Однією з найбільш важливих суднобудівних наук є теорія корабля (або теорія судна). Інженеру - судноводій в процесі експлуатації судна необхідно застосовувати самостійно рішення щодо забезпечення його морехідних якостей.
Мета курсової роботи:
Розрахунок остійності і посадки судна для трьох випадків навантаження.
Розміщення дедвейту.
Креслення універсальної діаграми статичної остійності.
Розрахунок елементів пошкодженого судна.
Оцінка остійності судна за критерієм погоди.
Об'єктом курсової роботи є рибальське судно СРТ-2.
Робота складається з чотирьох розділів, 8 таблиць і 4 малюнків. Доповнюють курсову три додатки.
В основі методології конспект лекцій Байгунусова В.Б. «Судноводіям про плавучості і остійності судна»
Техніко-експлуатаційні характеристики судна. Клас Регістру судноплавства Росії, присвоєний судну.
^ Техніко-експлуатаційні характеристики судна «СРТ-2».
Тип судна - середній рибальський траулер
Призначення судна - лов риби кошельковим неводом, пелагическим і донним тралами з нюрреводом і бортовий пасткою на електросвітло.
Автономність - автономність плавання повним ходом при максимальному завантаженні суднової електростанції в ходовому режимі становить 20 діб.
Район плавання: необмежений протягом всього року.
Екіпаж - 20-25 чоловік плюс два запасні місця.
Надводний борт - річний -1377мм.
Вантажомісткість - 100т. Риби навалом в «горищах» для переробки на борошно, 65 т. Риби, пересипаної льодом, в інвентарних ящиках при співвідношенні риби і льоду 2: 1.
Водотоннажність і осаду від основної площини по літню вантажну марку: Δ = 781т; d = 3,77м.
Найбільша довжина - 44,85 м.
Довжина між перпендикулярами - 38,00 м.
Висота борту - 5,0 м.
Практична шпація - 0,55м.
Схематичний поздовжній розріз і вигляд на верхня палубу судна наведені на рисунку 1.
Малюнок 1 - схематичний поздовжній розріз і вигляд на верхню палубу судна
^ РОЗРАХУНОК ПОСАДКИ І остійності судна.
2.1 Розрахунок обсягу і координат трюму.
Для визначення центра ваги вантажу, що перевозиться виконуються розрахунки обсягу трюму і будується крива центрів тяжіння його обсягів.
^ Обчислення сум множення ординат для визначення обсягу і координат центра ваги трюму. Таблиця 1
Місце вимірювання трюму
Середина трюму по висоті
Sс = l / 3 (yk 4 * yc yн) = 66.972 м2
V = lb / 18 (Σ1 Σ2 Σ3) = 200,98 м3
Абсциса центру ваги площі горизонтального перетину трюму визначається за формулою:
Xc = l / 2 * yн-ykyн 4 * yc yk = 0.044м
Xн = l / 2 * yн-ykyн 4 * yc yk = -0.238м
Відстань абсциси центру обсягу трюму від його середини по довжині визначаються:
X = l / 2 * ΣxΣ1 Σ2 Σ3 = 3,85 * (- 0.016) = 0.0616
Відстань центру обсягу від середини трюму по висоті одно:
Z = b / 2 * ΣzΣ1 Σ2 Σ3 = 3,2 / 2 * 5/26/4 104,4 23,8 = 0,0512
Далі визначаємо обсяг нижньої частини трюму, віднімаючи з повного обсягу трюму обсяг його верхній частині:
Vн = V - Sс Sв2 × b / 2 = 200.98 - 163.812 = 37.168
Будуємо криву центрів тяжіння трюму:
Рис.2. Розподіл обсягу і центру тяжіння трюму.
^ 2.2. Розрахунок і побудова діаграми статичної остійності.
Плечі статичної остійності діаграми визначають за допомогою інтерполяційних кривих плечей остійності форми (пантокарен). На пантокаренах проводять вертикаль через точку на
осі абсцис, що відповідає розрахунковому водотоннажністю судна М. Точки перетину вертикалі з кривими для різних кутів крену дають значення плечей остійності форми. Вихідні дані для побудови універсальної діаграми приведені в таблиці 2.
Далі плечі статичної остійності обчислюються за формулою:
Таблиця ^ 3 - Розрахунок плечей діаграм статичної остійності.
Після розрахунку даних, занесених в таблицю, складаємо графік статичної остійності:
^ Малюнок 3 - Діаграма статичної остійності
Перевірка параметрів діаграми статичної остійності на відповідність нормам остійності Регістру судноплавства Росії.
За діаграмою статичної остійності (Малюнок 3) визначаємо максимальне плече статичної остійності lmax. відповідний йому кут крену max і кут заходу діаграми зак і порівнюємо їх з необхідними Регістром.
Регістр вимагає, щоб lmax було не менше 0,25 м для суден, довжина яких не менше 80 м при куті крену max 30 0. Кут заходу діаграми повинен бути не менше 60 0.
З рисунка 3 видно, що lmax = 0,78 м, max = 40 0. зак = 75 0. значить параметри діаграми статичної остійності відповідають нормам остійності Регістру судноплавства Росії.
За діаграмою статичної остійності (Малюнок 3) визначаємо графічним способом початкову метацентричної висоту (проводимо дотичну до графіка і відновлюємо перпендикуляр з точки = 1 рад).
^ РОЗРАХУНОК остійності судна ДЛЯ ТРЬОХ ВИПАДКІВ ЗАВАНТАЖЕННЯ.
3.1 «Вихід на промисел».
Плавучість називають здатність судна шляхом витіснення рівного йому по вазі і масі кількості води підтримувати вертикальне рівновагу в заданому положенні відносно поверхні моря.
