ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Г.И.НЕВЕЛЬСКОГО Судоводительский факультет Кафедра теории и устройства судна Утверждаю Заведующий кафедрой __________ Огай А.С. 09.06.2023 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Расчет мореходных качеств балкера «Б» дедвейтом 23920 т КП.3219.213.260505.ПЗ Руководитель Огай А.С. 09.06.2023 Курсант 01.32 группы МасюкР.Р. 09.06.2023 Владивосток 2023 Содержание Ведение ................................................................................................................... 3 1.Исходные данные ................................................................................................ 4 2. Основные характеристики судна ....................................................................... 5 3.Размещение груза и запасов ............................................................................... 6 3.1.Размещение запасов ........................................................................................ 6 3.2.Размещение груза ............................................................................................ 7 3.3.Определение параметров посадки и координат центра тяжести судна .. 9 3.4.Оценка мореходных качеств судна для предварительного грузового плана ....................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 4.Составление откорректированного грузового плана ...................................... 16 4.1.Определение параметров посадки и координат центра тяжести судна 19 4.2.Оценка мореходных качеств судна для откоректированного грузового плана .................................................................................................................... 21 5.Построение ДСО и ДДО ................................................................................... 27 6.Расчет критерия погоды .................................................................................... 32 7.Определение зоны основного и параметрического резонансов и местоположение судна относительно резонансных зон на штормовой диаграмме Ремеза ................................................................................................. 36 8.Выод о мореходном состоянии судна .............................................................. 38 9.Список использованной литературы ................................................................ 40 КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Разраб. Пров. Н. Контр. Утв. Лист № докум. Масюк Р.Р. Огай А.С. Подп. Дата Лит. Лист Листов 2 41 Введение Целью курсового проекта является формирование представления, получения знаний и опыта погрузки судна так, чтобы обеспечить безопасность человеческой жизни на море, безопасность грузов пассажиров с помощью расчета мореходных качеств судна в соответствии с требованиями Конвенции ПДНВ и РМРС. При выполнении курсовой работы необходимо рассчитать мореходные качества балкера дедвейтом 23920 тонн по информации об остойчивости Балкера «Б». В ходе выполнения проекта составлялся грузовой план двух вариантов: без соответствия требованиям PMPC, то есть произвольный, откорректированный в соответствии с требованиями. В этой работе отображены оценка и вычисление параметров остойчивости, посадки, прочности и определение резонансных зон на диаграмме Ремеза. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 3 1.Исходные данные Индивидуальное задание на курсовой проект формируется в функции от последней цифры номера группы (Гр) и порядкового номера курсанта в списке группы (П). Заданными величинами в курсовом проекте являются: Тип груза – навалочный смещаемый; –плотность забортной воды, т/м3 ; Pгр–количество груза, т; μгр–удельно-погрузочный объем груза, м3/т ; –длина волны в рейсе, м; о–курсовой угол к направлению бега волны, градусы. Эти величины задаются формулами и выражены в функции от Гр и П. ρ=1,01+В*П=1,01+0,001*19*2=1,029 [м ] (1); Pгр =22000-20*П*Гр=22000-20*19*2=21240 [т] (2); μгр =0,5+0,005*П*Гр=0,5+0,005*19*2=0,69 [м ] (3); λ=60+Н*П*Гр=60+0,4*19*2=75,2 [м] (4); φ0 =130-0,5*П*Гр=130-0,5*19*2=111° (5); Где B=0,001;H=0,4. Количество запасов на отход и их размещение определяется из данных по судовым запасам(10%). PТТ =1486,3 (т); PДТ =272,34 (т); PМ =50,73 (т); PВ =405,14 (т). Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 4 2. Основные характеристики судна Название судна «БОРИС ЛИВАНОВ» Дата постройки 1986г. Регистровый номер 852318 Номер ИМО 8511574 Позывной сигналUDEC Порт прописки Тип судна Новороссийск Навалочное Назначение Перевозка зерновых и навалочных грузов Класс судна КМ Л3 А2 навалочное (ОРП) Район плавания В соответствии с классом судна Основные размерения судна Длина между перпендикулярами, м 172,00 Ширина, м 22,80 Высота борта, м 14,15 Осадка по грузовую марку, м 10,10 Водоизмещение по грузовую марку, т 31860 Дедвейт, т 23920 Характеристики судна порожнем: Водоизмещение судна порожнем ∆0=7940,0 т; Возвышение центра тяжести от миделяZg=9,77 м; Абсцисса центра тяжести от миделяXg=-13,27 м; Момент носовой оконечности относительно миделя+Mx=132658 тм. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 5 3.Размещение груза и запасов 3.1.Размещение запасов Выполняется размещение запасов производим согласно типовой загрузки для 100%. Таблица №1-Предварительный план загрузки запасов судна Наименование нагрузки Постоянные состовляющие нагрузки Запасы Провизия 100% Экипаж Всего Топливо No9 Тк ПБ \ Tk StB No23 Расходный тк \ Daily tk No24 Отстойный тк \ Settling tk No25 Расходный тк \ Daily tk Диптанк No2\ Deep tank No2 No9 Тк ЛБ \ Tk PS Диптанк No1\ Deep tank No1 No27 Расх.цист.кот.\Boiler day tk Всего Дизельное топливо No10 Тк ПБ \ Tk StB No12 Тк ЛБ \ Tk PS No22 цистерна ЛБ\Tk PS No28 отст.тк ПБ\Settling tk StB No30 расх.тк ПБ\Daily tk StB Всего Масло No13 Тк ДП\Tk CL Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Тк зап.цил.масла\Stor.cyl.oil StB Тк зап.турб.масла\Stor.turb StB Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Всего Пресная вода No37 Тк питьевой ПБ\drink. StB No34 Тк мытьевой ПБ\wash. StB No35 Тк мытьевой ЛБ\wash. PS No3 Тк охлажд. ДП\cool. CL No16 Тк котельн. ДП\boiler CL No36 Тк питьевой ПБ\drink. StB Всего m,т X,м Mx,тм Y,м My,тм Z,м Mz,тм δmh 35,000 9,000 6,000 50,000 -2,340 -81,940 -61,000 -81,900 -737,460 -366,000 -1185,360 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,910 16,100 19,200 591,850 144,900 115,200 851,950 - 99,760 32,540 47,860 32,540 376,290 94,920 796,560 5,830 1486,300 -47,280 -52,310 -52,310 -52,310 -51,580 -47,150 74,320 -52,54 -4716,653 -1702,167 -2503,557 -1702,167 -19409,038 -4475,478 59200,339 -306,308 24384,971 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0 11,23 11,23 11,23 7,07 1,32 10,820 12,60 1,310 365,424 537,468 365,424 2660,370 125,294 8618,779 73,458 12747,528 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0 0,000 107,08 98,6 23,73 28,05 14,88 272,34 -58,68 -59,6 -52,1 -51,77 -52,1 -6283,4544 -5876,56 -1236,333 -1452,1485 -775,248 -15623,7439 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,25 1,24 12,3 10,53 12,6 133,85 122,264 291,879 295,3665 187,488 1030,8475 0 0 0 0 0 0 23,410 10,880 9,400 2,350 4,690 50,730 -63,58 -65,04 -66,86 -68,91 -70,14 -1488,408 -707,635 -628,484 -161,939 -328,957 -3315,422 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,48 12,57 12,50 12,50 12,50 34,647 136,762 117,500 29,375 58,625 376,908 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 42,320 127,140 117,870 48,260 19,290 50,260 405,140 -76,80 -80,94 -80,82 -76,8 -75,94 -72,59 -3250,176 -10290,712 -9526,253 -3706,368 -1464,883 -3648,373 -31886,765 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,23 13,31 13,32 6,67 1,24 16,18 686,854 1692,233 1570,028 321,894 23,920 813,207 5108,136 0 0,0 244,7 0,0 0 0 244,700 Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 6 3.2.Размещение груза Размещаются грузы пропорционально объемам грузовых помещений. Для этого определяется коэффициент пропорциональности, т.е. масса груза, приходящегося на 1 м3грузовых помещений, с точностью до пяти знаков. a= Pгр 21240 Vгп 27017,1 =0,78617 (6) где Vгп – суммарный объем всех грузовых трюмов судна, указанный в «Справочных материалах» Информации об остойчивости. Масса груза Pi, приходящегося на каждый грузовой трюм определяется по зависимости: Pi =a*Vi (7) где Vi - объем i-го трюма. Согласно формуле (7) рассчитываем массу груза для каждого трюма, где i-соответствует номеру грузового трюма согласно схеме расположение грузовых трюмов. P1 =a*V1 =0,78617 *3871=3043,259 [т] (8); P2 =a*V = 0,78617 *2899=2279,103 [т] (9); P =a*V3 = 0,78617 *4522=3555,055 [т] (10); P4 =a*V4 = 0,78617 *3339,3=2625,253 [т] (11); P5 =a*V5 = 0,78617 *4526,6=3558,672 [т] (12); P6 =a*V = 0,78617 *2899=2279,103 [т] (13); P7 =a*V7 = 0,78617 *4960,2=3899,554 [т] (14); Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 7 Составляется таблица нагрузок предварительного грузового плана. Таблица №3-Предварительный план загрузки судна Наименование нагрузки Постоянные состовляющие нагрузки Запасы Провизия 100% Экипаж Всего Топливо No9 Тк ПБ \ Tk StB No23 Расходный тк \ Daily tk No24 Отстойный тк \ Settling tk No25 Расходный тк \ Daily tk Диптанк No2\ Deep tank No2 No9 Тк ЛБ \ Tk PS Диптанк No1\ Deep tank No1 No27 Расх.цист.кот.