Расчет грузового плана судна

Решив уравнения относительно суммарной  распределенной массы носовых Р_н и кормовых Р_к отсеков, получим:

Тогда распределенная масса в каждом отсеке будет:

Р_н/åW_jн=4314/11228=0.38422

Р_1н=937•0.38422=360 т

Р_1тн=985•0.38422=379 т

Р_1втн=738•0.38422=284 т

Р_2н=2417•0.38422=929 т

Р_2тн=1717•0.38422=660 т

Р_3н=2783•0.38422=1069 т

Р_3тн=1651•0.38422=634 т

Р_jк=W_jк•(Р_к/åW_jк);

Р_к/åW_jк=4586/6672=0.68735

Р_4к=2752•0.68735=1892 т

Р_4тк=1640•0.68735=1127 т

Р_5к=417•0.68735=287 т

Р_5тк=767•0.68735=527 т

Р_5втк=1096•0.68735=753 т,

где Р_jн или Р_jк – вес груза для любого грузового помещения (например, в нашем случае для: трюма № 1, твиндека № 1, твиндека № 1в, трюма № 2, твиндека № 2, трюма № 3, твиндека № 3, трюма № 4, твиндека № 4, трюма № 5, твиндека   № 5в);

W_jн или W_jк – объем любого грузового помещения (как в нашем случае).

4. Распределение запасов и грузов по грузовым помещениям

 

Таблица 4

	Груз	Помещение	Вес, т	Xg(+)	Мх(+)	Xg (-)	Мх (-)	Zg	Mz
1	СП	-	3300	7,5	24750			7,24	23892
2	Рт	Топливо	257		0	-43	-11051	3.9	1013
3	Рв	Вода	113		0	-48	-5424	10.2	1156
4	Рэк	Экипаж	20		0	-40	-800	17.0	340
5	Рпр	Провизия	65		0	-72	-4680	7.2	468
6	Рсн	Снабжение	45		0	-17	-770	3.3	147
--	-	Σ1Р	3800	+ΣМх	24750.0	- ΣМх	-22725.0	Σ1Мz	27016
7	Стекло	Трюм №1	380	50.0	18000.0		0	5.1	1841
8	Стекло	Твиндек №1	378	50.0	18900.0		0	10.1	3808
9	Руда	Твиндек №1в	180	51.0	9180.0		0	13.9	2510.3
	Табак	Твиндек №1в	35	51.0	1785.0		0	13.9	488.1
10	Руда	Трюм №2	329	30.3	9952.3		0	1.3	411.8
	Табак	Трюм №2	600	30.3	18150.0		0	4.0	2376.8
11	Руда	Твиндек №2	330	30.3	9982.5		0	8.4	2778.9
	Табак	Твиндек №2	330	30.3	9982.5		0	9.7	3209.3
12	Руда	Трюм №3	534	4.5	2403.0		0	1.4	723.6
	Табак	Трюм №3	535	4.5	2407.5		0	3.5	1847.5
13	Руда	Твиндек № 3	317	4.5	1426.5		0	8.4	2660.3
	Табак	Твиндек № 3	317	4.5	1426.5		0	9.5	3019.4
14	Руда	Трюм №4	600			-17	-10200.0	1.4	842.0
	Каучук	Трюм №4	1290			-17	-21930.0	4.7	6061.3
15	Руда	Твиндек № 4	375			-17	-6375.0	8.4	3160.7
	Каучук	Твиндек № 4	752			-17	-12784.0	10.2	7648.7
16	Стекло	Трюм №5	284			-55	-15620.0	6.4	1815.6
	Табак	Трюм №5	3			-55	-165.0	6.4	19.3
17	Руд	Твиндек №5	49			-57	-2793.0	8.6	419.6
	Стекло	Твиндек №5	478			-57	-27246.0	10.3	4927.6
18	Руд	Твиндек №5в	286			-56	-16016.0	12.3	3506.6
	Каучук	Твиндек №5в	158			-56	-8848.0	12.8	2023.8
	Табак	Твиндек №5в	220			-56	-12320.0	14.0	3078.5
		Σ2Р	8740	Σ2Мх	103595.8	Σ2Мх	-134297.0	Σ2Мz	59178.9
		ΣобщР	12541	Σ0Мх	128345.8	Σ0Мх	-157022.0	Σ0Мz	85567.5
					Xg=	-2.5	Zg=	6.8

где

5. Проверка общей продольной прочности

Общую продольную прочность корпуса  судна проверяют путем сравнения наибольших изгибающих моментов в районе миделя М_изг с нормативной величиной допускаемого изгибающего момента М_доп.

1. Определение изгибающего момента от сил тяжести на миделе порожнего судна

М₀ определим по следующей формуле:

где коэффициент k₀ для грузовых судов с машиной в корме =0,126.

2. Определение изгибающего момента от масс грузов и запасов (сил дедвейта)

М_гр определяется по следующей формуле:

знак х_i при вычислении М_гр не учитывается.

где m_i – массы партий грузов и запасов, т;

x_i – отстояние центров тяжести партий грузов и запасов от миделя, м.

3. Определение изгибающего момента на миделе от сил поддержания

М_с.п. определяется по следующей формуле:

где k_с.п. определяется из выражения:

где С_в – коэффициент общей полноты.

4. Определение изгибающего момента

М_изг. определяется по следующей формуле:

5. Определение допустимого момента

М_доп. определяется по следующей формуле:

 – на вершине волны;

 – на подошве волны.

