Что такое запас плавучести судна
ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ судна
Смотреть что такое «ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ судна» в других словарях:
ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ — водонепроницаемый объем надводной части судна, расположенной выше нормальной грузовой ватерлинии. З. П. обеспечивает безопасность плавания судна и в частности остойчивость, непотопляемость, крепость и т. д. На боевых судах различают запас боевой… … Морской словарь
Борт судна — (от немецкого Bord), совокупность элементов набора и обшивки, образующая боковые стенки корпуса судна. Различают левый (бакборт) и правый (штирборт) Б., если смотреть от кормы к носу судна. От высоты Б. зависит грузовместимость судна; высотой… … Большая советская энциклопедия
НАДСТРОЙКА судовая — закрытое сооружение на верхней палубе, простирающееся по ширине от борта до борта или отстоящее от обоих бортов на расстояние, не превышающее 0,04 ширины судна. Аналогичные надпалубные сооружения, отстоящие от бортов на большие расстояния,… … Морской энциклопедический справочник
БОРТ — судна (от нем. Bord) совокупность элементов набора и обшивки, образующих боковые стенки корпуса судна. Различают левый (бакборт) и правый (штирборт) Б., если смотреть от кормы к носу судна. От высоты Б. зависит грузовместимость судна; высотой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Плавучесть — Силы, действующие на частично погруженное тело. Плавучесть свойство погружённого в жидкость тела оставаться в равновесии, не выходя из воды и не погружаясь дальше, то есть плавать. Также раздел теории корабля, изучающий плавучесть … Википедия
Мореходные качества корабля — Низкобортное судно, имеющее высокую остойчивость, малый запас плавучести и малую поворотливость … Википедия
История подводного кораблестроения — Основная статья: Подводная лодка CSS H.L.Hunley во флоте Конфедерации … Википедия
Байдарка — Каркасная байдарка «Вьюн» Байдарка маломерное лёгкое запалубленное судно, приводимое в движение, главным образом, мускульной силой человека и имеющее острые обводы (коэффициент полноты корпуса около 0,5 и значительное удлинение, всегда … Википедия
Запас плавучести и его контроль
Каждое судно должно иметь запас плавучести, который определяется непроницаемым объемом судна, расположенным выше ватерлинии. Он складывается из объемов помещений корпуса, ограниченных снизу плоскостью конструктивной (грузовой) ватерлинии, а сверху верхней водонепроницаемой палубой (палубой надводного борта), а также объемов водонепроницаемых надстроек, например, бака и рубок.
Запас плавучести определяет такое количество воды, при поступлении которого в судно оно полностью теряет плавучесть и способность держаться на воде; с точки зрения безопасности плавания такой запас обеспечивает плавучесть судна в аварийных условиях при попадании воды внутрь корпуса и затоплении части его помещений.
Запас плавучести выражают в процентах от водоизмещения судна в полном грузу; у танкеров он составляет 10–20%, у сухогрузных судов 30–50%, а у пассажирских судов – 80–100%. Практически необходимый запас плавучести судна обеспечивается назначением ему надводного борта достаточного при плавании в данном районе и в определенное время года. Высота надводного борта считается достаточной, если она не меньше минимального значения, регламентируемого Правилами [6] [8].
Минимальный надводный борт судов внутреннего плавания и судов смешанного (река-море) плавания, не совершающих заходы в зарубежные порты, нормируется Российским речным регистром. Российский морской регистр судоходства, основываясь на Международной конвенции о грузовой марке [9], устанавливает минимальный надводный борт на морских судах. На судах смешанного (река-море) плавания, поднадзорных Речному Регистру и совершающих международные рейсы, надводный борт назначается также согласно конвенции [9].
Здесь заметим, что высота надводного борта корпуса судна влияет на заливаемость и забрызгиваемость палубы, на показатели качки в условиях волнения. Эти обстоятельства также учитывают при определении высоты борта (надводного борта) на этапе проектирования судна.
Установленное для судна значение надводного борта фиксируют с помощью специальных знаков, которые наносятся краской на обоих бортах вблизи миделя. Такая совокупность знаков (ее называют – грузовая марка) включает три части: палубную линию, собственно знак грузовой марки, а также «гребенку», образованную линиями предельного погружения (рис. 2.19, 2.20 и 2,21).
Палубная линия наносится так, что ее верхняя кромка совпадает с верхней поверхностью стальной палубы надводного борта, до которой доходят поперечные водонепроницаемые переборки корпуса; на судах внутреннего плавания ее также называют – главная палуба или палуба переборок.
