Середня осідання судна. Вплив глибин і осаду судна, що рухається. Розрахунок середньої осідання судна композитним способом
Осаду корабля
Осаду корабля (судна)
відстань від горизонтальної площини, що проходить через нижню точку в середині довжини корпусу (без урахування частин, що виступають), до поверхні спокійної води. Залежить від кількості вантажів на кораблі та щільності забортної води. Крім того, застосовуються поняття осаду носом, осаду кормою та середнє осаду (середньоарифметичне значення осаду носом та кормою).
EdwART. Тлумачний Військово-морський Словник, 2010
Дивитись що таке "Осадка корабля" в інших словниках:
Осаду корабля- ОСАДКА КОРАБЛЯ. Див. Поглиблення1. Матеріал словника, що містить інформацію, на яку вказує це посилання, не був опублікований. Військова енциклопедія
Осаду корабля- Відстань від горизонтальної площини, що проходить через нижню точку в середині довжини корпусу корабля (без урахування виступаючих частин), до поверхні спокійної води. О. к. залежить від кількості прийнятого палива, води, боєзапасу, вантажу на кораблі. Словник військових термінів
ОСАДКА- (1) у металообробці формоутворююча технологічна операція обробки металів тиском для зменшення висоти заготовки (за рахунок збільшення площі її поперечного перерізу) та підвищення механічних властивостей сталі; її здійснюють на пресах та… … Велика політехнічна енциклопедія
Марки поглиблення, що показують осаду судна.
І; ж. 1. Поступове осідання, опускання (споруди, ґрунту). О. фундаменту. О. ґрунту. Неминуча о. будівлі. 2. Мор. Глибина занурення судна у воду. Збільшити осад корабля. Невелика о. Неповна о. О. судна дев'ять футів. * * * осаду I судна … Енциклопедичний словник
осаду- I див. осадити II II; ж. 1) Поступове осідання, опускання (споруди, ґрунту) Оса/дка фундаменту. Оса/дка ґрунту. Неминуча оса/дка будівлі. 2) мор. Глибина занурення судна у воду. Словник багатьох виразів
Лінійні крейсери типу «Дюнкерк» Dunkerque classe croiseur de bataille Лінійний корабель «Дюнкерк» на випробуваннях Основна інформація Тип … Вікіпедія
- (Судна) основні лінійні розміри корабля. Головні розміри: довжина корабля (L), ширина корабля (В), осаду (Т) та висота борту (Н). Співвідношення головних розмірів визначають морехідні якості корабля (наприклад, відносини В/Т і H/T характеризують… Морський словник
Осаду судна, що прийняло воду всередину корпусу внаслідок аварії, що сталася з ним. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: Державне Військово-морське Видавництво НКВМФ Союзу РСР, 1941 Аварійне осаду відстань від поверхні води до … Морський словник
Головні розмірення корабля- Основні лінійні розміри корабля. Довжина відстань між перпендикулярами, опущеними через крайні точки ватерлінії за нормальної водотоннажності. Ширина відстань між зовнішніми кромками шпангоутів на тій же ватерлінії, що вимірюється в сірій айні. Словник військових термінів
При переході судна з глибоководного фарватеру на мілководді зростає хвилеутворення, збільшується опір та зменшується швидкість ходу. На мілководді при досить великій швидкості ходу судно отримає диферент на корму, а близько середини судна помітно знизиться рівень води-утворюється велика западина, де зменшиться сила підтримки. Тому судно може збільшити осад у порівнянні з осадкою на глибокій воді. Чим більший осад судна, тим менший зазор між корпусом і дном, а отже, відносно більша швидкість потоку води під корпусом. Тому судно під час руху на мілководді підсмоктуватиметься на дно (як правило, кормою). Це особливо притаманно судів з плоскими днищами. Додаткове осідання судна зростає зі збільшенням швидкості ходу і може бути причиною пошкодження корпусу або гвинтів при проході через ділянку з малими глибинами. Збільшення опади під час руху мілководдям у деяких типів суден сягає 0,5 м.
У разі несподіваного підходу до дрібного місця носова частина судна може різко «відштовхнутися» від нього через раптово опір води, а також тому, що перед носовою частиною вода буде витіснятися на дрібне місце, зіштовхуючи судно на велику глибину.
Якщо судно йде по мілководді зі змінною глибиною, то правильний напрямок руху судна доводиться утримувати частим обертанням штурвального колеса. Чим вже й дрібніший фарватер і чим швидше рухається судно, тим швидше і безладніше кормові хвилі наздоганятимуть судно, діючи на його корму нерівномірно, то з одного, то з іншого боку. При цьому постійно змінюється тиск води на перо керма. Описані явища викликають ризикування судна, особливо при підході про: глибокого місцядо дрібного. Це найнебезпечніше при розбіжності із зустрічними судами, оскільки може викликати постановку судна на мілину, пошкодження корпусу, зіткнення суден.
Отже, на мілководному фарватері слід зменшувати хід, щоб зменшити додаткове осадження та ризиковість судна і тим самим забезпечити велику безпеку руху та покращити керованість.
Розділ XII. ХВИТНОУТВОРЕННЯ І ПРИСИМАННЯ СУДІВ, що рухаються.
ХВИТНООСВІТА
Судно під час руху витісняє воду, розсовуючи її перед собою. Після проходу судна вода заповнює об'єм, що звільняється за кормою. Подолаючи опір води, судно приводить її частки в коливальний рух, який завдяки пружним властивостям поверхні води поширюється у вигляді хвиль. Хвилеутворення по-різному і залежить в основному від розмірів судна, обводів його корпусу, опади, ширини та глибини фарватеру. Зі зростанням швидкості руху судна розміри волі зростають за законом квадрата швидкості. На хвилеутворення, як говорилося, витрачається енергія руху.
