Что такое константа на судне
Что такое константа на судне
7.2. Корабельная постоянная (Константа).
Константа, как известно, это разность между фактическим водоизмещением (весом) порожнего судна и водоизмещением (весом) порожнего судна по документам. Вес судна по документам определяется расчетами конструкторских бюро на судоверфях, где было построено или переоборудовано судно под надзором соответствующих органов. Но в процессе эксплуатации вес судна обычно растет под действием объективных причин: заиливание балластных танков; увеличение количества снабженческого материала; увеличение слоя краски на корпусе и надстройках судна, и тому подобное. Но так же вес судна порожнем может быть меньше веса судна по документам, то есть константа может быть и отрицательной: если вес судна в документах указан завышенным, если во время ремонта судна было снято какое-либо оборудование, и пр. Константа как самостоятельная величина в расчетах по определению веса груза не участвует, но она является показателем в правильности этих расчетов.
Если расчеты веса судна порожнем методом драфт-сюрвея из рейса в рейс определяются по одним и тем же маркам углубления, используя одни и те же формулы расчета DMofM и запасов, а так же используя одни и те же «Гидростатические элементы теоретического чертежа», то и константа будет практически одна и та же. При расчете веса судна методом драфт-сюрвея в константу обычно входят: экипаж, пассажиры, багаж экипажа и пассажиров, продовольствие, ил в балластных танках, снабжение, запчасти, лед, снег, такелаж, и прочее, то есть все то, что нельзя точно просчитать и находится на судне постоянно без изменения все время грузовых работ.
Расчет водоизмещения, константы, количества груза
Расчет чистого водоизмещения судна производят по формуле (27):
Net Displacement = D – E (27)
Расчет «константы» производят по формуле (28):
Constant = Net Displacement – Lightship (28)
Расчетную константу следует сравнить с константой декларируемой судном до начала ДС.
При расхождениях в значениях декларируемой и расчетной константы более 10%, сюрвейер должен перепроверить правильность расчетов осадки, водоизмещения, других исходных данных, запросить у судна результаты расчета константы по предыдущим ДС и значения константы в судовых документах (по результатам кренования или взвешивания в доке).
Примечания
1 Иногда в разных судовых документах, по небрежности, может быть указано несколько значений веса судна порожнем. Например, после модернизаций, связанных с серьезными корпусными работами (удлинение / укорочение корпуса) – вес порожнем обязательно подлежит коррекции – и в информации об остойчивости может быть указано откорректированное значение, а в других документах (или судовой бортовой программе) оставлено прежнее значение. Во избежание возможной путаницы, следует всегда сопоставлять, какому конкретно значению Lightship соответствует заявляемое судном значение Constant.
Заниженная или отрицательная константа чаще всего встречается на небольших судах (дедвейтом до 10 000 тонн) и редко на больших судах (дедвейтом более 50 000 тонн). Отрицательная константа служит индикатором о возможных ошибках в судовых данных, переоценке количества балласта для судна порожнем или занижении осадок, ошибке в выполнении ДС.
Отрицательная константа может быть также последствием завышенного количества топлива, декларируемого судном, конструктивных модификаций судна, не внесенных в судовые документы или подмены судовой документации.
2 Значительная отрицательная константа часто получается на судах класса «река-море» и может достигать значения порядка «минус 200» тонн, при значениях Lightship порядка 1800 тонн. Кроме перечисленных выше, могут быть следующие причины:
— в судовых документах указано неправильное значение Lightship;
— значительный изгиб корпуса (применение МММ такой изгиб не компенсирует, поэтому происходит ошибка при расчете водоизмещения).
Завышенная или большая положительная константа может быть индикатором о недооценке количества запасов на судне, завышении осадок, неучтенном балласте, пресной воде, ошибке в декларации топлива, в судовых документах, ошибке в выполнении ДС.
В константу входит весь неучтенный вес. Поэтому, если этот вес не изменяется между начальным и конечным ДС, величина и знак константы (положительный или отрицательный) на результат определения количества груза не влияет.
Количество груза рассчитывают по формуле (29):
Cargo = Net Loaded – Net (29)
Что такое константа на судне
После получения судном свободной практики на борт прибывает сюрвейер для проведения драфт-сюрвея.
