD = D/8.

В связи с симметрией шпангоута относительно ДП его искомая площадь в соответствии с правилом приближенных вычислений способом трапеций определится как удвоенная сумма площадей элементарных площадок:

ПЙi = 2*ОФD*ПГi,

где ПЙi - площадь шпангоутов, м2;

ПГi тАУ исправленная сумма ординат, полученная из выражения:

ПГi = Огyi тАУ (y0+y8)/2,

где Огyi тАУ сумма всех ординат строки;

(у0+у8)/2 тАУ поправка, равная полусумме крайних ординат.

Таким образом, площадь шпангоута равна удвоенному произведению интервала между ватерлиниями на исправленную сумму ординат.

Объем подводной части судна, т.е. объемное водоизмещение, определяем при помощи метода параллельных сечений с применением правила трапеций. Корпус разбиваем на n элементарных объемов рядом равноотстоящих параллельных плоскостей. Такими плоскостями на теоретическом чертеже являются плоскости теоретических шпангоутов ПЙ0 , ПЙ1, ПЙ2 тАж ПЙn .

Объем каждого элементарного слоя с небольшой погрешностью можно принять равным полусумме ограничивающих слой площадей шпангоутов, умноженной на расстояние, равное длине теоретической шпации L/n:

ПЙ0 + ПЙ10 L

тИЗ = Ог ПЙi - тАФтАФтАФ * тАФ * C,

где тИЗ - объемное водоизмещение, м3;

Ог ПЙi - сумма площадей шпангоутов;

(ПЙ0 + ПЙ10)/2 тАУ поправка, равная полусумме площадей крайних шпангоутов;

С тАУ коэффициент принимаемый равным 1,005.

Полученные результаты сведены в таблицу1.

3. Архитектурно-конструктивный тип судна

Основными признаками, которые определяют архитектурно-конструктивный тип судна, являются: характеристика надводного борта; количество непрерывных палуб и трюмов; наличие и относительная длина надстроек; размещение машинного отделения и жилой надстройки (или рубки) по длине судна; наличие двойных бортов, диптанков и их расположение.

Архитектурно-конструктивный тип судна задается в виде схемы общего расположения, которая представлена в приложении3. Боковой вид и план верхней палубы построены в масштабе 1:250.

Нормальная шпация в форпике и ахтерпике принимается равной 600 мм. На остальной длине судна шпация принимается равной 700 мм, так как длина судна составляет 98 м.

Длина форпика опредеяется по формуле:

Lф = 0,05*Lпп = 0,05*98 =4,9 м,

где Lпп тАУ длина судна между перпендикулярами.

Длина каждого отсека должна состоять из целого числа нормальных шпаций (практических шпангоутов). Нулевой практический шпангоут совпадает с носовым перпендикуляром. Нумерация шпангоутов производится из носа в корму.

Минимальный набор отсеков регламентируется числом переборок согласно Правилам классификационных обществ и не должна превышать 30м.

Перерасчет длин помещений и их приведение в соответствие с практической шпацией приведены в таблице2.

Таблица2

Наименование помещения судна по длине	Шпация а0, мм	Длина помещения lп, мм	Длина помещения (округленная до целого числа шпаций) lп, мм	Количество шпаций на помещение
Форпик	600	4,9	4,8	8
Коффердам	700	3,1	2,8	4
Трюм №1	700	12,5	12,6	18
Диптанк №2	700	2	2,1	3
Трюм №2	700	24	23,8	34
Диптанк №3	700	3,5	3,5	5
Трюм №3	700	24	23,8	34
М/О	700	14,5	14,7	21
Ахтерпик	600	9,5	9,6	16
Сумма:		98	97,7	143

4. Определение грузоподъемности, вместимости и мощности СЭУ

4.1 Вместимость

Вместимость судна определяется с помощью эпюры вместимости. Для построения ее необходимо рассчитать площади теоретических шпангоутов от основной линии до верхней палубы(см. таблицу1).

Поскольку в курсовой работе предусматривается наличие бака, то необходимо рассчитать площади шпангоутов в надстройке. Также для построения эпюры вместимости необходимо рассчитать площади в двойном дне и диптанке №1, а также площади комингсов. Расчет этих площадей осуществляется с помощью правила трапеции.