Зі збільшенням швидкості руху водовиміщуючого судна рівень води у носа помітно підвищується, утворюючи систему носових хвиль. Схема утворення хвиль при русі водошвидкісного судна на спокійній воді наведена на рис. 105. Уздовж бортів у середній частині судна, що йде в режимі плавання, рівень води знижується, утворюючи западину. У кормовій частині судна рівень води знову підвищується, утворюючи систему кормових хвиль.
Рис. 105.Схема утворення хвиль під час руху судна на спокійній воді А- носові хвилі, що розходяться; Б - кормові хвилі, що розходяться; В- кормові поперечні хвилі
Носові хвилі поділяються на носові розбіжні та носові поперечні хвилі.
Носові розбіжні хвилі, подібно до вусів, простягаються від форштевня судна з обох бортів. Фронт їх розташований під кутом близько 40 ° до напрямку руху, а середини знаходяться на прямих, що становлять кут близько 20 ° з діаметральною площиною. Хвилі за довжиною є короткими.
Носові поперечні хвилі, перпендикулярні до напрямку руху судна, зароджуються разом з носовими хвилями, що розходяться, і поширюються між ними. Поперечні носові хвилі рухаються у напрямку руху судна, поступово збільшуються по довжині від носа до корми та зменшуються за висотою.
Кормові хвилі, що розходяться, починаються трохи попереду ахтерштевня з обох бортів судна. Вони менші за розмірами, ніж носові, і мають такі ж кути з напрямком руху судна, як і носові хвилі, що розходяться.
Кормові поперечні або так звані «супутні» хвилі починаються там же, де і кормові, що розходяться, але вони більш інтенсивні, оскільки розташовані за гребними гвинтами. У міру віддалення від корми, де вони дорівнюють ширині судна, хвилі зменшуються за висотою, але збільшуються за довжиною.
Зі збільшенням швидкості руху збільшується хвилеутворення. На мілководді довжина розбіжних хвиль і кут між ними збільшується і може становити кут 90° з діаметральною площиною судна. Залежно від глибини фарватеру з досягненням судном певної великої швидкості розходяться хвилі разом із поперечними хвилями утворюють потужну систему хвиль. Хвилю, що рухається разом із судном в районі вилицевої освіти або в районі корми малих швидкохідних суден і катерів, називають одиночною хвилею або хвилею переміщення. Хвиля переміщення характерна для суден з тупими вилицькими утвореннями, а також буксирних суден, що йдуть без караванів.
Хвилювання залежить не тільки від швидкості, але і від відношення між швидкістю і довжиною судна. Коротке судно викликає великі хвилі при невеликій швидкості, а довге судно потребує дуже великої швидкості, щоб викликати такі ж хвилі. Між місцями утворення носової та кормової систем хвиль біля країв корпусу, у середній частині бортів судна, утворюються знижені горизонти води (впадина). У порівнянні з нормальним обрієм води у западині знижується зі збільшенням хвилеутворення та зменшенням глибини фарватеру. Таким чином, при русі судна повним ходом по всій довжині корпусу розташовуються три основні зони впливу гідродинамічних полів: дві зони підвищеного тиску, де діють відштовхувальні сили в носі і біля корми, і зона зниженого тиску по борту судна. Центром зони зниженого тиску у колісних суден є западини коліс судна. У гвинтових паротеплоходів зона зниженого тиску дещо зміщена до корми. Ця картина особливо добре видно при русі судна по фарватеру з малими швидкостями течії.
При проході судна над міллю різко змінюється кормова система хвиль, перша поперечна хвиля збільшується за висотою. Ця поперечна хвиля на мілководді називається придонною хвилею. Поява придонної хвилі за кормою судна сигналізує у тому, що глибина під кілем судна зменшується. Це використовується контролю правильності руху судна.
ПРИСИМАННЯ СУДІВ
У морській і особливо в річковій практиці відомо багато випадків зіткнення суден при їх розходженні на зустрічі або на обгоні під час руху паралельними курсами на невеликій відстані один від одного через збільшену швидкість і рух води між їх корпусами. Відповідно до рівняння Бернуллі, це збільшення швидкості води між судами веде до зменшення тиску між ними в порівнянні з тиском із зовнішніх бортів. Виникає гідродинамічний тяжіння судів на паралельних курсах, що посилюється зі зростанням відносної швидкості руху. Таке явище називається присмоктування судів.
Присмоктування суден зростає зі збільшенням різниці в розмірах корпусу і діє на судно меншої маси.
Імовірність присмоктування збільшується зі зменшенням відстані між судами, що розходяться, і зі збільшенням їх швидкості. Присмоктування залежить від форми судів. На рис. 106 показано взаємодію між двома однаковими судами, що розходяться на зустрічних курсах на близької відстаніодин від одного. Обидва судна одногвинтові, з гвинтами правого кроку. Стрілками показано напрямок відхилення країв судна в різних положеннях суден по відношенню одного до іншого. У положенні III на паралельних курсах збігаються гідродинамічні поля зі знаком мінус, тобто западини, і судна можуть присмоктатися один до одного бортами. При цьому у кожного із судів з'являється крен у бік іншого судна.
Рис. 106.Взаємодія між судами, що розходяться близькому відстані друг від друга. Стрілками показано напрямок країв судна
Крен пояснюється зниженням рівня води між бортами через збільшення швидкостей течії у проміжку між двома судами порівняно зі швидкостями течії щодо зовнішніх бортів суден, де рівень вищий.
Крім того, присмоктування залежить від взаємодії систем хвиль, утворених судами. Взаємодія систем хвиль є причиною виникнення сил тяжіння між судами, розбіжними значному відстані друг від друга.
Присмоктування меншого судна більшого збільшується, якщо менше судно увійде в хвильову зону хвилеутворення більшого судна. У міру скорочення відстані взаємодія між судами зростає. Тому для попередження зіткнення суден при обгоні судно, що обганяє, повинно йти якнайдалі від обганяного, по можливості поза зоною хвилеутворення судна, що обганяється, яке в свою чергу має знизити швидкість ходу для зменшення хвилеутворення.
