Посадке с дифферентом

Наиболее эффективный результат при дифферентовке час-тей судна для получения минимальной осадки стыкования дает прием балласта в концевые отсеки, задача приведения двух заданных час-тей судна к оптимальной посадке сводится к определению таких зна-чений массы балласта Q1 и Q2, принимаемого в концевые отсеки,ко-торые сообщают обеим частям судна одинаковый угол дифферента и одинаковую осадку в плоскости реза корпуса. Эта задача имеет од-нозначное решение, поскольку любые две части, на которые разделе-но судно,могут быть приведены к указанному положению приемом бал-ласта в соответствующие концевые отсеки (у стыка или в оконечнос-ти) каждой части судна.

Рассмотрим наиболее общий случай посадки частей судна пос-ле спуска на воду,когда обе части имеют дифферент в сторону своих оконечностей и балласт Q1 и Q2 принят в концевые отсеки у стыка (рис.1)

Для частей судна приняты следующие обозначения.

Для положения перед балластировкой:

T1,T2 - осадки в месте реза корпуса по монтажному стыку, м (индекс 1 относится к части судна, имеющей большую начальную осадку в плоскости монтажного стыка, т.е. T1>T2);

· углы дифферента (положительные - по ча-совой стрелке, отрицательные - против часовой стрелки), рад;

L1,L2 - длина между перпендикулярами, м;

S1,S2 - площади действующих ватерлиний (за вычетом площади на длине монтажного отсека), кв.м;

l1,l2 - отстояния центров тяжести действующих ватерлиний от монтажного стыка,м;

D1,D2 - массовые водоизмещения, т;

H1,H2 - начальные продольные метацентрические высоты, м;

K1=D1*H1,K2=D2*H2 - коэффициенты продольной остойчивости,т*м; T=T1-T2 - начальная разность осадок по стыку, м (так как T1>T2, то T>0);

· начальная разность углов дифферента, рад.

Для положения после балластировки:

Q1,Q2 - масса балласта, принимаемого в отсеки у стыка,т;

а1,а2 - отстояния центров тяжести балласта, принимаемого в отсеки у стыка, от цен-тров тяжестей ватерлиний,м;

а‘1,a‘2 - отстояние центров тяжести балласта, принимаемого в отсеки в оконечности, от центров тяжести ватерлиний, м;

А1=а1/K1,A2=a2/K2 - единичные изменения угла дифферента при

при приеме балласта q=1 т в отсеки у стыка, рад/т;

А‘1=a‘1/K‘1,A‘2=a‘2/K‘2eдиничные изменения угла дифферента при

приеме балласта q=1 т в отсеки в око-

нечности, рад/т; В1=1/ *S1 + A1*l1,

B2=1/ *S2 + A2*l2 - единичные изменения осадки у стыка при приеме балласта q=1 т в отсеки у стыка, м/т;

В‘1=1/ *S1 - A‘1*l1, B‘2=1/ *S2 - A‘2*l2 - eдиничные изменения осадки у стыка при

приеме балласта q=1 т в отсеки в оконеч-ности, м/т;

T - осадка в плоскости монтажного стыка пос-

ле балластировки частей судна (осадка

стыкования при оптимальном угле диффере-

нта), м;

· оптимальный угол дифферента частей судна после балластировки, рад.

Все линейные размеры (a1, a‘1, a2, a‘2, l1, l‘2) берутся со знаком +, поскольку для каждой части судна принята своя система координат (см.рис.1).

Изменение осадки у стыка и угла дифферента первой части судна в результате приема баллааста Q1:

Т1=В1*Q1; =-A1*Q1.

Изменение осадки у стыка и угла дифферента второй части

судна в результате приема балласта Q2:

Т2=В2*Q2; =A2*Q2.

Общая осадка частей судна в плоскости монтажного стыка (о-садка стыкования):

Общий угол дифферента частей судна:

Из равенства T1+B1*Q1=T2+B2*Q2 и -A1*Q1= +A2Q2 имеем

B2*Q2 - B1*Q1 = T

A1*Q1 + A2*Q2 =.

Общий угол дифферента частей судна:

По условию задачи величины Q1 и Q2 представляют собой мини-мальную массу балласта, принимаемого в концевые отсеки, который приводит обе части судна в требуемое положение, т.е. с одинако-вой минимальной осадкой по стыку при одинаковом оптимальном угле дифферента.