Время на проведение драфт-сюрвея будет зависить от многих факторов: размеров судна, количества балласта, количества танков, состояния судна. Обычная практика – присутствие сюрвейера от начала до окончания грузовых операций. На больших судах для производства драфт-сюрвея необходимо два сюрвейера.
На точность измерений при драфт-сюрвее влияет обстановка на судне и ограниченность во времени. Незначительные ошибки не повлекут за собой ощутимый ущерб, если судно имеет небольшие габариты. Однако, при перевозке больших партий ценных грузов, 1 % от массы этого груза представляет крупную сумму денег. Сюрвейер должен доказать, что он приложил все усилия для проведения максимально точных измерений, используя стандартные методы. Сюрвейер должен быть уверен в том что делает, и быть в состоянии, насколько это возможно, доказать свою правоту.
1.0. Определение массы груза по осадке судна.
1.1. Снятие осадок судна.
При метрической системе измерения осадки высота каждой цифры равна 10,0 см, расстояние между цифрами по вертикали также равно 10,0 см, толщина цифры на морских судах 2,0 см, на речных 1,5 см. При английской системе измерения осадки высота каждой цифры равна 1/2 фута (6 дюймов), расстояние между цифрами по вертикали также равно 1/2 фута, толщина цифры 1” (дюйм).
Линия соприкосновения корпуса судна с водой (фактическая ватерлиния) в местах пересечения марок углубления в носовой части судна дает осадку носовой части (Тн), в середине судна – осадку на миделе (Тм), в кормовой части – осадку кормовой части (Тк).
Снятие осадок производится с обоих бортов судна с максимально возможной точностью с причала и/или катера.
При волнении моря необходимо определить среднюю величину амплитуды омывания водой каждой марки углубления, которая и будет являться фактической осадкой судна в данном месте (рис. 1.) :
Фактическая осадка (рис. 1.) составляет : (22’07” + 20’06”) / 2 = 21’06,5”. При невозможности снятия осадки с обоих бортов осадка снимается с марок углубления в носовой части, на миделе и в кормовой части с одного борта.
Для полученных значений осадок рассчитывается средняя осадка (формуле 1) :
(1° крена примерно равен ширине судна).
Осадка на миделе может быть определена путем измерения высоты надводного борта от линии главной палубы до зеркала воды, которая затем вычитается из высоты от киля до главной палубы (рис. 2.) :
Определение осадки на миделе
Обозначения к рис. 2. :
1. 2. Определение средней из средних расчетной осадки, учитывающей поправки к осадке в носовой и кормовой частях судна, а также дифферент и деформацию судна.
Замеры осадки в носовой части судна фиксируются по маркам углублений, нанесенным на форштевне, а не по носовому перпендикуляру, являющемуся расчетной линией. Вследствие этого и появляется ошибка, которая исключается введением поправки (см. рис. 3., формула 5) :
Введение поправки к осадке в носовой и кормовой частях судна и миделе
При дифференте судна замеры осадки кормовой части судна фиксируются по маркам углублений на ахтерштевне, а не по кормовому перпендикуляру, следовательно, такую же поправку необходимо вводить и для осадки, снятой в кормовой части (формула 6) :
Расстояния а и f могут быть определены с помощью масштабного чертежа судна или чертежа продольного разреза судна.
В большинстве случаев на современных судах имеются таблицы или графики зависимости величины поправок от дифферента.
Осадки носовой и кормовой частей судна с учетом поправок на отклонение штевней рассчитываются по формулам 7, 8 :
Средняя осадка между носовой и кормовой частью судна определяется по формуле 9 :
Поправка к осадке на миделе вводится в случае, если при снятии осадки на миделе шкала углубления смещена в носовую или кормовую часть судна от круга плимсоля (формула 10) :
Знак поправки отрицательный при смещении марки углублений в кормовую и положительный при смещении мерки углублений в носовую часть от круга плимсоля.