Заходами плавучості судна є його об'ємне водотоннажність ^ V і водотоннажність (маса) судна D = V. де - щільність забортної води, т / м 3.
Вільно плаваючий судно займає таке положення, при якому його центр величини розташовується на одній вертикалі з центром тяжкості. При цьому судно може мати крен і диферент.
Величина крену і диференту характеризує посадку судна.
Остійність можна визначити як здатність судна, відхиленого зовнішнім моментом від положення рівноваги, повертатися в початкове положення рівноваги після усунення моменту, що викликав відхилення.
В даному розділі наведені результати розрахунків посадки і остійності судна.
Водотоннажність, абсциса і аппликата центру ваги судна порожнём визначаються по Таблиці 4 і такими формулами:
Плавучість вважається забезпеченої, якщо М. Водотоннажність по вантажну марку визначено в 1 частини курсової роботи (Δ = 781т). Т. до плавучість судна забезпечена, розвантаження трюмів, пропорційно їх місткості, не робимо.
Метацентріческая висота обчислюється за формулою:
де - аппликата поперечного метацентра знаходиться по гидростатическим таблиць (Додаток 1) в залежності від водотоннажності судна в заданому разі навантаження. При необхідності повинна бути зроблена інтерполяція.
З таблиці випливає, що для тралового лову = 4,19 м.
Підставляємо значення в формулу:
Виходячи з отриманого результату і даних в додатку. можна судити, що остійність судна вважається не забезпеченою, т. к hрасч. Перевірка остійності і розрахунок осад для випадку навантаження 1 Водотоннажність, абсциса і аппликата центру ваги судна порожнём визначаються за формулами: Плавучість вважається забезпеченої, якщо М. Водотоннажність по вантажну марку визначено в 1 частини курсової роботи (781т). Т. до плавучість судна не забезпечена, виробляємо розвантаження трюмів, пропорційно їх місткості. Т. до отримане водотоннажність занадто велике, то виробляємо розвантаження трюмів: M -Mг.м = X, де М - отримане водотоннажність судна; Mг.м - водотоннажність по вантажну марку 802.53-781 = 21.53 т (Т. до m1 = m2, то при розрахунках беремо 2m2) Взявши дані з таблиці і підставляємо V1 і V2: Знаходження поперечної метацентрической висоти для даного випадку навантаження: Метацентріческая висота обчислюється за формулою: де - аппликата поперечного метацентра знаходиться по гидростатическим таблицями в залежності від водотоннажності судна в заданому разі навантаження. При необхідності повинна бути зроблена інтерполяція. З таблиці випливає, що для мого випадку = 4.19 м. Підставляємо значення в формулу 2.5: Виходячи з отриманого результату і даних, можна судити, що остійність судна вважається забезпеченою, т. К hрасч. ≥hmin = 0,9 м. ^ 3.3 «Судно на промислі з пошкодженням корпусу в районі трюму нижче ватерлінії». Затопленим за умовою завдання виявилося приблизно 70% приміщення для замороженої риби, знайдемо масу води: M = μρVm, де ρ = 1,025т / м3-щільність забортної води; μ = 0,95 - коефіцієнт проникності приміщення з рибою; Vm - об'єм трюму. Згідно з розрахунками, обсяг трюму - 200,98. Оскільки затоплено тільки 70%, маса води буде: Mв70% = 0,7 * 0.95 * 1.025 * 200,98 ≈ 137т. Знайдемо координати центру ваги і водотоннажності судна після прийняття баласту: М = 580.08 200,98 = 781.06 т Знайдемо опади носом і кармою з Додатка 3. пологать, що Хg = Хс Знайдемо початкову метацентричної висоту судна, відомо що Zc = 2,67м, r = 2,26 м. H = r Zc - Zg = 2,26 2,67 - 4,4 = 0,53 Дана метацентрическая висота відповідає вимогам регістру Росії, тому що для судів L ≥ 44м h ≥ 0,15. Перевіримо відповідність плавучості судна вимогам регістру шляхом порівняння середньої опади ТСР. з осадкою Тг.м. Плавучість судна задовольняє вимогам Регістру. Відповідність остійності судна вимогам Регістру визначаємо шляхом порівняння розрахованої аппликати центру ваги Zg з її критичним значенням Zкр. Якщо Zкр.> Zg, то остійність буде відповідати вимогам Регістру. За кривою критичних аплікат визначаємо (Додаток 1): Остійність судна не задовольняє вимогам Російського Морського Регістру Судноплавства. ^ ОЦІНКА остійності судна За критерієм ПОГОДИ ДЛЯ ТРЬОХ ВИПАДКІВ НАВАНТАЖЕННЯ Керівництво по проведенню розрахунків за цими параметрами і необхідна довідкова інформація містяться в «Правилах класифікації та побудови морських суден» (ч. IV «Остійність»,) Регістру РФ. Z знаходимо по таблиці: R = 0,73 0,6 (Zg-d / d) = 0,73 0,6 (4,21-3,77 / 3,77) ≈0,3 Будуємо діаграму статичної остійності і по обчисленої амплітуді качки визначаємо плече перекидаючого моменту: 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Проведені нами розрахунки показали, що в розглянутих варіантах навантаження і пошкодження дане рибальське судно необмеженого району плавання задовольняє вимогам до посадки, остійності і непотоплюваності суден, регламентованим «Правилами класифікації та побудови морських суден» (ч. IV «Остійність», ч. V «Розподіл на відсіки ») Регістру РФ, включаючи вимоги до критерію погоди, прискорення і елементів діаграми статичної остійності. Граничні значення аплікат центру ваги.