Присмоктування різко позначається при обгоні судном, що одиноко йде судном, баржі яких несподівано набувають ризику (рис. 107). Дію присмоктування суден особливо схильні до дрібних суден при розбіжності, при обгоні і при зустрічі з судами більшої водотоннажності (рис. 108). Зіткнення від присмоктування спостерігається через лихацтво судноводіїв маломірних судів, порушення ними елементарних правил обгону та розбіжності.
Основні правила обгону та розбіжності такі:
1) при обгоні та розбіжності суду повинні проходити можливо далі один від одного;
2) на вузьких фарватерах, на річках, в каналах судна, що розходяться, повинні знижувати швидкість до найменшої;
Рис. 107.Дія ідучого одиночного судна, що обганяє, на буксирні судна: I - судно підходить до обганяних несамохідних суден; II - судно проходить повз несамохідні судна, що обганяються
Рис. 108.Підсмоктування малого судна до великого
3) за першої ознаки присмоктування між двома приблизно однаковими за величиною судами слід зупинити хід.
Треба пам'ятати, що при присмоктуванні судно погано слухається керма, навіть якщо кермо покладено на борт.
У разі зіткнення катерів бортами можуть бути не тільки пошкодження корпусу, а й падіння людей за борт через раптовий поштовх, каліцтво тримали на планширі руки, що стояли на обносі тощо;
4) обгін маломірним судном судна більшого за водотоннажністю повинен відбуватися так, щоб менше, що обганяє судно, виходило на обгін, тобто траверз ахтерштевня судна, що обганяється поза зоною кормового хвилеутворення його. Категорично забороняється маломірним судам обганяти великі судна з-під їх корми. Це веде не тільки до втрати управління, але і до перекидання малого судна кормовою системою хвиль, підсмоктування його при сході з кормової системи хвиль судна, що обганяється, в западину його і т. д.
На судно, відшвартоване біля берега, діють хвилі від суден, що рухаються в безпосередній близькості рейдом, річкою або каналом. Під дією присмоктування і хвиль, що набігають, що рухаються в безпосередній близькості по рейду, річці або каналу. Під дією присмоктування і хвиль рухомих суден, що набігають, відшвартоване судно відчуває коливання, через які можуть луснути швартовні кінці, впасти трапи, різні вантажі і механізми. Тому ті, що йдуть повз суд, повинні зменшувати хід.
Доцільно виходити на обгін меншим судном більшого, попередньо вийшовши із зони хвилеутворення судна, що обганяється, на відстані не меншій, ніж одна довжина корпусу судна, що обганяється, при достатньої ширині фарватера.
Обгін і розбіжність при зустрічі моторним човнам і катерам на підводних крилах рекомендується проводити на режимі, що водовміщується.
Слід пам'ятати, що, закінчуючи обгін, потрібно триматися якнайдалі від носової частини судна; невиконання цієї рекомендації тягне за собою попадання судна, що обганяє, під форштевень більшого судна, що обганяється. Це може стати причиною загибелі не лише маломірного судна на внутрішніх водних шляхах, Але й причиною загибелі великих морських суден, що обганяють ще більші кораблі.
Визначення ваги завантаженого або вивантаженого вантажу на осаді судна (Draught survey)
Загальні положення.
Визначення ваги завантаженого або вивантаженого вантажу по осаді судна і двох основних етапів: виробництва вимірів і виробництва обчислень.
Виробництво вимірювань є основним джерелом помилок, тому має проводитися з особливою ретельністю та з усією можливою в цих умовах точністю. При виробництві будь-яких вимірів корисно пам'ятати деякі положення теорії вимірів та помилок.
У масштабах вирішуваного завдання доводиться проводити вимірювання:
- осад, як мінімум, по 6 шкал: ніс, корма, мідель, всі виміри повинні бути зроблені з обох бортів;
- танків: баластових, питної води, іноді паливних, відстійних та ін;
- густини води: забортної, а іноді і баластної;
- чинної висоти надводного борту контролю розрахунків опади судна.
Слід сказати, що на цьому шляху існує ціла низка серйозних перешкод, які доводиться долати сюрвейєру, іноді навіть із ризиком для здоров'я. До обставин, які можуть породити проблеми для успішного вирішення задачі визначення ваги вантажу по осаді судна, відносяться:
- нестабільність довкілля: вітер, хвилювання, атмосферні опади, низькі температури, лід, добові коливання температури, припливи та відливи, течії;
- конструктивні особливості судна: висота надводного борту, влаштування вилицьових підзорів, наявність, стан та місця нанесення марок осад, а також система одиниць, в якій це виконано (метрична або імперіальна), наявність та стан вимірювальних трубок танків, величина конструктивного диферента та можливість його регулювання ;
- вік судна: знання Vessel's Experience Factora та Constant, наявність необхідної для розрахунків документації та мову, якою вона представлена;
- кваліфікація суднового персоналу, причетного до вирішуваного завдання, подолання мовного бар'єру та готовність суднового персоналу до співпраці;
- технічна оснащеність сюрвеєра: наявність засобів транспорту, зв'язку, комп'ютера з периферією, вимірювальних аксесуарів (ареометр, велика та мала рулетки, дистанційний електронний термометр, ручний електронний щуп-термометр, дистанційний електронний денсиметр, регульований пробовідбірник, потужний ліхтар) судно з морського боку.
Теоретичним обґрунтуванням методу є закон Архімеда та теорія корабля. Зрештою кількість завантаженого або вивантаженого вантажу визначається як різниця водотоннажності в зануреному та вивантаженому стані судна з урахуванням зміни запасів. Однак визначення водотоннажності має особливості, з якими не всі фахівці знайомі, тому що цілий ряд понять та закономірностей у вітчизняній літературі та підручниках або немає зовсім, або викладено дуже складно. Це, наприклад, питання визначення, середньої осадки, компенсації прогину або перегину корпусу, поправок на диферент та вплив крену судна.