\Boiler day tk Всего Дизельное топливо No10 Тк ПБ \ Tk StB No12 Тк ЛБ \ Tk PS No22 цистерна ЛБ\Tk PS No28 отст.тк ПБ\Settling tk StB No30 расх.тк ПБ\Daily tk StB Всего Масло No13 Тк ДП\Tk CL Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Тк зап.цил.масла\Stor.cyl.oil StB Тк зап.турб.масла\Stor.turb StB Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Всего Пресная вода No37 Тк питьевой ПБ\drink. StB No34 Тк мытьевой ПБ\wash. StB No35 Тк мытьевой ЛБ\wash. PS No3 Тк охлажд. ДП\cool. CL No16 Тк котельн. ДП\boiler CL No36 Тк питьевой ПБ\drink. StB Всего Груз No1 Трюм \ Hold No2 Трюм \ Hold No3 Трюм \ Hold No4 Трюм \ Hold No5 Трюм \ Hold No6 Трюм \ Hold No7 Трюм \ Hold Всего Обледенение Дедвйет ∆0 ∆ m,т X,м Mx,тм Y,м My,тм Z,м Mz,тм δmh 35,000 9,000 6,000 50,000 -2,340 -81,940 -61,000 -81,900 -737,460 -366,000 -1185,360 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,910 16,100 19,200 591,850 144,900 115,200 851,950 - 99,760 32,540 47,860 32,540 376,290 94,920 796,560 5,830 1486,300 -47,280 -52,310 -52,310 -52,310 -51,580 -47,150 74,320 -52,54 -4716,653 -1702,167 -2503,557 -1702,167 -19409,038 -4475,478 59200,339 -306,308 24384,971 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,31 11,23 11,23 11,23 7,07 1,32 10,820 12,60 1,310 365,424 537,468 365,424 2660,370 125,294 8618,779 73,458 12747,528 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0 0,000 107,08 98,6 23,73 28,05 14,88 272,34 -58,68 -59,6 -52,1 -51,77 -52,1 -6283,4544 -5876,56 -1236,333 -1452,1485 -775,248 -15623,7439 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,25 1,24 12,3 10,53 12,6 133,85 122,264 291,879 295,3665 187,488 1030,8475 0 0 0 0 0 0 23,410 10,880 9,400 2,350 4,690 50,730 -63,58 -65,04 -66,86 -68,91 -70,14 -1488,408 -707,635 -628,484 -161,939 -328,957 -3315,422 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,48 12,57 12,50 12,50 12,50 34,647 136,762 117,500 29,375 58,625 376,908 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 42,320 127,140 117,870 48,260 19,290 50,260 405,140 -76,80 -80,94 -80,82 -76,8 -75,94 -72,59 -3250,176 -10290,712 -9526,253 -3706,368 -1464,883 -3648,373 -31886,765 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,23 13,31 13,32 6,67 1,24 16,18 686,854 1692,233 1570,028 321,894 23,920 813,207 5108,136 0 0,0 244,7 0,0 0 0 244,700 3043,259 2279,103 3555,055 2625,253 3558,672 2279,103 3899,554 21240,000 141,00 23504,510 7940,000 31585,510 59,770 43,430 26,620 9,810 -7,010 -23,810 -40,270 181895,607 98981,453 94635,568 25753,735 -24946,287 -54265,448 -157035,051 165019,577 -981,36 137393,256 -105363,800 31048,096 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 5,100 4,500 4,000 4,100 4,000 4,500 4,200 15520,622 10255,965 14220,221 10763,539 14234,686 10255,965 16378,128 91629,125 2499,930 111744,495 77573,800 191818,225 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,0 244,700 -6,96 -13,270 0,983 0,000 0,000 0,000 17,73 9,770 6,073 244,700 Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 8 3.3.Определение параметров посадки и координат центра тяжести судна Расчет посадки и остойчивости производится в следующей последовательности. Записываются значения массы Рi и координат центра масс (ЦМ) Zgi и Xgi судна порожнем, запасов, груза, провизии, экипажа, снабжения, расходных материалов Вычисляются из статические типовых моменты случаев загрузки. составляющих нагрузки. Подсчитывается водоизмещение судна (судно порожнем, запасы, грузы, балласт) и суммы статических моментов. Подсчитывается возвышение ЦМ судна над основной плоскостью: X= Mx Zg = Mz ∆ ∆ = 32029,456 = 189318,295 =0,98 [м] (15); 31444,51 31444,51 =6,07[м] (16); С учетом поправки на влияние свободных поверхностей определяется возвышение центра тяжести. Определяем возвышение центра тяжести судна с учетом поправок на свободные поверхности: δZ= ∑ δmi ∆ = 244,7 31164,51 =0,008 [м] (17); Z'g =Zg +δZ=6,07+0,008=6,081[м] (18); Получаем координаты центра тяжести судна для предварительного грузового плана: Таблица №3-Определение координат центра тяжести судна №1 Xg 0,98 Yg 0,00 Zg 6,073 Так как Yg=0,0 , можно сделать вывод, что крена у судна нету при данной загрузке. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 9 Расчет осадок на носовом и кормовом перпендикулярах: Из гидростатических элементов судна при посадке на ровный киль: d=9,99 [м] Xf =-0,69 [м] Xc =2,34 [м] ZM=223,76 [м] Zm=9,359 [м] Осадка судна d соответствует расчетному водоизмещению и определяется по гидростатическим характеристикам судна с учетом плотности забортной воды. Осадка на кормовом и носовом перпендикуляре рассчитывается по следующим формулам: dн =d+ L dк =d- L 2 2 -Xf * +Xf * Xg -Xc ZM-Z'g Xg -Xc ZM-Z'g =9,99+ 172 =9,99- 172 2 2 +0,46 * -0,46 * 1,02-2,34 223,76-6,81 1,02-2,34 223,76-6,81 =9,45 [м] (19); =10,52[м] (20); Определяем деферент судна: D=dн -dк =9,45-10,52=-1,07 [м] (21); Определяем среднею осадку: dср = н к = , , = 9,98 [м] (22); Исправленная начальная метацентрическая высота рассчитывается по формуле: h = Z − Z ′ = 9,359 − 6,081 = 3,279 [м] (23); Определяем осадки на марках углубления: Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 10 d'н =dн +lн * d' н =dк -lн * Df -t =9,45+0-0,015=9,43 [м] (24) L+lн -lк к Df -tк d' н =10,52-0-0,015=10,5 [м] (25), L+lн -lк где 𝑡к - толщина горизонтального киля в метрах. В расчетах курсового проекта при отсутствии данных принять равной 0,015 м. 3.4.Оценка мореходных качеств судна для предварительного грузового плана Оценка посадки судна: , Параметры посадки судна Условия выполнения расчета ρ - плотность забортной воды, т/м3 1,029 Грузовая марка 10,1 Критерии Наименование dср− осадка средняя на миделе, м θ˚− угол крена, град dн− осадка на носовом перпендикуляре, м dк− осадка на кормовом перпендикуляре, м Значение 9,98 0,00 9,45 10,52 Df− дифферент, м -1,07 Ограничение Оценка 10,1 + ±1 + >4,3 + >6,88 + -1 ≤≤-0,5 Параметры df− осадка эквивалентная, м - 9,99 d'н−осадка носом на марке углубления, м d'к− осадка кормой на марке углубления, м 9,43 10,50 Оценка остойчивости: Остойчивость судна удовлетворяет требованиям «Правил», если Zg’Zgдоп. Используя диаграмму остойчивости, найдем Zgдоп для нашего водоизмещения. Zg’=6,081 м Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 11 Zgдоп=9,185 м Как видим условие Zg’Zgдоп выполняется. Zgдоп Рисунок №1.Диаграмма контроля остойчивости Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 12 Оценка продольной прочности: Продольная прочность корпуса должна быть проверена по «Диаграмме контроля продольной прочности», представленной в справочных контролируют по "Диаграмме материалах Информации. Продольную прочность корпуса контроля прочности" по известным Δ, Df и сумме положительных моментов дедвейта и судна порожнем относительно миделя. Для этого на горизонтальной шкале по водоизмещению нужно получить засечку; затем вдоль наклонной линии от этой засечки провести отрезок до уровня, соответствующего дифференту Df, а от этой точки восстановить вертикаль до уровня, соответствующего сумме положительных моментов дедвейта и судна порожнем относительно миделя. Полученная точка должна находиться между линиями допустимых значений прогиба (перегиба) в море. Mx=533924,4 [т ∗ м]; Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 13 А Рисунок №2.Диаграмма контроля прочности Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 14 Оценка местной прочности: В эксплуатационной практике прочность палубных перекрытий и крышек люков при размещении на них грузов оценивают сопоставлением реальных (расчетных) нагрузок с допустимыми значениями. Обычно допустимые нагрузки задают в относительных величинах 𝑞доп и измеряют в т/м2. Чтобы определить абсолютное значение веса груза, который может быть размещен, например, на крышке люка, необходимо площадь крышки люка умножить на допустимую нагрузку. Помещение No1 Трюм \ Hold No2 Трюм \ Hold No3 Трюм \ Hold No4 Трюм \ Hold No5 Трюм \ Hold No6 Трюм \ Hold No7 Трюм \ Hold Площадь помещения (м2) 304,88 267,54 371,56 267,54 371,56 267,54 371,56 Pmax 6250 7625 7617 7625 7617 7625 7617 P 3043,26 2279,10 3555,06 2625,25 3558,67 2279,10 3899,55 Нагрузка (т/м2) 9,98 8,52 9,57 9,81 9,58 8,52 10,50 Допустимая нагрузка 20,5 28,5 20,5 28,5 20,5 28,5 20,5 Оценка + + + + + + + Вывод о мореходном состоянии судна по предварительной загрузке: Посадка: не удовлетворяет, дифферент. Остойчивость: удовлетворяет. Продольная прочность: удовлетворяет. Исходя из этого понимаем, необходимо переместить груз так, чтобы судно имело посадку на ровный киль. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 15 4.Составление откорректированного грузового плана Для того чтобы судно имело посадку на ровный киль, заполним следующие трюмы: No1 Трюм \ Hold No2 Трюм \ Hold No3 Трюм \ Hold No4 Трюм \ Hold No5 Трюм \ Hold No6 Трюм \ Hold No7 Трюм \ Hold 6250,000 0,000 0,000 0,000 7390,000 0,000 7600,000 После заполнения трюмов, заполняем балластные танки, для понижения Zg. У судна останется дифферент равный 0,1 метра на корму. Помимо этого учитываем обледенение. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 16 Таблица №7-Откорректированный план загрузки судна с учетом обледенения Наименование нагрузки Постоянные состовляющие нагрузки Запасы Провизия 100% Экипаж Всего Топливо No9 Тк ПБ \ Tk StB No23 Расходный тк \ Daily tk No24 Отстойный тк \ Settling tk No25 Расходный тк \ Daily tk Диптанк No2\ Deep tank No2 No9 Тк ЛБ \ Tk PS Диптанк No1\ Deep tank No1 No27 Расх.