Расчет площади шпангоутов в двойном дне производим, учитывая, что высота двойного дна hдд = 1м.

уопi +уддi

Sддi = тАФтАФтАФтАФ* hдд ,

где Sддi тАУ площадь i-того шпангоута в двойном дне, м2;

уопi тАУ соответствующая координата на основной плоскости (ОП) на i-том шпангоуте;

уддi - соответствующая координата на двойном дне на i-том шпангоуте.

Данный расчет приводим в таблице3.

Таблица3

№ шпангоута	Координата на ОП	Координата на двойном дне	Площадь шпангоута, м2
0	0,3	1,55	0,925
1	0,5	2,1	1,3
2	2	4,2	3,1
3	3,8	6,4	5,1
4	4,5	6,7	5,6
5	5,3	6,9	6,1
6	5,1	6,6	5,85
7	4,7	6,3	5,5
8	2,8	4,5	3,65
9	0,7	1,9	1,3
10	0	0	0

Расчет площадей шпангоутов на баке осуществляем, исходя из высоты бака hб = 2,4м.

Увпi +убi

Sбi = тАФтАФтАФтАФ* hб ,

где Sбi тАУ площадь i-того шпангоута на баке, м2;

уопi тАУ соответствующая координата на верхней палубе (ВП) на i-том шпангоуте;

уддi - соответствующая координата на баке на i-том шпангоуте.

Расчет площадей шпангоутов на баке приведен в таблице4.

Таблица4

№ шпангоута	Координата на ВП	Координата на баке	Площадь шпангоута, м2
0	1	3,2	5,04
1	4,5	6,4	13,08
2	6,6	7	16,32

В трюме №1 предусмотрен диптанк, поэтому необходимо рассчитать площади шпангоутов в этом диптанке, учитывая, что hдт = 3,5м.

уопi +удтi

Sдтi = тАФтАФтАФтАФ* hдт ,

где Sдтi тАУ площадь i-того шпангоута в диптанке, м2;

уопi тАУ соответствующая координата на основной плоскости (ОП) на i-том шпангоуте;

удтi - соответствующая координата на диптанке на i-том шпангоуте.

Данный расчет приводим в таблице5.

Таблица5

№ шпангоута	Координата на ОП	Координата на диптанке	Площадь шпангоута, м2
1	0,5	2,5	5,25
2	2	5,5	13,125

Для расчета площади комингсов задаем высоту комингса hл = 2,0м и определяем ширину:

bл = 0,75*B = 0.75*14 = 10.5м,

где bл тАУ ширина люка, м;

B тАУ ширина судна, м.

В этом случае площадь определим так:

Sл = bл * hл = 10,5*2 = 21 м2.

Эпюра вместимости представлена в приложении2.

Площадь эпюры вместимости между основной линией и верхней палубой представляет собой теоретический объем корпуса судна до верхней палубы. Площади между основной линией и кривой двойного дна представляют собой теоретический объем двойного дна. Площади эпюры вместимости, которые заключены между трюмными переборками, линией двойного дна и линиями люковых закрытий представляют собой теоретические объемы трюмов.

Для получения расчетной вместимости для насыпных и генеральных грузов необходимо уменьшить теоретический объем, отнять от него объем набора, настила из дерева и объемы, которые нельзя заполнить в первом случае сыпучими грузами, а во втором тАУ штучным грузом.

Для генерального груза разница составляет приблизительно 12% от теоретического объема трюмов, а для насыпных грузов около 3% от теоретического объема. Разница для цистерн двойного дна тАУ 3%, для форпика и ахтерпика тАУ 4%, для диптанков тАУ 1,5%.

