Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 9 стр.

UptoLike

Составители: 

ОП y
o
z
xg G
x
Рис. 3.2.1.2. Координаты центра величины и центра тяжести
относительно миделя и основной плоскости
3.2.2. Силы тяжести. Условие плавучести
Любой объект на Земле притягивается к центру Земли с определенной си-
лойсилой тяжести, которую обычно мы называем весом. Если просуммиро-
вать веса всех элементов, из которых состоит судно, то получим вес судна D,
называемый весовым водоизмещением.
Весовое водоизмещениеэто равнодействующая (сумма) сил тяжести
всех элементов, из которых состоит судно. Она всегда направлена вертикально
вниз и приложена в точке G, называемой центром тяжести (ЦТ) судна (см. рис.
3.2.1.1.). Для выполнения судоводительских расчетов очень важно знать положение
ЦТ на судне. В отличие от ЦВ, положение ЦТ никак не зависит от формы корпуса, а
зависит лишь от весовой нагрузки судна, т.е. от весов и мест расположения всех
элементов, из которых состоит судно. Следует обратить внимание на то, что физи-
ческий смысл ЦВ (точка С) и ЦТ (точка G) различен, так как положение этих точек
на судне зависит от разных факторов. Это положение важно для дальнейшего по-
нимания основ остойчивости.
Весовую нагрузку судна можно разделить на два слагаемых: постоянные
(не изменяющиеся по весу) грузыкорпус судна, механизмы, приборы, систе-
мы и пр., и переменные грузыэто грузы, вес которых может изменяться в
процессе эксплутации судна (грузы в трюмах, жидкие запасы, экипаж с бага-
жом, снабжение и пр.).
По некоторым оценкам, в состав крупного судна входит порядка полуто-
ра миллионов деталей (постоянные грузы). Естественно, что веса этих дета-
лей и их положение на судне может знать только проектант судна. Поэтому,
все вычисления, связанные с постоянными грузами выполняет проектант
судна.
Количество и расположение переменных грузов могут знать только чле-
ны экипажа, при которых загружалось судно. Главным ответственным лицом
за учет переменных грузов и все расчеты, связанные с ними, является второй
(грузовой) помощник капитана. К нему стекаются сведения о переменных
статьях нагрузки от других служб (по жидким запасам от механиков, по рыбе
от обработчиков и промысловиков и пр.).
Таким образом, весовое водоизмещение D можно разделить на два сла-
гаемых:
D = D
o
+ Σp
i
,
где Do – водоизмещение порожнемсумма постоянных грузов, иначе гово-
ря, это вес материала, из которого изготовлено судно. Его вычисляет проек-
тант и вводит в судовую документацию (в любой «Информации об остойчи-
вости» в таблицах расчета весовой нагрузки всегда можно найти строчку
«Водоизмещение порожнем»). Σp
i
– cумма переменных грузов (жидкие гру-
зы, груз в трюмах или на палубе, снабжение, экипаж с багажом и пр.). Это
слагаемое принято называть дедвейтом и его вычисляет второй помощник
капитана путем постоянного учета и суммирования имеющихся на борту пе-
ременных грузов.
Очевидно, что судно будет находиться в равновесии, т.е. в неподвижном
состоянии, при условии равенства сил тяжести и сил поддержания
D = γV (2)
Это выражение называется условием плавучести судна.
3.3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ СУДНА
Для расчетной оценки параметров посадки и остойчивости очень важно
знать положение ЦТ судна, определяемое координатами x
g
и z
g
(см. рис. 3.2.1.2).
На расчет координат ЦТ приходится основная трудоемкость всей вычислитель-
ной работы второго помощника.
В общем виде, координата ЦТ любого объекта относительно какой-
либо выбранной базовой плоскости представляет собой отношение сумм
статических моментов отдельных элементов, на которые разбит рас-
сматриваемый объект, к сумме весов всех элементов, т.е. к весу всего объ-
екта.
Статическим моментом какого-либо элемента относительно базовой
плоскости является произведение веса этого элемента на отстояние (плечо)
ЦТ элемента до базовой плоскости.
Для более детального пояснения принципа расчета координат ЦТ рас-
смотрим упрощенный пример (см. рис. 3.3.1).
Требуется определить отстояние zg ЦТ объекта от горизонтальной (базо-
вой) плоскости. Расчет ведется в следующей последовательности:
1. Объект расчленяется (мысленно) на отдельные элементы.
2. Определяются веса каждого элемента (Р
1
, Р
2
, Р
3
, Р
4
, Р
5
).
                                                                                  статьях нагрузки от других служб (по жидким запасам от механиков, по рыбе
                     ОП                                      y                    от обработчиков и промысловиков и пр.).
                                      o
                                                                                       Таким образом, весовое водоизмещение D можно разделить на два сла-
                                     z
                                                                                  гаемых:
                                          xg     G
                                                                                                                  D = Do + Σpi,