Осадки на миделе с учетом поправки рассчитываются по формуле 11:
Усредненная осадка рассчитывается по формуле 12 :
Средняя из средних расчетная осадка, учитывающая деформацию судна (изгиб-прогиб), определяется по формуле 13, 14, 14 А :
1. 3. Определение водоизмещения судна.
Весовое водоизмещение – масса судна, равная массе воды, вытесняемой судном. Поскольку водоизмещение судна изменяется в зависимости от степени его загрузки, любому значению осадки (углублению корпуса судна в воду) соответствует определенное водоизмещение.
Полная грузоподъемность судна – дедвейт – определяется следующим образом (формула 15, 16) :
Если принять массу судовых запасов и массу “мертвого” груза неизменными, то масса груза будет равна разнице между дедвейтом судна с грузом (ДВТг) и дедвейта судна до погрузки / после выгрузки (ДВТ0). Определенное таким образом количество груза необходимо уточнить с учетом изменения массы судовых запасов за время производства грузовых операций.
В состав судовых запасов входят :
В состав “мертвого” груза входят масса неоткаченного балласта, остатки воды в танках и т.д.
Водоизмещение судна определяется по грузовой шкале (приложение 3), которая представляет собой чертеж-таблицу, состоящую из ряда шкал с делениями:
При пользовании грузовой шкалой определять значения водоизмещения и дедвейта надо по шкале для пресной воды (g = 1,000), если судно находится в пресной воде, и по шкале для морской воды (g = 1,025), если судно находится в морской воде. Значение показателя числа тонн на 1 см осадки надо снимать с грузовой шкалы только в районе найденной средней осадки.
Водоизмещение (D) определяется до и после погрузки (разгрузки) судна по средней средней расчетной осадке по грузовой шкале, гидростатической таблице (приложение 4) или гидростатической кривой (приложение 5). Обычно водоизмещение указывается для морской воды (r = 1,025 т/м3).
1. 4. Поправки на дифферент судна.
Для этого следует сначала к величине осадки прибавить 50 см (6 дюймов) и снять значение из гидростатических таблиц дифферентирующего момента, а затем вычесть из нее 50 см (6 дюймов) и по этим данным определить значение дифферентующих моментов. Разность между дифферентующими моментами и составит данную величину.
Знак первой поправки получается алгебраически (табл. 1):
Знак второй поправки положительный. Общая поправка на дифферент выражается формулой 22 :
Водоизмещение, скорректированное на дифферент, определяется по формуле 23 :
1. 5. Поправка на плотность морской воды.
В тех случаях, когда фактическая плотность воды отличается от принятой (r = 1,025 т/м3), необходимо к откорректированному на дифферент водоизмещению ввести поправку на плотность, замеренную ареометром, гидрометром либо принятую по данным метеослужбы порта.
Отбор образцов морской воды для определения фактической плотности необходимо производить на глубине, соответствующей примерно половине осадки судна и примерно на середине судна. Чтобы получить более точные данные, можно взять образцы также около носовой и кормовой частей судна.
Если при определении плотности воды используется ариометр (гидрометр), калиброванный при температуре 15°С, то фактическая плотность определяется по нижеприведенной табл. 2 по замеренной плотности и фактической температуре воды.
Поправка на плотность воды определяется по формуле 24, 24 А :
Водоизмещение с учетом поправки на плотность морской воды определяется по формуле 25 :
2.0. Определение массы судовых запасов.
До и после погрузки (разгрузки) судна необходимо определить количество переменных запасов, которое необходимо вычесть из водоизмещения, как не относящееся к полезному грузу.
К переменным судовым запасам относятся :
Для определения массы переменных запасов сразу после снятия осадки судна следует проверить все судовые емкости.
Определение количества пресной воды и балласта.
На судне пресная вода может храниться в камбузных и санитарных цистернах, в форпиковой и ахтерпиковой цистернах, в диптанках и днищевых цистернах (котельная вода).
Днищевая часть судна состоит из двойного дна, в котором размещаются междудонные цистерны, предназначенные для балласта. Междудонные цистерны проходят либо по всей ширине судна, либо разделены по оси судна на две симметричные цистерны. Часто междудонные цистерны отделяют друг от друга специальными цистернами, служащими для обеспечения безопасности судна на случай пробоины.