Зважаючи на те, що сюрвейєру доводиться мати справу з різними типами, розмірами та національною приналежністю судів, необхідно знати та розуміти систему позначень та принципи подання інформації в документах різних технічних шкіл. В основному, доводиться мати справу з двома типами позначень та принципами розрахунку: колишньою радянською (російською) та західною.
У західній системі позначень та принципів розрахунку прийнята система знаків, при якій положення центру ваги площі ватерлінії в ніс від міделя вважається негативним (-Fwd), а дифферент на корму вважається позитивним (+Aft), на відміну від вітчизняної, за якої все навпаки. На результати кінцевих обчислень це ніяк не впливає, але це потрібно знати, щоб не помилитися під час розрахунків, вибираючи дані із суднових гідростатичних таблиць.
Розрахунок середньої опади.
Вимірювання опади проводиться у 6 точках з обох бортів по носовій, кормовій та міделевій шкалах осад. У метричній системі мір шкала осад має дециметрову розбивку: висота цифр дорівнює 10 см і проміжок між цифрами дорівнює теж 10 см. Поряд із цифрами може бути шкала з горизонтальних рисок, нанесених через 10, а іноді і через 5 см. Товщина рисок зазвичай 2 см , але на судах типу «річка - море» може бути і 1 см. При цьому ризикова шкала може бути розташована по відношенню до цифрової на рівні верхньої або нижньої кромки (рис.3.1).
У горизонтальній рисі диска Плімсоля, палубної лінії та вантажних марок початком відліку завжди є верхня кромка. Може бути так, що на міделі шкала осад відсутній. У цьому випадку осадку на міделі отримують шляхом вимірювання спеціальної сталевої рулеткою довгомірної діючого надводного борту. З офіційних суднових документів обирають надводний борт щодо літньої марки та осаду за літньою маркою. Складаючи ці дві величини, одержують висоту борту на міделі. Віднімаючи з неї виміряний діючий надводний борт, одержують осадку на міделі. Ця операція проводиться з обох бортів і потім усереднюється. Аналогічний спосіб вимірювання опади на кормі може бути застосований і за наявності шкали осад, наприклад коли високий причал перешкоджає точному виміру опади під малим кутом зору або у разі крутого кормового підзору. В останньому випадку використовується офіційний креслення судна, на якому вимірюється висота борту в районі шпангоуту, на якому розташована кормова шкала осад, через масштаб переводиться в фактичну висоту борту, а потім вимірюються рулеткою з обох бортів, і за аналогією з операцією на міделі проводиться визначення кормові опади.
Після зняття осад необхідно виправити поправками на відстань шкал осад від перпендикулярів, оскільки опади на перпендикулярах відрізняються від осад на шкалах (рис. 3.2, рис. 3.3).
З креслення видно, що значення величин поправок виходять рішення трикутників A=Tim 1 ;
Поправка A = Tim 1 / (LPB -A-B)
Носове виправлення = A x Tim 1 /(LPB –A-B)
Кормова поправка = B x Tim 1/(LPB-A-B)
Міделева поправка = C x Tim 1/(LPB)
А - відстань носової шкали осад від перпендикуляра носа (-aft);
- відстань кормової шкали осад від кормового перпендикуляра (-aft);
С - відстань міделової шкали осад від центру Диска Плімсоля (-aft);
Tim 1 - диферент по невиправленим поправками опадів (+aft);
LBP – length between perpendiculars (довжина між перпендикулярами).
Правило знаків
Якщо шкала осад розташована в корму від перпендикуляра, то значення А, В та З будуть негативними (принцип - aft). У західній системі знаків диферент на корму вважається позитивним (у вітчизняній системі знаків навпаки – негативним). Знак поправки виходить алгебраїчною.
Якщо розглядати судно як нерівномірно навантажену балку, то, оскільки воно не є абсолютно жорстким, буде вигин у вигляді прогину (hogging) або перегину (sagging).
Формою прогину чи перегину прийнято вважати гіперболу. При цьому різниця між осадом на міделі та середнім осадом носом і кормою може часом досягати значних величин – кілька десятків сантиметрів. Крім цього може мати місце і торсійний вигин - навколо осі X. Для того, щоб за цих обставин отримати значення середньої опади, за якою проводять розрахунки, у всьому світі прийнято користуватися наступною формулою:
Mean of Means Draught (M/M) = (Mean Draught(M)) = 3 Middle Draught)/4
M/M = (F + A + 6Mid)/8, що те саме,
Mean Draught(M) = (F + A)/2;
F – осідання носом;
A - осаду кормою;
Middle Draught (Mid) – осад на міделі.
Після цього по осаді М/М із суднових гідростатичних таблиць вибирається водотоннажність, відповідне цьому осаді, і обчислюються поправки на диферент і щільність води. Особливим випадком є визначення М/М за наявності крену. Справа в тому, що при крені тільки в районі циліндричної частини корпусу клин, що увійшов у воду, дорівнює клину, що вийшов із води. У районі ж країв судна клин, що увійшов у воду, буде більшим за клин, що вийшов з води, і, отже, збільшиться обсяг підводної частини. Але оскільки вага судна залишилася без змін, судно дещо спливає, тобто зменшується М/М і тим більше, чим більше крен. Для того, щоб врахувати цю похибку, застосовується емпірична формула:
Виправлення = 4,6 - 6,0 (T 1 - T 2) х (D 1 - D 2)
T 1 ;T 2 - осаду зниженого та підвищеного ботів відповідно в см;
D 1 ;D 2 - TPC (поправка на диферент) для опади зниженого та підвищеного ботів відповідно.
Значення чисельного коефіцієнта межах зазначених значень буде тим більше, ніж гостріше обводи корпусу. Ця формула була отримана шляхом комп'ютерних обрахунків різних судіві застосовується при скільки-небудь значному крені (наприклад, аварійному) на великих судах. При довільному виборі чисельного коефіцієнта матиме місце певна похибка, але вона буде значно меншою за ту, яка має місце, якщо ця формула не застосовується.