Результаты расчетов по эпюре вместимости сведены в таблицу6 (для грузовых помещений) и в таблицу7 (для балластных танков)

Таблица 6

№п/п	Наименование грузового помещения	Вместимость W, м3
Теоретическая Wтеор, м3	Зерновая Wзерн, м3	Киповая Wкип, м3
1	Трюм №1	960,5	931,685	845,24
2	Трюм №2	2500	2425	2200
3	Трюм №3	2516	2440,52	2214,08
Ог	5976,5	5797,205	5259,32

Таблица7

№п/п	Наименование балластного танка	Вместимость W, м3
Теоретическая Wтеор, м3	Расчетная Wрасчетная, м3
1	Форпик	65,8	63,168
2	Диптанк №1	107,5	105,888
3	Диптанк №2	141	138,885
4	Диптанк №3	297,5	293,038
5	Двойное дно трюма №2	121,5	117,855
6	Двойное дно трюма №3	127,9	124,063
7	Ахтерпик	113	108,48
Ог	974,2	951,377

4.2 Грузоподъемность

Чистая грузоподъемность судна Ргр определяется по полезным объемам всех грузовых помещений, поделив их на суммарный объем на заданный удельный погрузочный объем.

Ог Wтр 5259,32

Ргр = тАФтАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФ = 2842,88 т,

q 1.85

где Ргр - чистая грузоподъемность судна, т;

Ог Wтр тАУ суммарная киповая вместимость трюмов судна, м3;

q тАУ удельный погрузочный объем, м3/т (задан равным 1.85 м3/т).

Дедвейт определяем поформуле:

DW = s*Ргр , т,

где s тАУ коэффициент, значение которого приблизительно определяется по формуле:

2.5*10-6*R*Vs2 2.5*10-6*5050*15.82

s =1.02 + тАФтАФтАФтАФтАФтАФ = 1.02 + тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ = 1.079

Ргр0.5 2842.880.5

где R тАУ дальность плавания ( R = 5050 м.миль);

Vs тАУ эксплуатационная скорость (Vs = 15,8 узлов).

Данный коэффициент должен составлять не менее 1,15, поэтому для расчета принимаем s = 1,15. Тогда определим дедвейт:

DW = 1,15*2842,88 = 3269,312 т

4.3 Водоизмещение и расчетная осадка

Водоизмещение судна ОФ определяется суммированием веса порожнего судна и дедвейта:

ОФ = LW + DW,

где LW тАУ вес порожнего судна, определяемый по формуле:

LW = (0,176-0,0003*L)*L*B*D = (0,176-0,0003*98)*98*14*6,67 = 1341,57 т ,

где L тАУ длина судна, м;

В тАУ ширина судна, м;

D тАУ высота борта, м.

Тогда определяем водоизмещение:

ОФ = 1341,57+3269,312 = 4610,882 т

Соответствующее значение осадки можно определить из уравнения плавучести в виде:

ОФ = Оі*сb*L*B*d,

где сb тАУ коэффициент общей полноты, сb = 0,7

Оі тАУ удельный вес морской воды, Оі = 1,025 т/м3.

Тогда получим:

ОФ 4610.882

d = тАФтАФтАФтАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ = 4.684 м

Оі*сb*L*B 1.025*0.7*98*14

4.4 Грузовой размер

Грузовой размер упрощенно может быть представлен в виде прямой линии, которая проводится через точку А, отстоящую от оси на высоте 0,12d, и точку В.Данный график представлен на рисунке1.

d,м

dконт

0 ОФконт ОФ ОФ, т

рис.1

4.5 Мощность СЭУ и запас топлива

4.5.1 Мощность гребной установки

Мощность гребной установки определяется по формуле:

Nбукс

Ne = тАФтАФ, кВт

О·п

где Ne - мощность гребной установки, кВт;

Nбукс тАУ буксировочная мощность (с учетом выступающих частей), кВт;

О·п тАУ пропульсивный коэффициент.

4.5.2 Буксировочная мощность

Буксировочная мощность определяется для эксплуатационной скорости Vэ так:

ПБ Vэ

Nбукс = Оѕ* тАФ * Vэ2*Ой* тАФ *0,736, кВт

где ПБ тАУ массовая плотность морской воды (ПБ = 104,5 кг*с2/м4);

Vэ = 15.8*0.514 = 8.12 м/с тАУ эксплуатационная скорость судна в м/с;

Ой тАУ смоченная поверхность, м2;

Оѕ тАУ коэффициент полного сопротивления, который определяется по формуле:

Оѕ = Оѕr + Оѕf + Оѕn + Оѕa,

Оѕf - коэффициент сопротивления трения, который определяется по графику согласно заданной скорости Vs = 15.8 узлов. Оѕf = 1,62*10-3 = 0,00162;

Оѕr тАУ коэффициент остаточного сопротивления, определяемый по графикам работы Guldhmmer H.E. и Harvald S.V., на которых Оѕr дан в виде функции коэффициента продольной полноты ср, числа Фруда Fr, а также отношения Lпп/3тИЪтИЗ.