цист.кот.\Boiler day tk Всего Дизельное топливо No10 Тк ПБ \ Tk StB No12 Тк ЛБ \ Tk PS No22 цистерна ЛБ\Tk PS No28 отст.тк ПБ\Settling tk StB No30 расх.тк ПБ\Daily tk StB Всего Масло m,т X,м Mx,тм Y,м My,тм Z,м Mz,тм δmh 35,000 9,000 6,000 50,000 -2,340 -81,940 -61,000 -81,900 -737,460 -366,000 -1185,360 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,910 16,100 19,200 591,850 144,900 115,200 851,950 - 99,760 32,540 47,860 32,540 376,290 94,920 796,560 5,830 1486,300 0,000 -52,310 -52,310 -52,310 0,000 0,000 74,320 -52,54 0,000 -1702,167 -2503,557 -1702,167 0,000 0,000 59200,339 -306,308 52986,140 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,31 11,23 11,23 11,23 7,07 1,32 10,820 12,60 130,686 365,424 537,468 365,424 2660,370 125,294 8618,779 73,458 12876,904 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0 0,000 107,08 98,6 23,73 28,05 14,88 272,34 0 0 -52,1 -51,77 -52,1 0 0 -1236,333 -1452,1485 -775,248 -3463,7295 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,25 1,24 12,3 10,53 12,6 133,85 122,264 291,879 295,3665 187,488 1030,8475 0 0 0 0 0 0 Тк сточн.цирк ДП\Drain oil CL 23,410 -63,58 -1488,408 0,000 0,000 1,48 34,647 0,000 Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Тк зап.цил.масла\Stor.cyl.oil StB Тк зап.турб.масла\Stor.turb StB Тк зап.масла ГД ПБ\Stor.ME StB Всего Пресная вода No37 Тк питьевой ПБ\drink. StB No34 Тк мытьевой ПБ\wash. StB No35 Тк мытьевой ЛБ\wash. PS No3 Тк охлажд. ДП\cool. CL No16 Тк котельн. ДП\boiler CL Диптанк №3 – трюмные воды\ deeptank №3 - bilgewater Всего Груз No1 Трюм \ Hold No2 Трюм \ Hold No3 Трюм \ Hold No4 Трюм \ Hold No5 Трюм \ Hold No6 Трюм \ Hold No7 Трюм \ Hold Всего Балласт No3 Tk ЛБ No3 Tk ПБ Обледенение Всего Дедвйет ∆0 ∆ 10,880 9,400 2,350 4,690 50,730 -65,04 -66,86 -68,91 -70,14 -707,635 -628,484 -161,939 -328,957 -3315,422 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 12,57 12,50 12,50 12,50 136,762 117,500 29,375 58,625 376,908 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 42,320 127,140 117,870 48,260 19,290 -76,80 0 -80,82 0 -75,94 -3250,176 0,000 -9526,253 0,000 -1464,883 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 16,23 13,31 13,32 6,67 1,24 686,854 1692,233 1570,028 321,894 23,920 0 0,0 244,7 0,0 0 50,260 -73,67 -3702,654 0,000 0,000 16,18 405,140 -17943,966 0,000 813,207 0 5108,136 244,700 6250,000 0,000 0,000 0,000 7390,000 0,000 7600,000 21240,000 59,770 43,430 26,620 9,810 -7,010 -23,810 -40,270 373562,500 0,000 0,000 0,000 -51803,900 0,000 -306052,000 15706,600 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 8,500 0,000 0,000 0,000 5,700 0,000 7,000 53125,000 0,000 0,000 0,000 42123,000 0,000 53200,000 148448,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 147 147 141,00 435,00 23939,510 7940,000 31458,510 42,68 -42,68 -6,96 6273,96 -6273,96 -981,36 -981,36 41802,902 -105363,800 42046,802 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,31 1,31 17,73 1255 1255 0,0 2510,0 2754,700 0,000 0,000 192,570 192,570 2499,930 2885,070 171577,816 77573,800 249151,616 -13,270 2,290 9,770 7,830 2754,700 Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 17 Рисунок №3. Размещение груза (вид сбоку) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 18 4.1.Определение параметров посадки и координат центра тяжести судна Записываются значения массы Рi и координат центра масс (ЦМ) Zgi и Xgi судна порожнем, запасов, груза, провизии, экипажа, снабжения, расходных материалов Вычисляются из статические типовых моменты случаев загрузки. составляющих нагрузки. Подсчитывается водоизмещение судна (судно порожнем, запасы, грузы, балласт) и суммы статических моментов. Подсчитывается возвышение ЦМ судна над основной плоскостью: X= Mx Zg = Mz ∆ ∆ = 72065,456 = 246393,686 31458,51 =2,29 [м] (15); 31458,51 =7,83[м] (16); С учетом поправки на влияние свободных поверхностей определяется возвышение центра тяжести. Определяем возвышение центра тяжести судна с учетом поправок на свободные поверхности: δZ= ∑ δmi ∆ = 2754,7 31458,51 =0,088 [м] (17); Z'g =Zg +δZ=7,83+0,088=7,92[м] (18); Получаем координаты центра тяжести судна для откорректированного грузового плана: Таблица №9-Координаты центра тяжести судна №2 Так как Yg=0,0 можно сделать, что судно не имеет крена при такой загрузке. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 19 Расчет осадок на носовом и кормовом перпендикулярах: Из гидростатических элементов судна при посадке на ровный киль: d=10,01 [м] Xf =-0,72 [м] Xc =2,33 [м] ZM=223,48 [м] Zm=9,365 [м] Осадка судна d соответствует расчетному водоизмещению и определяется по гидростатическим характеристикам судна с учетом плотности забортной воды. Осадка на кормовом и носовом перпендикуляре рассчитывается по следующим формулам: dн =d+ L dк =d- L 2 2 -Xf * +Xf * Xg -Xc ZM-Z'g Xg -Xc ZM-Z'g =10,01+ 172 =10,01- 172 2 2 +0,72 * -0,72 * 2,22-2,33 223,48-7,96 2,22-2,33 223,48-7,96 =9,97 [м] (19); =10,06[м] (20); Определяем деферент судна: D=dн -dк =9,97-10,06=-0,09 [м] (21); Определяем среднею осадку: dср = н к = , , = 10,01 [м] (22); Исправленная начальная метацентрическая высота рассчитывается по формуле: h = Z − Z ′ = 9,365 − 7,96 = 1,405 [м] (23); Определяем осадки на марках углубления: Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 20 d'н =dн +lн * d' к =dк -lн * Df -t =9,97+0-0,015=9,95 [м] (24) L+lн -lк к Df -tк d' н =10,06-0-0,015=10,04 [м] (25), L+lн -lк где 𝑡к - толщина горизонтального киля в метрах. В расчетах курсового проекта при отсутствии данных принять равной 0,015 м. 4.2.Оценка мореходных качеств судна для откорректированного грузового плана Оценка посадки судна: ≤ -1 + Оценка остойчивости: Используя диаграмму остойчивости №1 найдем, Zgдоп для нашего водоизмещения. Zg’=7,96 м Zgдоп=9,2 м Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 21 Используя диаграмму остойчивости №2 найдем, Zgдоп для нашего водоизмещения. Zg’=7,96 м Zgдоп=8,7 м Как видим условие Zg’Zgдоп выполняется. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 22 Zgдоп Рисунок №4.Диаграмма контроля остойчивости №1 (2 случай) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 23 Рисунок №5. Диаграмма контроля остойчивости №2 (2 случай) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 24 Оценка продольной прочности: Mx=604485,5 (т*м). Удовлетворяет требованиям. А Рисунок №6.Диаграмма контроля прочности (2 случай) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 25 Оценка местной прочности: В эксплуатационной практике прочность палубных перекрытий и крышек люков при размещении на них грузов оценивают сопоставлением реальных (расчетных) нагрузок с допустимыми значениями. Обычно допустимые нагрузки задают в относительных величинах 𝑞доп и измеряют в т/м2. Чтобы определить абсолютное значение веса груза, который может быть размещен, например, на крышке люка, необходимо площадь крышки люка умножить на допустимую нагрузку. Помещение No1 Трюм \ Hold No2 Трюм \ Hold No3 Трюм \ Hold No4 Трюм \ Hold No5 Трюм \ Hold No6 Трюм \ Hold No7 Трюм \ Hold Площадь помещения (м2) 304,88 267,54 371,56 267,54 371,56 267,54 371,56 Pmax 6250 7625 7617 7625 7617 7625 7617 P 6250,00 0,00 0,00 0,00 7390,00 0,00 7600,00 Нагрузка (т/м2) 20,50 0,00 0,00 0,00 19,89 0,00 20,45 Допустимая нагрузка 20,5 28,5 20,5 28,5 20,5 28,5 20,5 Оценка + + + + + + + Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 26 5.Построение ДСО и ДДО Для построения диаграммы статической остойчивости следует использовать пантокарены. При этом плечо статической остойчивости с учетом поправки на свободные поверхности жидких грузов в зависимости от заполнения танков определяется по формуле. Расчет поправки базируется на использовании собственного поперечного момента инерции свободных поверхностей в цистернах при положении судна без крена, который корректируют для каждого рассматриваемого угла крена судна путем умножения на sin: lst =lp -Z'g * sin θ(36) где lp – плечо формы выбирается по «Пантокаренам» в зависимости от расчетного водоизмещения. Для расчета плеч статической остойчивости lst и построения диаграмм статической и динамической остойчивости следует пользоваться ниже приведенной формулой : ldi+i =ldi + lsti +lsti+i 2 * θi+l+θi 57,3 (37) Таблица №11-Определение статических и динамических плеч результаты расчета , град sin Z'g sin, м lp lst=lpZ'gsin, м ld 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 0,174 0,342 0,5 0,643 0,766 0,866 0,94 0,985 0,00 1,37 2,70 3,95 5,08 6,05 6,84 7,43 7,78 0,00 1,63 3,29 4,86 6,21 7,29 8,00 8,35 8,39 0,000 0,257 0,587 0,913 1,125 1,240 1,156 0,924 0,606 0 0,02 0,10 0,23 0,40 0,61 0,82 1,00 1,14 Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 27 Где Z’g - возвышение центра масс над основной плоскостью, м. ld – плечи динамической остойчивости, м, рассчитываются по формуле: Рисунок №7. Диаграмма статической остойчивости судна Рисунок №8. Диаграмма динамической остойчивости Остойчивость судов при перевозке склонных к смещению навалочных грузов регламентируют назначением дополнительных критериев (к общим Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 28 требованиям к остойчивости – критерий погоды, числовые ограничения на параметры диаграммы статической остойчивости), которые