                                                                                  где Do – водоизмещение порожнем – сумма постоянных грузов, иначе гово-
                                                                          x       ря, это вес материала, из которого изготовлено судно. Его вычисляет проек-
              Рис. 3.2.1.2. Координаты центра величины и центра тяжести           тант и вводит в судовую документацию (в любой «Информации об остойчи-
                       относительно миделя и основной плоскости                   вости» в таблицах расчета весовой нагрузки всегда можно найти строчку
                                                                                  «Водоизмещение порожнем»). Σpi – cумма переменных грузов (жидкие гру-
                3.2.2. Силы тяжести. Условие плавучести                           зы, груз в трюмах или на палубе, снабжение, экипаж с багажом и пр.). Это
     Любой объект на Земле притягивается к центру Земли с определенной си-        слагаемое принято называть дедвейтом и его вычисляет второй помощник
лой – силой тяжести, которую обычно мы называем весом. Если просуммиро-           капитана путем постоянного учета и суммирования имеющихся на борту пе-
вать веса всех элементов, из которых состоит судно, то получим вес судна D,       ременных грузов.
называемый весовым водоизмещением.                                                     Очевидно, что судно будет находиться в равновесии, т.е. в неподвижном
     Весовое водоизмещение – это равнодействующая (сумма) сил тяжести             состоянии, при условии равенства сил тяжести и сил поддержания
всех элементов, из которых состоит судно. Она всегда направлена вертикально                                               D = γV                          (2)
вниз и приложена в точке G, называемой центром тяжести (ЦТ) судна (см. рис.            Это выражение называется условием плавучести судна.
3.2.1.1.). Для выполнения судоводительских расчетов очень важно знать положение
                                                                                           3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ СУДНА
ЦТ на судне. В отличие от ЦВ, положение ЦТ никак не зависит от формы корпуса, а
зависит лишь от весовой нагрузки судна, т.е. от весов и мест расположения всех        Для расчетной оценки параметров посадки и остойчивости очень важно
элементов, из которых состоит судно. Следует обратить внимание на то, что физи-   знать положение ЦТ судна, определяемое координатами xg и zg (см. рис. 3.2.1.2).
ческий смысл ЦВ (точка С) и ЦТ (точка G) различен, так как положение этих точек   На расчет координат ЦТ приходится основная трудоемкость всей вычислитель-
на судне зависит от разных факторов. Это положение важно для дальнейшего по-      ной работы второго помощника.
нимания основ остойчивости.                                                           В общем виде, координата ЦТ любого объекта относительно какой-
     Весовую нагрузку судна можно разделить на два слагаемых: постоянные          либо выбранной базовой плоскости представляет собой отношение сумм
(не изменяющиеся по весу) грузы – корпус судна, механизмы, приборы, систе-        статических моментов отдельных элементов, на которые разбит рас-
мы и пр., и переменные грузы – это грузы, вес которых может изменяться в          сматриваемый объект, к сумме весов всех элементов, т.е. к весу всего объ-
процессе эксплутации судна (грузы в трюмах, жидкие запасы, экипаж с бага-         екта.
жом, снабжение и пр.).                                                                Статическим моментом какого-либо элемента относительно базовой
     По некоторым оценкам, в состав крупного судна входит порядка полуто-         плоскости является произведение веса этого элемента на отстояние (плечо)
ра миллионов деталей (постоянные грузы). Естественно, что веса этих дета-         ЦТ элемента до базовой плоскости.
лей и их положение на судне может знать только проектант судна. Поэтому,              Для более детального пояснения принципа расчета координат ЦТ рас-
все вычисления, связанные с постоянными грузами выполняет проектант               смотрим упрощенный пример (см. рис. 3.3.1).
судна.                                                                                Требуется определить отстояние zg ЦТ объекта от горизонтальной (базо-
     Количество и расположение переменных грузов могут знать только чле-          вой) плоскости. Расчет ведется в следующей последовательности:
ны экипажа, при которых загружалось судно. Главным ответственным лицом                1. Объект расчленяется (мысленно) на отдельные элементы.
за учет переменных грузов и все расчеты, связанные с ними, является второй            2. Определяются веса каждого элемента (Р1, Р2, Р3, Р4, Р5).
(грузовой) помощник капитана. К нему стекаются сведения о переменных