Розрахунок поправок на диферент (1-а поправка на диферент).
Фізичний сенс 1-ї поправки на диферент (1 st Тrim Correction).
Відповідно до теореми Ейлера, будь-яке тіло, що плаває, обертається навколо осі, що проходить через центр тяжкості площі вододілу. У випадку судна - це центр тяжкості діючої ватерлінії. У західній літературі центр ваги діючої ватерлінії називається Longitudinal Center of Flotation (LCF), рис. З.3.
- Положення судна на ГВЛ (рівний кіль),
Середнє осаду на міделі = ½ (A + F) = ½ (2a) = a
- Положення судна на ПЛ 1 (LCF = 0),
Середнє осаду на міделі = ½((a + t) + (a - t)) = a
- Положення судна на ПЛ 2 (LCF /= 0),
Середнє осаду на міделі = ((a + t + b) + (a - t + b)) = a + b
- b/ LCF = 2t / LCF; b = 2t x LCF/LCP,
де 2t - диферент судна (Trim)
- 1 st Trim Correction = b x TPC = Trim x LCF x TPC x 100/LBP.
З рис. 3.3 видно, що перша поправка на диферент може мати знак як плюс, і мінус. Це залежить від того, де знаходиться LCF щодо міделю. Белі LCF знаходиться в кормі від міделя, він має знак плюс, якщо в носі - знак мінус. У вітчизняній літературі система символів протилежна. Враховуючи той факт, що знак диферента у нас теж протилежний західній системі знаків, в результаті обчислень це не позначається.
Дуже важливо пам'ятати принцип: при завантаженні (збільшенні опади) LCF завжди зміщується у корму.
Розрахунок поправок на диферент
1-а поправка на диферент (поправка на усунення центру тяжкості діючої ватерлінії LCF
(Longitudinal Center of Floating) (I ST Trim Correction for Layer)
I ST Trim Correction (tons) = (Trim x LCF x TPC x 100) / LBP,
Trim – диферент судна;
LCF – усунення центру тяжкості діючої ватерлінії від міделя;
TPC – кількість тонн на див опади;
LBP – відстань між перпендикулярами.
Знак поправки визначається за правилом: перша поправка на диферент позитивна, якщо LCF та велика з носової та кормової осад знаходиться по одну сторону від міделя, що можна проілюструвати наступною таблицею:
| Диферент | LCF ніс | LCF корми |
| Корма | - | + |
| Ніс | + | - |
2 nd Trim Correction (Поправка Немото) ЗАВЖДИ позитивна. Вона компенсує похибку, що виникає від усунення положення LCF при зміні диферента.
2 ND Trim Correction = (50 x Trim x Trim x (DM/D Z)) / LBP
де (D M / D Z) - різниця в моменті, що змінює диферент судна на 1 см на двох значеннях опади: - одне 50 см вище за середнє зареєстроване значення опади, інше - 50 см нижче за зареєстроване значення опади.
PS. За наявності на судні гідростатичних таблиць у системі IMPERIAL формули приймають такий вигляд:
I ST Trim Correction (tons) = (Trim x LCF x TPC x 12) / LBP,
2 ND Trim Correction = (Trim x Trim x 6 x (DM/D Z)) / LBP.
Виправлення на щільність забортної води.
Суднові гідростатичні таблиці складаються на певну фіксовану щільність забортної води - на морських суднах зазвичай на 1,025, на суднах типу «річка - море» або на 1,025, або на 1,00, або на обидва значення щільності одночасно. Буває, що таблиці складаються якусь проміжну величину щільності - наприклад, на 1,20. У цьому випадку виникає необхідність вибрані з таблиць дані для розрахунку привести у відповідність фактичною щільністю забортної води. Це робиться запровадженням поправки на різницю табличної та фактичної густин води.
Поправка = Водотоннажність (табл) х (Щільність (ізм) - Щільність (табл)) / Щільність (табл)
Можна без поправки відразу отримати значення водотоннажності скоригованого на фактичну щільність забортної води:
Водотоннажність (факт) = Водотоннажність (табл) х (Щільність (ізм) / Щільність (табл))
Проблемою для сюрвеєрів і предметом дискусій часто буває питання: чи слід поправку на щільність визначати на величину тільки табличного водотоннажності або на величину табличного водотоннажності, виправленого поправками на диферент? Взагалі кажучи, і в тому і в іншому випадку виходить один і той же результат, якщо значення ТРС буде приведено у відповідність зі своєю щільністю, тому що зрозуміло, що це значення змінюється зі зміною щільності за законом:
ТРС (факт) = ТРС (табл) х (Щільність (ізм) / Щільність (табл))
При виробництві Draught Survey особливе місце займає визначення фактичної густини забортної води. Вимірювання виробів робляться на відкритій палубі тому необхідно, щоб денсиметр прийняв температуру навколишнього середовища, а не внутрішнього приміщення, інакше його показання матимуть похибку.