сb 0.7

ср = тАФтАФ = тАФтАФ = 0.71,

сm 0.985

где сm = 0,985 тАУ коэффициент полноты мидель-шпангоута,

Vэ 8.12

Fr = тАФтАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФ 0.262,

тИЪgL тИЪ9.8*98

Тогда согласно графику Оѕr = 1,8*10-3 = 0,0018.

Значение надбавки на шероховатость определяется по таблице8:

Таблица8

Длина судна Lпп , м	Надбавка на шероховатость Оѕn *103
100	0,4
150	0,2
200	-,1

Таким образом, Оѕn = 0,4*10-3 = 0,0004,

Надбавка на выступающие части Оѕa принимается равной Оѕa = 0,45*10-3 = 0,00045.

Тогда получим:

Оѕ = 0,0004+0,0018+0,00045+0,00162 = 0,00427;

Смоченная поверхность для судов с коэффициентом полноты сb > 0,65 определяется по формуле В.А. Семеки:

Ой = L*d*[ 2.0+1.37*( сb тАУ0.274)*B/d] , м2

Ой = 98*4.684*[2.0+1.37*(0.7-0.274)*14/4.684]=1718.79 м2;

Таким образом, можно рассчитать буксировочную мощность:

104,5 8,12

Nбукс = 0,00427* тАФтАФ * 8,122*1718,79* тАФтАФ *0,736 = 2014,752 кВт

4.5.3 Пропульсивный коэффициент

Значение пропульсивного коэффициента может быть определено по формуле:

О·п = О·0 *О·р* О·k* О·в ,

где О·0 тАУ практически достижимое значение ККД гребного винта на свободной воде для одновинтового судна, О·0 = 0,98 тАУ 0,55* сb = 0,595;

О·в тАУ значение КПД гребного вала при кормовом расположении машинного отделения, О·в = 0,99;

О·р тАУ КПД редуктора, О·р = 0,98;

О·к тАУ коэффициент влияния корпуса одновинтового судна, определяется по формуле:

1 тАУ t 1 - 0.18

О·к = тАФтАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФ = 1.17

1 тАУ w 1 - 0.3

причем w тАУ коэффициент попутного потока, w = 0,5* сb тАУ 0,05 = 0,3 тАУ для винта, расположенного в диаметральной плоскости;

t тАУкоэффициент засасывания для расчетного режима работы для гребного винта в диаметральной плоскости, t = 0.6*w = 0.18.

Таким образом, получим:

О·п = 0,595*0,98*0,99*1,17 = 0,675.

Исходя из полученных данных, определим мощность гребной установки:

2014,752

Ne = тАФтАФтАФтАФ = 2984,818 кВт.

0,675

4.5.4 Запас топлива

Вес топлива и смазки Рт определяется по формуле:

N*R 2.9848*5050

Рт = ( 1+О¶ )*qт*0,85*тАФтАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ =165,424 т,

(Vs*103) 15,8*1000

где qт тАУ удельный расход топлива и смазки на все нужды на ходу, который принимается равным 170 кг/(МВт*ч) для МОД;

О¶ тАУ коэффициент резерва, который учитывает работу вспомогательных механизмов в портах, а также задержки в рейсе вследствие погодных и навигационных обстоятельств, принимается равным 0,2;

N тАУ суммарная максимальная продольная мощность главных двигателей, МВт.

4.5.5. Экипаж, вода и провиант

Значение веса экипажа Рэ с запасами провианта и пресной водой принимается равным:

Рэ = (0,1+0,0065*R/ Vэ )*n = (0,1+0,0065*5050/15,8)*15 = 32,663 т,

где n- количество людей на судне.

5. Расчеты посадки и отдельных характеристик мореходности.

Одним из важнейших навигационных качеств судна является остойчивость. В реальных условиях плавания, кроме силы тяжести и силы поддержания, на судно действуют дополнительные силы, например сила ветра на надводную поверхность судна.