учитывают условное смещение груза. Навалочный Дополнительные груз, склонный требования к к остойчивости сухому смещению. судна, перевозящего навалочный груз, склонный к сухому смещению, включают так же три критерия: - угол крена от смещения навалочного груза не должен превышать 12° или угла, при котором кромка палубы погружается в воду, в зависимости от того, что меньше; - на диаграмме статической остойчивости остаточная площадь между кривой кренящих и кривой восстанавливающих плеч до угла крена, соответствующего максимальной разности между ординатами этих двух кривых или 40°, или угла заливания 𝜃𝑓, смотря по тому, какой из них меньше, должна быть при всех условиях загрузки не менее 0,120 м∙радиан; - начальная метацентрическая высота, с поправкой на влияние свободной поверхности жидкости в танках, должна быть не менее 0,70 м. Суммарный кренящий момент 𝑀кр0, имеющий размерность [т ∙ м] от условного смещения зерна во всех помещениях определяют суммированием отношений объемных кренящих моментов 𝑀𝑦𝑖к удельно-погрузочным объемам зерна 𝑆𝐹𝑖в каждом загруженном помещении: Мкр = Мy1 SF1 + Мy2 SF2 + Мy3 SF3 +…= ∑N i=1 Мyi SFi = 5300 0,69 =7681,2(38) Объемные кренящие моменты 𝑀𝑦𝑖, имеющие размерность [м4 = м3 ∙ м],приводят в Информации об остойчивости при перевозке зерна для Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 29 каждого грузового помещения в зависимости от уровня его заполнения грузом (Рис. 9), а также условий погрузки (наличие штивки, устройств ограничивающих смещение груза). Рекомендуют расчет суммарного кренящего момента производить по каждому грузовому помещению, а затем выполнять их суммирование, так как во время погрузки в различные трюма может грузиться груз с различными значениями удельно- погрузочного объема 𝑆𝐹𝑖, имеющего размерность [м3⁄т]. После погрузки и до выхода судна в море капитан должен обеспечить отсутствие крена. Амплитудное значение плеча кренящего момента 𝜆0 рассчитывают по формуле: λ = Мкр Δ = , , = 0,24 (м)(39) Значение плеча кренящего момента 𝜆40 при угле крена 40° рассчитывают по формуле: λ40 =0,8*λ0 =0,24*0,8=0,2 (м)(40) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 30 Рисунок №9. Трюм №1 Рисунок №10. Трюм №5 Рисунок №11. Трюм №7 Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 31 Рисунок №12. Дополнительные требования к остойчивости Sост =S40 -S10 -Sтрап =0,44-0,035-0,125=0,28[м*рад] (42); 6.Расчет критерия погоды Для расчета критерия погоды строятся диаграммы статической и динамической остойчивости. Выполняется расчет плеча момента от ветра lw1 = где p V- pV *AV *zV 504*1955,1*6,054 1000*g*∆ 1000*10*31679,5 ветровое давление, =0,019[м] (43) pV = 504 Па; zV - возвышение центра парусности над половиной осадки, м; AV - площадь парусности, м2, выбирается из таблицы «Данные по площади и координатам центра парусности».По величине lW1 определяется угол крена от постоянного ветра W1 и соответствие норме W1 16 или W1 0.8d . Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 32 Где d - угол крена, при котором палуба входит в воду, снимается с соответствующего графика (см. Справочные материалы). Расчет плеча момента кренящего от шквала (динамического ветра) выполняется по формуле: lw2 =1,5*lw1 =1,5*0,019=0,028 [м](44) Таблица №13 0 1 A/LB k 1 0,98 1,5 0,95 2 0,88 2,5 0,79 3 0,74 3,05 0,72 ≥ 4,0 0,7 Если кили отсутствуют k=1. k=1 Таблица №14 B/d 2.4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,5 3,6 4 4,5 5 5,5 6 X1 1 0,96 0,93 0,9 0,86 0,82 0,8 0,79 0,78 0,76 0,72 0,68 0,64 6,5 0,62 Х1 – безразмерный множитель, определяемый по таблице в зависимости от отношения B/d. X1=0,92 Таблица №15 Св X2 0.45 0,75 0,5 0,82 0,55 0,89 0,6 0,95 0,65 0,97 0,7 1 CB=0,7 Х2– безразмерный множитель, определяемый по таблице в зависимости от коэффициента общей полноты Св. X2=1 r – параметр, определяемый по формуле Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 33 r=0,73+0,6* Zg -d d (45) значение r не должно приниматься больше 1. r=0,73+0,6* B L d 100 c=0,373+0,023* -0,043 T=2* c*B √h (7,960-10,01) 10,01 =0,602 (46) =0,373+0,023* =2* 0,35*22,8 1,405 22,8 10,01 -0,043* 172 100 =0,35 (47) =13,52 [c] (48) Таблица№16 5 0,1 T, с S 6 0,1 7 0,098 8 0,093 10 0,079 12 0,065 14 0,053 16 0,044 18 0,038 ≥ 20 0,035 S=0,06 Амплитуда качки рассчитывается по зависимости: θ1r =109*k*X1 *X2 *√rS(=109*1*0,92*1* 0,602*0,06=19,4 [град] (40) Наклонение судна при качке навстречу шквалу наносится на ДСО отугла W1 в сторону отрицательных углов на величину 1r . Линия ДСО, вертикаль по углу (1rW) и линия lW2 определяют границы площади а. Площадь b ограничивается углом W250 или W2=f , или W2=C, где C угол второго пересечения с ДСО