Забір проби води повинен проводитися в трьох точках: в носовій, середній та кормовій частині судна на трьох рівнях по глибині, потім складається композитна проба, температура якої і вимірюється, або вимірюються щільності кожної проби окремо і потім усереднюються, що краще, оскільки приготування композитної проби вимагає часу, що може змінити початкову температуру взятої проби у разі високих чи низьких температур зовнішнього повітря. Необхідність такої складної процедури пробовідбору диктується тим, що найчастіше щільності води мають значний перепад по глибині в умовах тих самих високих або низьких температур зовнішнього повітря, плаваючого льоду або припливу відливних течій поблизу усть річок або на річках. Для цієї мети потрібна спеціальна апаратура, що дозволяє брати автономну пробу води на заданій глибині та спеціальний денсиметр для цілей драфт-сюрвею, про що має бути напис на звороті шкали денсиметра. Такі денсиметри виготовляє англійська фірма Zeal. У жодному разі не можна користуватися денсиметрами, призначеними для вимірювання густини інших рідин: нафтопродуктів, спиртів, рідких хімічних речовин, молока та ін., навіть якщо їх шкали охоплюють діапазон можливих значень густин морської води. Цього не можна робити тому, що різні рідини мають різний поверхневий натяг, що враховується при нанесенні шкали денсиметра, інакше показання денсиметра, опущеного в не призначену для вимірювання рідина, будуть помилковими. Незважаючи на цей загальновідомий факт, на практиці це часто не береться до уваги. . Зокрема, денсиметрами для драфт-сюрвею, перевіреними та сертифікованими, виробляються вимірювання щільності прісної води. Значення цих вимірів виходять заниженими. Так, наприклад, вимірювання щільності води в гирлі річки Нева в Санкт Петербурге у лютому при температурі зовнішнього повітря мінус 15-20 ° С в умовах плаваючого льоду фірмовими денсиметрами для драфт-сюрвею дають значення 0,9985 замість 1,0000. Але це означає, що температура виміряної води має бути плюс 20 °С, чого, природно, за цих обставин бути не може.
Джерелом помилки є стереотип уявлення, що вода – вона і є вода, що прісна, що морська (солона). Однак це – помилка. Справа в тому, що солона вода - це розчин, що має поверхневий натяг, відмінний від поверхневого натягу прісної води. Денсиметр для Draught Survey – це денсиметр для солоної води, або розчину. Щільність ж прісної води вимірювати не має сенсу, тому що вона є константною величиною і як така внесена до всіх довідників, у тому числі в Морехідні таблиці. Щільність прісної води (або просто води) змінюється лише від температури. І у третьому знаку після коми вона починає змінюватися, починаючи з температури +7 °С (див. табл.).
Таблиця зміни щільності прісної води в залежності від температури:
| Температура, 0 | густина | Температура, 0 | густина |
|
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
0,9999 0,9999 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 0,9999 0,9999 0,9998 0,9997 0,9996 0,9995 |
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
0,9994 0,9993 0,9991 0,9990 0,9988 0,9986 0,9984 0,9982 0,9980 0,9978 0,9976 0,9973 0,9971 |
Тому, якщо і вимірювати, то або температуру прісної води і потім переводити по таблицях значення щільності, або використовувати денсиметр для прісної води, шкала якого тарована тільки для прісної води. На невеликому судні при невеликій партії вантажу, що виникла за рахунок цього, помилка буде не дуже суттєвою. Однак на великому судні в порту навантаження при стійкому вантажопотоку це обійдеться відправнику вантажу в дуже велику суму.
Так, наприклад, через Санкт Петербург нині щорічно відвантажується експорту близько 3000000 тонн гранульованих добрив. За рахунок помилкової концепції вимірювання густини прісної води ця цифра зменшується на 4500 тонн. При вартості вантажу близько 100 USD/т помилка сюрвеєра коштуватиме відправнику 450000 USD на рік.
Окремо стоїть питання необхідності введення температурної поправки. Справа в тому, що з підвищенням температури щільність морської води зменшується, а прісної в інтервалі від 0 ° С ^ ДО +2 ° С зростає, в інтервалі від +2 ° С до +6 ° С залишається незмінною, а потім невпинно зменшується. Судно як фізичне тіло збільшує свій обсяг зі зростанням температури за рахунок лінійного розширення металу. Таким чином, зі зменшенням щільності води судно має або просісти, або збільшити об'єм підводної частини за рахунок лінійного розширення, щоб зберегти рівність:
Вага = V 1 y 1 = V 2 y 2 = const;
де V 1 y 1 - початкові об'єм підводної частини судна та щільність забортної води; V 2 y 2 - збільшений обсяг підводної частини судна від температурного розширення і щільність забортної води, що зменшилася, від підвищення температури.
Те саме відбувається з денсиметром при вимірюванні щільності води, температура якої відрізняється від тієї, на яку калібрована шкала денсиметра.
Взагалі, температурна похибка за умов, відмінних від стандартних, має місце, але її величина є величиною другого порядку від точності самого методу розрахунків та вимірювань при виробництві Draught Survey.
Тому температуру води ніколи не вимірюють і температурну поправку ніколи не вводять через її чисельну незначність, обмежуючись звичайним виміром щільності води відповідним денсиметром. Це, однак, стосується лише солоної води, про що йшлося вище.
Вимірювання танків.
Від того, як ретельно буде здійснено замір баластних танків і зроблено розрахунки за цими вимірами, залежить величина загальної помилки. Заміри повинні проводитися сталевою сертифікованою рулеткою із застосуванням спеціальної водореагуючої пасти. Під час вимірів усі операції з прийому, здавання та перекачування палива, прісної та баластної води повинні бути зупинені. Взагалі кажучи, найкращим варіантом є той, коли всі баластні танки відкатані насухо.
У цьому випадку кількість води, що не відкачується (мертвий запас) в міждонних танках визначається по калібрувальним таблицям з урахуванням даного диферента. За відсутності калібрувальних таблиць по міжнародній практиці вважається, що мертвий запас (не откачиваемый) дорівнює 2-2,5% від ємності танка. Це стосується лише міждонних танків. У підвісних, підпалубних танках та диптанках при нульових вимірах танки вважаються абсолютно порожніми.
У разі повних танків слід мати на увазі, що навіть при пресуванні та виході води з повітряних трубок у міжбімсових шпаціях може бути повітряна подушка, особливо за наявності крену судна.