При этом вычисляют два значения М_доп.: одно – из положения судна на вершине волны, другое – на подошве. В том и другом случае используют одну и ту же формулу, которой меняют лишь коэффициент k.

Таблица 5

Тип судна	Положение судна на волне
	на вершине (перегиб)	на подошве (прогиб)
Сухогрузные суда	0,0205	0,0182

Условие продольной прочности  соблюдается

6. Проверка местной прочности

Обеспечение местной прочности  осуществляется путем нормирования нагрузки на единицу площади палубы. По существующим правилам Регистра нагрузка в тоннах на 1 м² палубы трюма или твиндека обычного сухогрузного трюма численно не должна превышать 0,75 H_i, где H_i – высота помещения. Таким образом, помещение не может быть загружено полностью грузом с удельным погрузочным объемом (УПО) менее 1,33 м³/т.

Критерии оценки рациональной загрузки судна с точки зрения местной  прочности К_м является отношение фактической нагрузки р_ф к технически допустимым р_доп

;  

Максимальное количество груза, которое может быть погружено в трюм объемом Wм³:

Помещение	Ммах	Мфакт	Помещение	Ммах	Мфакт
Твиндек №1(в)	704.5	360.0	Трюм №3	1241.4	634.0
Твиндек №1	740.6	378.0	Твиндек №4	2069.2	1890.0
Трюм №1	554.9	215.0	Трюм №4	1233.1	1127.0
Твиндек №2	1817.3	929.0	Твиндек №5(в)	313.5	287.0
Трюм №2	1291.0	660.0	Твиндек №5	576.7	527.0
Твиндек №3	2092.5	1069.0	Трюм №5	824.1	664.0

Условие местной прочности  выполняется

9. Расчёт остойчивости

Таблица 6

θ°	10°	20°	30°	40°	50°	60°	70°
lф	1.29	2.60	3.77	4.76	5.55	5.97	6.20
sinθ°	0.1736	0.3420	0.5000	0.6428	0.7660	0.8660	0.9397
	1.18	2.33	3.41	4.39	5.23	5.91	6.41
lст = lф – lв	0.10	0.26	0.36	0.38	0.32	0.07	-0.21
	0.10	0.47	1.09	1.82	2.52	2.91	2.77
	0.01	0.04	0.09	0.16	0.22	0.25	0.24

 

Плечо формы снимается с Пантокарен или выбирается из таблиц.

Рис.1. Диаграмма статической и динамической остойчивости

Диаграмма статической остойчивости (ДСО) выражает зависимость плеча  статической остойчивости l_ст или восстанавливающего момента М_в от угла крена θ.

Диаграмма динамической остойчивости (ДДО) выражает зависимость работы восстанавливающего момента Т_в или плеча динамической остойчивости l_дин от угла крена θ.

Определение максимального плеча ДСО.

Определение максимального угла ДСО.

Определение угла заката ДСО.

Определение начальной метацентрической высоты.

Определение плеча опрокидывающего  момента.

1. Требования Регистра России к остойчивости

1. Максимальное плечо статической остойчивости должно быть больше 0,2м.

Максимальное плечо ДСО определяется по диаграмме ДСО:

L_мах = 0,38 м > 0,2 м

Требования Регистра России выполняются.

2. Угол крена, при котором плечо остойчивости достигает максимума, должен быть не менее 30^°

q_max определяется по диаграмме ДСО:

q_max = 37° >30^°

Требования Регистра России выполняются.

3. Угол заката ДСО должен быть не меньше 60^°

Угол заката ДСО q_зак определяется по диаграмме ДСО:

q_зак = 62^° > 60^°

Требования Регистра России выполняются.

4. Метацентрическая высота – h₀ > 0

Начальная метацентрическая высота при всех вариантах нагрузки должна быть положительной.

h₀ = 0,53 м > 0

Требования Регистра России выполняются.

5. Критерий погоды: Динамически приложенный кренящий момент от давления ветра М_кр должен быть меньше опрокидывающего момента М_опр, определяемого с учётом амплитуды качки.

К = М_с/ M_v ³ 1, где К - критерий погоды

М_с - опрокидывающий момент

M_v - динамически приложенный кренящий момент

Момент опрокидывающий определяется по формуле:

М_опр= D_рL_опр

где D_р - водоизмещение судна,

L_опр-плечо опрокидывающее,

L_опр = 0,15(снимается с ДДО)

М_опр=12700·0,15 = 1905 (тм)

Момент кренящий определяется по формуле:

М_кр=0,001р_VS_Vz_V

где р_V - условное расчетное давление ветра, определяется по правилам Регистра: р_V = 1049 Н/м^{2 ;}

S_V - площадь парусности:  S_V = 1130 м^{2 ;}

z_V – аппликата центра парусности, z_V = 3,9 м.

М_кр = 0,001·107·1130·3,9 = 471,5 (тм)

К = 1905/471,5 =4,0 > 1

К > 1, требования Регистра России выполняются.

 

10. СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ НА СУДНЕ

 

Никелевая руда

Листовое стекло

Каучук натуральный

Табак листовой

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

2. Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. -С.Петербург: АНО НПО «Мир и Семья», 2001.
3. Жуков Е.И., Письменный М.Н. Технология морских перевозок: Учебник для вузов.- М.: Транспорт, 1991 
   СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 19