линии lW2,f - угол заливания, выбирается из соответствующего графика. Из трех значений W2 выбирается наименьшее. Площади а и b рассчитываются по формулам: a=ld |(θ1 -θw1) -ld |θst + b=ld |θw2 -ld |θst - lw2 *(θ1r -θw1 +θst ) 57,3 lw2 *(θw2 -θst ) 57,3 =0,07-0,009+0,01=0,071 [м*рад] (41) =0,59-0,009-0,023=0,558 [м*рад] (42) Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 34 В этих формулах ld│i - плечи динамической остойчивости, снимаемые с ДДО при соответствующих углах крена. st - угол первого пересечения ДСО и линии lW2 . Остойчивость судна по критерию погоды считается достаточной, если площадь b равна или больше площади а. b 0,558 a 0,071 K= = =7,85. (43) Θw1 Рисунок №13. Критерий погоды Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 35 7.Определение зоны основного и параметрического резонансов и местоположение судна относительно резонансных зон на штормовой диаграмме Ремеза Для работы со штормовой диаграммой Ремеза нам нужны следующие данные: 1) λ=75 (м) 2) φ0 =111° 3)T=13,52 (c) 4)V=12 (узл) Зоны основного и параметрического резонансов и местоположение судна относительно резонансных зон показаны на штормовой диаграмме Ремеза. Резонансная зона находится следующим образом: в нижней части диаграммы по известным ставят 𝒱 и φ ставят точку C, проводят вертикаль до пересечения вверху с кривой T и горизонталь через точку пересечения. Из точки пересечения горизонтальной кривой, соответствующей периоду качки судна Tб, опускают вертикаль. Точки, расположенные на этой вертикали в нижней части диаграммы, показывают резонансные сочетания курсов и скоростей. Для нахождения параметрического резонанса мы делим период на 2,1 и период 1,9. На длине волны находим эти значения, опускаем линии и получаем условия, когда возможно возникновение параметрического резонанса. Зона основного резонанса (оранжевый цвет) и зона параметрического резонанса (голубым цветом), а также местоположение судна относительно резонансных зон показаны на рисунке №12. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 36 Вывод: судно не находится в зоне основного резонанса. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 37 Рисунок №14.Диаграмма Ремеза 8.Выод о мореходном состоянии судна Таблица №17. Параметры остойчивости Параметры остойчивости судна Условия выполнения расчета: Плотность забортной воды, т/м 3 Обледенение / Намокание Учет дифферента Основные критерии Наименование 1,029 Обледенение -0,09 значение Критерий погоды Исправленная начальная метацентрическая высота, м Плечо ДСО при 30 градусах, м Угол максимума ДСО, град. Угол крена от действия постоянного ветра, град. Площадь ДСО до 30 градусов, м*рад. Площадь ДСО до 40 градусов, м*рад. Площадь ДСО от 30 до 40 градусов, м*рад. Дополнительные критерии Угол крена от смещения навалочного груза Остаточная площадь Наименование Аппликата метацентра, м Аппликата центра тяжести судна, м 8,35 1,405 0,889 50 3 0,2 0,46 0,19 10˚ 0,25 ограничен ия ≥1 ≥0,7 ≥0,2 ≥30 ≤16 ≥0,055 ≥0,09 ≥0,03 оценка + + + + + + + + + ≤12 + ≥0,12 значение 9,365 7,960 Неисправленная начальная метацентрическая высота, м 1,492 Суммарная поправка к метацентрической высоте на свободные поверхности, м Период качки на тихой воде, с Площадь а, м*рад Площадь b, м*рад Угол заливания опасных отверстий, град. Амплитуда качки судна, град. 2754,7 13,52 0,067 0,562 62 22 Плечо кренящего момента от статического давления ветра, м 0,019 Плечо кренящего момента от порыва ветра, м 0,028 Итоговая оценка Удволетворительно Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 38 Прочность корпуса судна: Удовлетворяет (см. «Диаграмму контроля продольной прочности») Вывод: судно удовлетворяет всем требованиям по критериям посадки, остойчивости, прочности. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 39 9.Список использованной литературы 1. Азовцев А.И., Огай А.С., Петров В.А. Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта по специальности 26.05.05 Судовождение. /МГУ Невельского, 2018-75 с. 2. Огай С.А., Огай А.С., Азовцев А.И. Альбом иллюстраций по дисциплине Теория и устройство судна (Часть 2) /МГУ Невельского, 2021-77 с. 3. Огай С.А., Огай А.С., Азовцев А.И. Альбом иллюстраций по дисциплине Теория и устройство судна (Часть 3) /МГУ Невельского, 2021-77 с. 4. Справочные материалы по судну: [Электронный ресурс] // Справочные материалы из информации об остойчивости Балкер «Б». 5. Азовцев А.И., Огай А.С. [Электронный ресурс]: Материалы лекционных занятий (Плавучесть, Остойчивость)- СЭО Курс. 6. Общие требования к оформлению учебных отчетных документов обучающихся // МГУ Невельского, 2017-26 с. Лист КП. 3219. 213.260505.ПЗ Изм. Лист № докум Подпись Дата 40