Для рассматриваемого варианта взаимной посадки частей суд-

на A1>0, A2>0, B1>0, B2>0, поэтому условием, при котором Q1 и Q2

имеют действительные (т.е. положительные) значения, будет

или

Осадка стыкования судна:

T =T1+B1*Q1=T2+B2*Q2.

Оптимальный угол дифферента частей судна при стыковании:

= -A1*Q1= -A2*Q2.

В таблице 1 приведены расчетные формулы для определения па-раметров оптимальной балластировки частей судна применительно к возможным вариантам их взаимной посадки перед началом балласти-ровки. По этим формулам определяют:

а) массу необходимого начального балласта;

б) концевые отсеки, в которые нужно принять балласт (у стыка или в оконечности);

в) оптимальный угол дифферента;

г) осадку стыкования и осадку в оконечностях состыкованного судна.

Расчет начальной балластировки для приведения обеих частей судна в положение с оптимальным углом дмфферента следует выпол-нять в такой последовательности:

а) определить массу и координаты центра тяжести каждой части судна;

б) произвести расчет плавучести и начальной остойчивости частей судна и построить кривые элементов теоретического чертежа для каждой части в отдельности;

в) присвоить обеим частям судна с большей и меньшей осад-кой у стыка расчетные индексы - соответственно I и II, а всем их расчетным параметрам - индексы 1 и 2;

г) снять с кривых теоретических элементов и чертежей об-щего расположения судна значения всех необходимых расчетных вел-мчин;

д) произвести вычисления в последовательности указанной в таблице 1, по соответствующему расчетному варианту;

е) выполнить проверку и корректировку полученных значе-ний Q1, Q2, T и с помощью масштаба Бонжана.

В тех случаях, когда положение сечения минимальной осадки стыкования определяется с помощью балластной диаграммы, для расчета оптимальной посадки произвольных частей судна (монтажный стык которых по каким-либо причинам смещен относительно сечения минимальной осадки стыкования) целесообразно воспользоваться данными балластными диаграммами для положения забалластированных частей судна на ровном киле. Принимая это положение за исходное, можно с помощью таблицы 1 найти массу дополнительного балласта и все остальные параметры для оптимальной посадки произвольных частей судна с дифферентом. Поскольку в данном случае =0 и =0, расчет ведется по варианту III. Такой метод значительно упрощает расчет по сравнению с расчетом для положения частей суд-на после спуска, однако он возможен только при наличии балластной диаграммы для данного судна.

Если же по тем или иным причинам положение монтажного сты-ка определяется без баллатсной диаграммы, построение ее только для расчета оптимальной посадки частей судна при произвольном по-ложении монтажного стыка нецелесообразно, так как оно сорпяжено с выполнением большого объема работ. В этом случае прще исходить из посадки частей судна после спуска на воду.

Для судов большого водоизмещения выигрыш за счет стыкова-ния частей судна при оптимальном угле дифферента может быть весьма значительным, особенно, если корпус разрен на большом удалении от мидель-шпангоута более длинная часть имеет меньшую осадку, чем короткая (что, как правило, встречается наиболее час-то), так что ее нужно довести до осадки более короткой части. В таких случаях даже небольшая разница в осадках частей судна вызы-вает весьма ощутимое увеличение массы балласта.

Возможность значительного уменьшения необходимого веса бал-ласта, за счет сообщения частям судна оптимальной посадки приоб-ретает особенно важное занчение, тогда балластом служит легкий груз, подбор которого в виде большого количества тяжеловесов соп-ряжен с определенными трудностями для верфей.

Проиллюстрируем это обстоятельство на примере из практики стыкования частей корпуса плавучего дока подъемной силой 15 тыс. тс, разделенного по длине на шесть раздельно формируемых частей. Вследствие неэффективности использования жидкого балласта на ко-ротких одноотсечных секциях балластировка осуществлялась тверды-ми грузами. Поскольку разница в массе необходимого балласта для возможных вариантов посадки частей дока во время стыкования ста-новится особенно ощутимой, когда менее погруженной является бо-лее длинная часть корпуса, рассмотрим пример стыкования двух час-тей дока, одна из которых представляет собой кормовую часть кор-пуса, а вторая - смежную с ней состыкованную часть, образованную из двух раннее соединенных на плаву частей корпуса. Одновременно покажем некоторые особенности пользования таблицей 1 при выполне-нии расчета по схеме варианта III.