Вода на судне может находиться также в льялах (водосборниках корабельных стоков), расположенных вдоль бортов. Перед измерением осадки сточные цистерны должны быть опорожнены.
Определение количества топлива и смазочных масел.
Топливо (дизельное, мазут) находится в днищевых, расходных и отстойных цистернах, а также в диптанках. В машинном отделении находятся небольшие цистерны смазочного масла. Ответственность за измерения количества топлива и смазочного масла несет старший механик, у которого имеются калибровочные таблицы, составленные в тоннах либо в кубических метрах. Данные замеров и расчетов всех запасов сводятся в табл. 3, 3а.
3.0. Время, необходимое для проведения драфт сюрвея.
Для проведения драфт сюрвея на небольшом стандартном судне и получения результативных показателей квалифицированному сюрвейеру потребуется около получаса. Если же это судно больших габаритов, перевозящее навалочные грузы и прибывшее в балласте, для его обработки понадобится не менее четырех часов при участии не менее двух сюрвейеров. Размеры большинства судов средние, их можно поставить между двумя приведенными выше примерами. Многое также зависит от типа судна и участия экипажа.
4.0. Точность измерений.
При недостаточно качественных приборах, используемых для снятия замеров, точность измерений будет колебаться в пределах 1%. Ошибки техники могут остаться незамеченными для сюрвейера, а тем более для его работодателя, не имеющего представления о принципе работы данного метода. Даже при использовании самой лучшей техники неблагоприятные погодные условия и отсутствие помощи экипажа может повлиять на точность измерений до 0,5%. Поскольку снятые замеры представляют собой лишь начальную информацию, неточные замеры повлекут за собой ошибки в дальнейших расчетах. Разногласия работы сюрвейера и экипажа, ее несогласованность будут также сказываться на течении драфт сюрвея, как то:
Казалось бы, такие незначительные вещи, происходящие при снятии осадок, как открытие или закрытие трюмов, колебания, вызванные перемещением кранов, могут повлечь за собой существенное изменение дифферента и осадок.
5.0. Осадка.
Затрудняют снятие осадки колебания воды. Используются специальные мерительные трубки. Внутрь узкой стеклянной трубки проходит вода и, дойдя до определенного уровня, останавливается. Затем по грузовой шкале снимаются показания.
Отчет по драфт сюрвею обязательно должен содержать описание погодных условий во время сюрвея. В экстренных случаях лучше отложить проведение сюрвея из-за плохих погодных условий.
Течения и мелководье также затрудняют снятие осадки, значительно меняя ее значения. Если судно движется относительно воды, особенно при наличии небольшого клиренса под килем (расстояние между корпусом судна и грунтом), оно больше погрузиться в воду, увеличив осадку в результате “эффекта присасывания” и изменив дифферент. Экспериментально установлено, что влияние скорости течения до четырех узлов на изменение осадки и дифферента незначительно. Если же скорость течения составляет четыре узла и более, осадка может увеличиться до 6 см в зависимости от формы судна.
6.0. Плотность.
Все ошибки при определении плотности воды являются следствием недостаточной практики и непонимания соотношений между различными плотностями. Типичные ошибки следующие :
Оптимальным вариантом определения плотности воды является снятие проб трижды на разной глубине в носовой, кормовой части и на миделе (9 значений). Количество проб может быть меньшим, если судно небольшое или если практика доказывает, что для данного причала плотность воды является постоянной величиной на определенной глубине. Всего должно быть взято проб воды не менее, чем на литр. Затем вода помещается в специальный прозрачный сосуд для тестирования. Это должно быть сделано немедленно, пока сохраняется температура забортной воды.
Сюрвейер должен убедиться в том, что основание гидрометра и поверхность воды не загрязнены маслом или смазочным веществом. Затем опустить прибор в воду и зафиксировать значение пересечения уровня воды и шкалы прибора. Важно, чтобы глаза находились напротив прибора, а не под углом. Гидрометр должен быть предназначен специально для морской воды.
Единицы измерения обычно кг/л. Если гидрометр предназначен для измерения массы в вакууме или снятия показателя тяжести, применяется поправка 0,0011 гм/мл ее надо вычесть из полученного значения плотности для получения значения массы в воздухе.