Остойчивостью называют способность судна, отклоненного от положения равновесия действием внешних сил, возвращаться в первоначальное положение после прекращения действия этих сил. Различают поперечную и продольную остойчивость. Поперечная остойчивость характеризуется метацентрической высотой и углом крена, а продольная тАУ углом дифферента.

Остойчивость при поперечных наклонениях, т.е. при крене, называют поперечной. Остойчивость зависит от формы корпуса и положения центра тяжести судна, поэтому путем правильного выбора формы корпуса при проектировании и правильного размещения грузов на судне при эксплуатации можно обеспечить достаточную остойчивость, гарантирующую предотвращение опрокидывания судна при любых условиях плавания.

Продольная остойчивость проявляется при наклонениях судна вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести площади ватерлинии. Такие наклонения вызывают дифферент судна. Принято считать, что дифферент на нос имеет знак плюс, а на корму тАУ знак минус. От дифферента зависят скорость судна и его маневренность. Угол дифферента поддерживается в определенных границах путем соответствующего распределения груза. Как правило, суда ходят на ровном киле или с легким дифферентом на корму.

Про остойчивость судна, которое проектируется, можно судить по совокупности характеристик начальной остойчивости и остойчивости на больших углах крена. О продольной остойчивости можно судить по углу дифферента.

5.1 Проверка остойчивости и удифферентовки судна при загрузке генеральным грузом.

Метацентрическая высота судна с генеральным грузом проверяется только для случая осадки по проектную ватерлинию при наличии 10% судовых запасов (случай, когда метацентрическая высота близка к минимуму при наиболее полном использовании грузоподъемности). Прием балластной воды не предусматривается.

Расчеты аппликаты zi составляющих нагрузки производятся с использованием эскиза общего расположения. При определении центра тяжести груза, который размещается в данном грузовом отсеке, за его аппликату приблизительно принимается возвышение центра тяжести объема отсека.

Положение центра тяжести гомогенного (однородного) груза по длине судна совпадает с положением центра тяжести объема этих отсеков (xri = xwi);абсциссы центров объемов xwi определяются по эпюре вместимости. Также находятся абсциссы центров тяжести жидких грузов.

При расчетах большое значение для достоверной оценки метацентрической высоты имеет как можно более точное определение расположения центра тяжести судна. Аппликата его определяется из соотношения:

(zgпор/D) = 1,02-0,023*D,

Тогда получим:

zgпор = (1,02-0,023*D)*D = (1.02-0.023*6.67)*6.67 = 5.78м.

Абсцисса центра тяжести порожнего судна xgпор может быть определена согласно рекомендациям Л.М. Ногида.

xgпор = -0,09*Lпп = -0,09*98 = -8,82м тАУ при кормовом расположении машинного отделения.

При проектировании судна с заданными параметрами грузовые отсеки, т.е. трюм №1, трюм№2 и трюм №3 заполняются генеральным грузом с удельным погрузочным объемом q = 1.85м3/т. Таким образом, для расчета веса данного груза необходимо воспользоваться формулой:

Ог Wтр

Ргр = тАФтАФтАФтАФ т,

1.85

рассчитав вместимость каждого трюма по эпюре вместимости. Но при реальных перевозках генеральный груз не может быть уложен под крышки комингсов, поэтому будем считать, что между верхним ярусом груза и крышкой существует зазор в 1м. Исходя из этих параметров, осуществляем пересчет вместимости грузовых помещений. Пересчет вместимости приведен в таблице9.

Таблица 9

№п/п	Наименование грузового помещения	Вместимость W, м3	Вес груза, т
Теоретическая Wтеор, м3	Киповая Wкип, м3
1	Трюм №1	800,51	704,45	380,778
2	Трюм №2	2159,659	1900,5	1050,60
3	Трюм №3	2238	1969,44	1064,56
Ог	5198,169	4574,39	2495,938

Результаты расчетов абсцисс и аппликат отсеков приведены в таблице10.

Согласно результатам расчетов определяется метацентрическая высота по формуле:

h0 = zm тАУ zg тАУОФhж,

где zm = zc тАУ r0 тАУ аппликата метацентра;

ОФhж = 0,12 тАУ поправка на влияние свободной поверхности жидких грузов.