При визначенні кількості баласту необхідно заміряти щільність води в баластних танках, тому що в іншому випадку при великій кількості баласту з'явиться помилка. Ця процедура дуже непроста через труднощі взяття проб води з баластних танків. Тому з метою уникнення затримки початку вантажних операцій та трудомісткості при взятті проб частіше щільність води визначається за місцем заповнення танків, хоча коректність методу драфт-сюрвей вимагає скрупульозності при виконанні всіх вимірів та розрахунків. Тому при заповненні таблиці вимірів танків не слід писати "empty", "full", "overflow", як часто можна зустріти у звітах деяких сюрвеєрських компаній, а вказувати виміри в цифрах, що свідчить про сумлінність та грамотність сюрвеєра.
Що ж до решти танків: паливних, стічних, прісної води, то при нетривалій стоянці їх заповнення приймається за заявою суднової адміністрації з розумною нормою витрати пального та води за період вантажних операцій, тому що для розрахунків значення має тільки зміна первісної кількості, а сама кількість запасів, незалежно від своїх величини, віднімається щодо різниці водотоннажності в вантажу й у баласте. Якщо ж судова адміністрація заявить неправильну кількість запасів, це позначиться лише значення Константи.
При тривалій стоянці, особливо у разі прийому палива та прісної води, необхідно проводити виміри на початку та в кінці вантажних операцій.
- На судах типу «річка – море» є по 5 шкал осад з кожного борту. Однак на сьогоднішній день не наводиться методики розрахунку за 5 вимірами опади з одного борту, тому розрахунки слід вести за 3 вимірами. Слід мати на увазі, що на цих суднах кормовий перпендикуляр може проходити не по рудерпосту (у них він може бути відсутнім), а по перетину ГВЛ з ахтерштевнем, або на іншому шпангоуті. Встановити положення цього перпендикуляра, а також відстань шкал осаду від перпендикулярів можна за теоретичним кресленням.
- На цих судах часто відсутні калібрувальні таблиці для баластних танків, отже, за наявності диферента визначити точну кількість баласту неможливо.
- Слід мати на увазі, що в баластних танках цих суден може бути дуже значна кількість піску і мулу, тому кількість відкатаного в процесі навантаження баласту буде в цьому випадку менше розрахункового, що, в свою чергу, викличе помилку у визначенні кількості вантажу.
- На цих судах у ряді випадків відсутня технічна документація, а на суто річкових судах її, як правило, немає зовсім. Так, у ряді випадків судноводії цих судів не можуть дати кваліфікованої відповіді на питання сюрвеєра.
- Ці судна у баластному стані мають значний диферент (іноді більше 3 метрів), що за цих умов не дозволяє ввести поправки на диферент.
- Оскільки кількість типів річкових суденхоч і значно, але звісно, можна формувати банк даних, необхідні розрахунків, за типами судів. Ці дані можна отримати у судновласників, на судах, ЛЦПКБ або на заводах-будівельниках.
- Не слід проводити розрахунки при диференті понад 3 метри, необхідно вимагати від судової адміністрації привести його до прийнятної величини.
- Найсприятливіший варіант – це повністю порожні баластні танки перед початком навантаження та диферент не більше 3 метрів.
- В інших випадках, які важко спрогнозувати заздалегідь, слід приймати рішення дома, виходячи з наявної інформації, власного досвіду, розуміння і кон'юнктури.
Припустимо, що на судно прийнято малий вантаж вагою Р, тобто такий вантаж, при прийомі якого обводи корпусу можна вважати практично не змінилися в межах збільшення опади. Малим можна вважати вантаж, що становить 5 - 10% водотоннажності судна.
Рис. 1
При прийомі вантажу вагою Р водотоннажність судна зросте на величину pAV, причому значення AV визначається обсягом шару між ватерлініями ПЛ і 1 Л 1 .
Для визначення прирощення опади судна АТ після прийому вантажу використовуємо умову рівноваги судна, що виражається рівністю мас вантажу Р та додаткової водотоннажності:
Р = ρ · Δ V (1)
Об'єм додаткового шару AV можна розглядати як об'єм циліндра, основою якого є площа ватерлінії S, а висота дорівнює зміні осаду АТ. Тоді:
Δ V = S · Δ Т
і формула (1) набуде вигляду:
Р = ρ · S · Δ Т
Звідси зміна середньої опади буде:
∆ T = P ρ · S (2)
У разі зняття вантажу з судна, його маса Р повинна бути введена у формулу (2) зі знаком мінус. Отже, збільшення опади буде також негативним, тобто осаду судна зменшиться на величину ΔТ.
При вирішенні практичних завдань, пов'язаних з визначенням зміни середньої опади судна при прийомі або знятті вантажу, часто користуються допоміжною величиною q1см, що є значенням маси (числа тонн) вантажу, від прийому або зняття якої осаду судна зміниться на один сантиметр (Tones per 1cm — TPC).
Для того, щоб отримати вираз для q1см, розглянемо збільшення об'ємного водотоннажності у разі прийому вантажу.
Якщо прийняти обводи судна в районі діючої ватерлінії прямо — стінними, то збільшення об'ємної водотоннажності при ΔТ = 0,01 см складе (м3): ΔV = 0,01 S.
Маса води в обсязі цього шару, яка дорівнює масі q1см, буде:
q 1 з м = 0,01 · ρ · S = ρ · S 100 (3)
Після постановки отриманого виразу формулу (2) отримуємо вирази визначення приросту середньої опади в сантиметрах:
∆ T = P q 1 м (4)
та в метрах:
∆ T = P 100 · q 1 м (5)
Аналогічним способом можна визначити масу вантажу, що змінює осад судна на 1 дюйм. В цьому випадку ΔТ = 1 дюйм = 1/39, 37 см і звідси:
q 1 д ю м = ρ · S 39 , 37 (6)
З виразів (3) і (6) видно, що величина q1см (TPC) пропорційна площі ватерлінії S. У свою чергу, площа ватерлінії є змінною величиною, тому що змінюється в залежності від осідання судна. Отже, число q1см також змінна величина. Можна збудувати криву числа тонн на один см (або дюйм) опади.