Подытоживая, выделим главное для сюрвейера при определении плотности воды :
7.0. Массы, которые необходимо определить.
После того, как определены значения осадок и плотности воды, устанавливаются значения всех масс, которые затем будет необходимо вычесть из водоизмещения для определения массы груза. Определяется масса судна порожнем, количество балласта, судовых запасов, а также значение корабельной постоянной или судовой константы. На небольшом судне с этой задачей справиться один сюрвейер. Если же это очень крупное судно, ожидающее погрузки или готовящееся к уходу в рейс, сюрвейеру потребуется помощник. В то время как первый будет определять значения осадок и плотности воды, второй будет заниматься обмером судовых танков.
Масса судна порожнем.
Значение массы судна порожнем принимается на веру по информации судна. Если во время начального и конечного драфт сюрвея использовалось одно и то же ошибочное значение массы судна порожнем, это не повлечет за собой ошибку. Если же на начальном драфт сюрвее использовалось одно значение, а на конечном другое, это приведет к ошибке. При проведении сюрвея на дедвейт любая ошибка в определении массы судна порожнем приведет к ошибочному значению массы груза.
Балласт.
Определение количества балласта представляет собой наибольший объем работ. Сюрвейер должен произвести замеры всех балластных танков и определить количество балласта в них. Для этого лучше всего использовать рулетку из стали с маркирующей воду пастой.
Идеально, чтобы судно не имело крена, было на ровном киле, но на практике этого добиться почти невозможно. Крен может быть откорректирован перемещением балласта из одних танков в другие. Однако эта операция займет много времени и может повлечь за собой проблемы, связанные с перекачкой балласта во время сюрвея, что повлияет на его точность. Вводить поправку на крен для каждого балластного танка также трудоемкая операция, которая не потребуется если крен небольшой.
Измерения, проводимые в полных балластных танках судна, имеющего большой дифферент, будут представлять собой источник ошибок. Более точными будут измерения в пустых танках, однако остается вероятность существования остатков балластной воды в танках, количество которой невозможно определить.
Таким образом, сюрвейер должен любым доступным способом взять пробы воды из всех или из нескольких балластных танков и определить ее плотность с помощью того же гидрометра, которым он измерял плотность забортной воды.
Подытоживая, выделим главное для сюрвейера, определяющего количество балласта на борту судна :
Пресная вода.
Количество пресной воды определяется аналогично количеству балласта. Это менее трудоемкая работа, танков для пресной воды меньше и обычно не требуется определять плотность воды.
Тяжелое и дизельное топливо, смазочные масла.
Запасы и судовая константа.
Судовая константа вопреки названию величина непостоянная. Она представляет собой разность чистого водоизмещения и величины всех переменных запасов судна (балласт, пресная вода, топливо и смазочные материалы, отстойная вода, т.д.).
Константа включает в себя экипаж судовые запасы, краску, оставшуюся грязь в танках, незначительные расхождения в отметках грузовых марок, неточность определения массы судна порожнем.
Во время начального драфт сюрвея, проводимого на судне в балласте, сюрвейер определяет константу расчетным путем. Для небольшого балкера нормальное значение константы составляет около 250 т. Суда более старой постройки имеют константу большую, чем суда новой постройки. Значение константы будет колебаться с изменением на борту количества закрепляющих материалов, запасов, а также при появлении льда и снега на палубе. За счет этих неопределимых расчетным путем факторов масса судна порожнем может измениться на 60 т.
В некоторых случаях сюрвейер получает отрицательную константу. Обычно это признак ошибки. Однако если после проведения повторных измерений и расчетов константа осталась отрицательной, следует использовать это значение.
Отрицательная константа может получиться по следующим причинам :
При проведении сюрвея на дедвейт значение судовой константы сюрвейер либо определяет приблизительно, либо принимает ее значение на веру по информации судна. Отклонение константы от ее действительного значения означает такое же отклонение количества груза от действительного его количества на борту.