Метацентрический радиус r0 и аппликата центра величины определяются по соответствующим выражениям Л.Эйлера:

сw*(cw тАУ 0.04) B2 0.79*(0.79-0.04) 142

r0 = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ*тАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ*тАФтАФ = 3.372 м,

12* cb d 12*0.7 4.1

где сw тАУ коэффициент полноты конструктивной ватерлинии равный 0,79;

сw 0,79

zc = тАФтАФтАФтАФтАФ * d = тАФтАФтАФтАФтАФ * 4,1= 2,174м.

сw + cb 0,79+0,7

Аппликата центра тяжести судна zg определяется по формуле:

Ог(Рi*zi) 20178,399

zg = тАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФ = 5.0001м,

ОгРi 4035,595

где ОгРi = ОФ, а Рi и zi - составляющие нагрузки и аппликаты их центров тяжести.

Таким образом, метацентрическая высота составляет:

h0 = 3,372 + 2,174 тАУ0,12 тАУ5,0001 = 0,426 м,

что удовлетворяет требованиям Регистра касательно метацентрической высоты сухогрузных судов (h0 >0).

Удифферентовка судна проверяется для случая посадки судна по проектную ватерлинию сравнением абсциссы центра тяжести судна xg с абсциссой центра величины xс (xс = 0). Абсцисса центра тяжести судна определяется по формуле:

Ог(Рi*хi) -7708,127

хg = тАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФ = -0,382м,

ОгРi 4035,595

где ОгРi = ОФ, а хi - абсциссы центров тяжести составляющих нагрузки.

Так как хg тЙа xс, то необходимо вычислить угол дифферента ПИВ° по формуле:

хg - xс

ПИВ° тЙИ 57,3*тАФтАФтАФ ,

где R0 - продольный метацентрический радиус, определяемый по формуле:

сw 2 L2квл 0,792 100,752

R0 = 0,9*тАФтАФтАФ*тАФтАФтАФ = 0,9*тАФтАФтАФ* тАФтАФтАФтАФ = 165,548 м,

cb 12* d 0,7 12*4,1

где Lквл =100,75 длина судна по КВЛ.

Тогда получим значение угла дифферента:

-0,382 - 0

ПИВ° тЙИ 57,3*тАФтАФтАФтАФ = -0,132В° ,

165,548

Так угол дифферента отрицательный и не превышает тАУ0,5В° (при кормовом расположении машинного отделения), то можно считать, что судно удифферентовано.

5.1 Проверка остойчивости и удифферентовки судна при перевозке контейнеров.

Остойчивость проверяется для перевозки контейнеров в трюмах и на палубе. При этом вес контейнеров в трюме составляет 14т, а на палубе тАУ 5т.

При перевозке контейнеров, в том числе и палубных, для обеспечения остойчивости принимается водяной балласт, который размещается в форпике, двойном дне трюма №2 и трюма №3, а также в диптанке №1. Лбъем балластных помещений и абсциссы их центров тяжести определены по эпюре вместимости.

Таким образом, водоизмещение судна при перевозке контейнеров будет определяться величиной ОгРi , а новое значение осадки будет составлять dконт = 3,463м. Данные расчеты представлены в таблице11 и таблице12.

Для проверки остойчивости используется эскиз общего расположения с указаниями, где размещаются контейнеры. Остойчивость считается достаточной, если выполняются условия в отношении метацентрической высоты:

h0 = zm тАУ zg тАУОФhж тЙе 0,2м;

сw*(cw тАУ 0.04) B2 0.79*(0.79-0.04) 142

r0 = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ*тАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФтАФ*тАФтАФ = 3,992 м,

12* cb dконт 12*0.7 3,463

сw 0,79

zc = тАФтАФтАФтАФтАФ * dконт = тАФтАФтАФтАФтАФ * 3,463= 1,836м.

сw + cb 0,79+0,7

Аппликата центра тяжести судна zg определяется по формуле:

Ог(Рi*zi) 18049,259

zg = тАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФ = 5.295м,

ОгРi 3408,904

Таким образом, метацентрическая высота составляет:

h0 = 3,992 + 1,836 тАУ0,12 тАУ5,295 = 0,414 м >0,2.