Рис. 2 Для того, щоб визначити, як зміниться осад Т судна при прийомі або знятті малого вантажу вагою Р, необхідно за вказаною кривою знайти значення q1см при осаді Т, потім, використовуючи формулу (7), знайти нове значення осаду судна:
T 1 = T ± P 100 · q 1 з м (7)
Зміна опади за зміни щільності води
При переході судна з одного водного басейну до іншого змінюється солоність (щільність) забортної води. При плаванні у воді щільністю ρ і ρ 1 водотоннажність судна відповідно буде:
D = ρ · V і D = ρ 1 · V 1 ,
- де V - об'ємне водотоннажність судна до переходу у воду іншої щільності;
- V 1 – об'ємна водотоннажність судна після переходу.
Прирівнюючи праві частини рівностей, отримаємо:
ρ · V = ρ 1 · V 1 і л і V V 1 = ρ 1 ρ
Об'ємне водотоннажність можна виразити через основні розміри L, В, Т і коефіцієнт загальної повноти:
V = δ · L · B · T і V 1 = δ 1 · L 1 · B 1 · T 1
При малих змінах об'ємного водотоннажності, наприклад при зміні солоності води, довжина, ширина та коефіцієнт загальної повноти практично не змінюються. У цьому випадку зміна водотоннажності відбувається за рахунок зміни опади. Таким чином:
ρ · T = ρ 1 · T 1 і л і T T 1 = ρ 1 ρ
Отже, при переході судна з води однієї солоності у воду інший солоності осаду його змінюється приблизно обернено пропорційно щільності води.
Зміна об'ємної водотоннажності визначається за допомогою виразу:
∆ V = V 1 - V = D ρ 1 - D ρ = D · ρ - ρ 1 ρ · ρ 1 і л і ∆ V = V · ρ - ρ 1 ρ 1
Зміна об'ємного водотоннажності ΔV можна також розрахувати як об'єм шару з основою, що дорівнює площі діючої ватерлінії S (практично незмінної в межах малих змін опади), і висотою, що дорівнює зміні середньої опади ΔТ, тобто V = S · ΔT. Тоді:
S · ∆ T = V · ρ - ρ 1 ρ 1
∆ T = V S · ρ — ρ 1 ρ 1 і л і ∆ T = D S · ρ · ρ — ρ 1 ρ 1 (8)
При переході судна з прісної води (ρ=1,0 т/м 3 ) до морської (ρ= 1,025 т/м 3 ) формула (8) набуває вигляду:
∆ T = D S · 1, 0 · 1, 0 - 1, 025 1, 025
Оскільки чисельник другого змножувача – величина негативна, зміна опади ΔT також буде негативною, і судно спливе, тобто осаду судна зменшиться.
При переході судна з морської води в прісну, формула (8) має вигляд:
∆ T = D S · 1, 025 · 1, 025 - 1, 0 1, 0
У цьому випадку зміна опади буде позитивною, судно зануриться у воду, тобто його осідання збільшиться.
Пропонується до прочитання:
При русі судна по мілководді спостерігається збільшення осаду корпусу. Це явище називається просіданням.
Основною причиною виникнення просідання є зменшення гідродинамічних сил підтримування корпусу судна внаслідок збільшення швидкості протікання потоку між днищем судна та ґрунтом. Чим менша відстань від днища судна до дна і що більша швидкість руху судна, то більше вписується величина просадки (рис.8.3). Крім того, швидкість обтікання днища збільшується за рахунок роботи рушіїв.
При малому запасі води під днищем (коли< 1,2 ÷ 1,5) и движении судна с критической скоростью (V) можливе не тільки торкання ґрунту, а й короткочасне присмоктування невеликих суден на дно.
Припустимо, що під час руху судна по глибокій воді (на рис.8.3 положення 1) потік зустрічної води протікає під дном корпусу зі швидкістю V про. При цьому гідродинамічна сила підтримання судна Р орівномірно діє по всій площі днища та забезпечує плавучість судна з однаковою осадкою носової частини та корми ( Т ко = Т але). Коли судно починає входити
Рис.8.3 Схема утворення просідання судна.
на мілководді (становище П), опір води в носовій частині зростає, а швидкість протікання зустрічного потоку під дном V 1збільшується ( V 1 > V про). Внаслідок цього гідродинамічна сила підтримування корпусу Р 1зменшується та викликає утворення диферента судна на корму ( Т к1 > Т н1). При подальшому зменшенні запасу води під корпусом рух судна (положення Ш) супроводжується збільшенням швидкості протікання води під днищем ( V 2 > V 1) та зменшенням сил підтримки ( Р 2< Р 1 ). При цьому диферент судна на корму збільшується. Т к2 > Т к1) і судно отримує деяке загальне збільшення опади.
Подальший рух судна за умов мінімальних глибин (становище 1V) і з високою швидкістю характеризується збільшенням загального опору води руху судна R, утворенням великої придонної хвилі біля його корми та максимальною загальною просіданням судна. У цьому випадку загальна осідання судна за міделем Т ср3значно перевищує осаду судна під час руху по глибокій воді Т ср0.
Просідання ΔТзалежить від співвідношення швидкості V, опади Тсудна та глибини суднового ходу Н, і навіть від обводів корпусу судна. Вона може бути визначена методом натурних випробувань чи розрахунків.
Загальне збільшення опади судна ΔТ (В м) при русі на мілководді рекомендується визначати для одиночних суден за формулою А.М.Полуніна
ΔТ =(0,08 + 0,34 ) . (8.3)
V- швидкість руху судна (складу), м/с;
Т- Опад, м;
h- Глибина суднового ходу, м;
g- Прискорення вільного падіння тіла, м/с 2 .
При відношенні 1,4 збільшення осадки зручно визначати за формулою Г.І. Сухомела та В.М.Засса
ΔТ = mV 2, (8.4)
де m- Чисельний коефіцієнт, що залежить від відношення довжини судна Lдо ширини корпусу судна В(Див.табл.8.1);