Сюрвей на дедвейт часто является более точным, чем полный драфт сюрвей, так как здесь есть возможность избежать ошибок начального драфт сюрвея, связанных с большим дифферентом судна. Замеры осуществляются на загруженном судне, все расчеты проводятся как для судна на ровном киле, что позволяет избежать многих ошибок.
Если судно регулярно обрабатывается, полезно сравнить значения константы за несколько рейсов и определить значение, с которым сюрвей был наиболее точным.
Блог Education Marine
Представьте себе ситуацию: вам предстоит погрузка. Как вы считаете, в каком случае «Draft Survey» покажет меньше количество груза на борту, чем есть на самом деле?
Предлагаю разобраться в этом вопросе детально.
⠀
У нас есть два варианта:
Начало погрузки прогиб (sagging) на окончание погрузки перегиб (hogging). 
Начало погрузки перегиб (hogging) на окончание погрузки прогиб (sagging). 
Что такое перегиб (hogging) и прогиб (sagging)?
Прогиб – это когда средняя осадка носом и кормой меньше, чем осадка на миделе.
Перегиб – когда средняя осадка носом и кормой больше, чем осадка на миделе.
При погрузке суда могут переходить из состояния hogging в состояние sagging и наоборот. Соответственно, мы можем предположить, что при начале погрузки (Initial Draft Survey) судно может быть в состоянии перегиба (или прогиба), а на окончание погрузки (Final Draft Survey) у судна будет прогиб (или перегиб).
⠀
Так как же это отразится на Draft Survey?
При расчете количества груза мы используем формулу определения ¾ Mean Draft (или MOMC): ¾ Mean Draft = (Tfwd + Taft + 6 Tmid) / 8.
⠀
Что такое ¾ Mean Draft?
Это осадка судна, с которой мы входим в Гидростатические таблицы. Однако она определяется по формуле, где возле осадки на миделе стоит множитель 6. Этим коэффициентом увеличивается «вес» осадки на миделе. Спрашивается, зачем? Это связано с тем, что как мы уже установили, корпус судна не ровный, а может иметь перегиб или прогиб. Так вот, наибольшее внимание должно уделяться именно осадке на миделе.
Когда вы прогуливаетесь с Draft Surveyor и спорите об осадках на баке и корме, лучше подарите ему сантиметр на баке и на корме, а вот на миделе потребуйте в свою пользу. Поскольку она имеет наибольшее влияние на ¾ Mean Draft, с которой вы входите в Гидростатические таблицы, и определяете водоизмещение судна.
А что такое количество груза на борту по Draft Survey?
Это водоизмещение «в грузу» минус водоизмещение «в балласте» и минус сам балласт, который вы откатаете в процессе погрузки.
Соответственно, если упустить фактор балласта, чем больше у вас водоизмещение на окончание погрузки (Final Draft Survey) и чем меньше у вас посчитанное водоизмещение на начало погрузки (Initial Draft Survey), тем больше Draft Survey Report покажет количество груза на борту.
И наоборот: чем меньше у вас водоизмещение на окончание погрузки (Final Draft Survey) и чем больше у вас посчитанное водоизмещение на начало погрузки (Initial Draft Survey), тем меньше количество груза на борту покажет Draft Survey Report.
⠀
Также предлагаю определиться, в каком случае Draft Survey покажет больше водоизмещение чем есть на самом деле: в случае перегиба (hogging) или прогиба (sagging)?
Еще раз расставим точки над И: перегиб – это когда осадка на миделе меньше, чем средняя между носом и кормой. Прогиб – это когда осадка на миделе больше, чем средняя между носом и кормой. Чем больше осадка тем больше водоизмещение судна. Какая осадка имеет набольшее влияние на ¾ Mean Draft? Это осадка на миделе, поскольку возле нее стоит коэффициент 6. Соответственно, при прогибе (sagging) Draft Survey покажет больше водоизмещение судна, чем есть на самом деле, а при перегибе (hogging) – меньше.
⠀
Из этого мы можем сделать вывод, что, если начинать погрузку в прогибе (sagging), а заканчивать в перегибе (hogging). «Draft Survey» покажет меньше количество груза на борту, чем есть на самом деле.
Больше нюансов по процедуре Draft Survey сможете узнать на курсе “Draft Survey Advanced Course”