Удифферентовка судна проверяется сравнением абсциссы центра тяжести судна xg с абсциссой центра величины xс (xс = 0). Абсцисса центра тяжести судна определяется по формуле:

Ог(Рi*хi) -2432,115

хg = тАФтАФтАФ = тАФтАФтАФтАФтАФ = -0,713м,

ОгРi 3408,904

Так как хg тЙа xс, то необходимо вычислить угол дифферента ПИВ° по формуле:

хg - xс

ПИВ° тЙИ 57,3*тАФтАФтАФ ,

где R0 - продольный метацентрический радиус, определяемый по формуле:

сw 2 L2квл 0,792 100,752

R0 = 0,9*тАФтАФтАФ*тАФтАФтАФ = 0,9*тАФтАФтАФ* тАФтАФтАФтАФ = 195,999 м,

cb 12* d 0,7 12*3,463

Тогда получим значение угла дифферента:

-0,713 - 0

ПИВ° тЙИ 57,3*тАФтАФтАФтАФ = -0,208В° .

195,999

6. Определение наибольшего водоизмещения и валовой вместимости

6.1 Наибольшее водоизмещение, дедвейт и полезная грузоподъемность

Осадка по грузовую марку dк приблизительно может быть определена путем увеличения проектной осадки с учетом базисного надводного борта:

dк = D тАУ F = 6,67 тАУ 1,209 = 5,461м,

где F тАУ надводный борт, который для судна длиной 98м составляет согласно правилам 1,209м

Так как у судна проектная осадка меньше осадки по грузовую марку, то необходимо определить наибольшее значение водоизмещения, дедвейта и полезной грузоподъемности. Водоизмещение при этой осадке определяется по формуле:

тИЗпред=тИЗ*(dк /d)1.14 = 4498.421*(5.461/4.684)1.14 = 5358.548м3,

где тИЗ - объемное водоизмещение.

Таким образом, водоизмещение (массовое) будет таким:

ОФпред = тИЗпред*1,025 = 5358,548*1,025 = 5492,512 т

Наибольший дедвейт при этом водоизмещении составляет:

DWпред = ОФпред тАУ LW = 5492,512 тАУ 1341.57 = 4150,942т.

При неизменной дальности плавания R и мощности СЭУ следствием увеличения осадки является сопротивления движению судна и, соответственно, времени на путь и запасов топлива и воды. Соответственно приблизительной оценки наибольшая чистая грузоподъемность составит:

Рг пред = DWпред тАУ 1.15*Рт = 4150,942 тАУ 1,15*165,424 = 3960,704т.

6.2 Валовая вместимость

Важной характеристикой судна является его обмерная (регистровая) вместимость, которая определяется международной Конвенцией по обмеру судов.

Валовая вместимость GT определяется по формуле:

GT = VE*a, рег.т,

где VE = LBD = 98*14*6,67 = 9151,24;

а = f (VE) = 0,342 тАУ определяется линейной интерполяцией по таблице13

Таблица13

VE , м3	а
5000	0,35
10000	0,34
25000	0,33
50000	0,32
100000	0,31
150000	0,30

Тогда валовая вместимость составит:

GT = 9151.24*0.342 = 3129.724 рег.т

7. Выводы

В результате работы было спроектировано судно тАУ многоцелевой сухогруз, для которого предусмотрена возможность перевозки контейнеров. Выполнены соответствующие расчеты, которые подтверждают соответствие судна требованиям по минимальному надводному борту, остойчивости (продольной и поперечной) и другим характеристикам. Для данного судна предусмотрена дальность плавания 5050 морских миль. К расчетам прилагаются схема общего расположения, проекция ВлКорпусВ» и эпюра вместимости, которые дают более полное представление о конструкции судна, его особенностях и технических возможностях.

Литература:

1. Ларкiн Ю.М., Хiльський В.П., Демiдюк О.В. ВлУстрiй i будова суденВ», Одеса, 2000.

2. Н.Г. Смирнов ВлТеория и устройство суднаВ», Транспорт, 1992.

3. Р.Допатка, А.Перепечко ВлКнига о судахВ»,Судостроение, 1981.

Вместе с этим смотрят:

Московский транспорт раньше и теперь
Новые виды транспорта
Нормирование шума автомобиля
Обмотки якорей машин постоянного тока