Знак грузовая марка представляет собой круг с горизонтальным штрихом, который пересекает его так, что верхняя кромка штриха проходит через центр круга. Расстояние по вертикали от верхней кромки палубной линии до верхней кромки линии грузовой марки (штриха) равно назначенному надводному борту судна в соответствии с его классом.
Горизонтальная линия (штрих) в составе знака – грузовая марка и горизонтальные линии, образующие «гребенку», называются линиями предельной осадки судна; они соответствуют различным зонам (районам) и сезонам плавания судна.
Для судов внутреннего плавания Речным Регистром установлены несколько видов грузовой марки. Если судно эксплуатируется на водных путях одного разряда, то грузовая марка имеет простейший вид (см. рис. 2.19, б). Грузовая марка судов, которым разрешено плавать в районах с более легкими, чем по основному разряду, погодными условиями (см. рис. 2.19, в) и более тяжелыми (с ограничением по погоде) имеет, наряду с основной, дополнительные линии предельной осадки (см. рис. 2.19, г). Дополнительная линия предельной осадки наносится также в случае, если судну разрешен выход в прибрежные морские районы с соленой водой (см. у дополнительной линии предельной осадки символ «МС» или «ОС» на рис. 2.19, а, д).
 |
Рис. 2.19. Виды грузовой марки судов внутреннего плавания
Грузовая марка на судах класса «М-СП», не совершающих заходы в зарубежные порты (на судах осуществляющих каботажные рейсы), выполняется в зависимости от высоты надводного борта, который может быть избыточным (рис. 2.20, а) или минимальным (рис. 2.20, б). На судах с минимальным надводным бортом линия предельной осадки в составе знака «грузовая марка» определяет значение летнего надводного борта (символ «Л»). Кроме того, наносятся линии предельной осадки для зимних условий (символ «З») и для пресной воды («П»).
 |
Рис. 2.20. Виды грузовой марки судов класса «М-СП»,
не заходящих в зарубежные порты
 |
Рис. 2.21. Грузовая марка морского судна
В корму от знака «грузовая марка» наносятся линии предельной осадки в условиях плавания судна в бассейнах разрядов «М» и «О» и в прибрежных морских районах с соленой водой (символы «ОС», «МС»).
Грузовая марка судов класса «М-СП», совершающих международные рейсы, наносится в соответствии с требованиями к грузовой марке морских судов.
Методика определения надводного борта на морских судах представлена в Правилах о грузовой марке морских судов Российского морского Регистра Судоходства. Буквы, расположенные на концах горизонтального штриха знака «грузовая марка» (см. рис. 2.21) обозначают классификационное общество (Регистр Судоходства) выдавшее свидетельство о грузовой марке.
Буквы на гребенке, образованной линиями предельных осадок, обозначают: ТП – тропики, пресная вода; П – летнее время, пресная вода; З – зимнее время, морская вода; ЗСА – зимнее время в Северной Атлантике. Расчеты этих осадок производят с учетом плотности воды. На борта судов, перевозящих также и лесные грузы, наносят «лесные» гребенки. Специальные гребенки имеют также пассажирские, рыболовные, парусные суда и др.
Границы зон, районов и периоды действия назначенных судну предельных осадок в соответствии с грузовой маркой, указаны в приложении к Правилам о грузовой марке морских судов. Линия предельной осадки, соответствующая определенным условиям плавания, не должна быть погружена в воду на протяжении всего рейса до прихода в порт.
Классификационным обществом на судно выдается свидетельство о грузовой марке.
*) В пособии использованы принятые в отечественной литературе по теории корабля обозначения показателей по теоретическому чертежу и плавучести. В нормативных документах обозначения показателей могут быть другими (см. приложение).
*) График рис. 1.10 известен также под названием: кривые элементов плавучести и начальной остойчивости
*) При большом количестве мелких партий груза составляют грузовой план, имеющий несколько плоскостей, например, сечения по твиндеку, верхней палубе и т.д.
Безопасность эксплуатации судна
Для удержания судна на плаву нужно корректно вычислять запас плавучести, остойчивость и запас глубины. Все основные параметры рассмотрены ниже.
Запас плавучести судна
Для обеспечения безопасности плавания судно должно обладать определенной потенциальной плавучестью – запасом плавучести, характеризуемой величиной непроницаемого для воды объема корпуса, расположенного выше действующей ватерлинии. Следовательно, запасом плавучести можно считать то количество грузов (или воды), которое судно может принять сверх уже находящихся на нем до полной потери плавучести.
Относительный запас плавучести различен у судов разных типов и составляет: для пассажирских судов – около 80 %, сухогрузов – 25–50 % и танкеров – 15–25 %.
Рис. 1
Сохранение запаса плавучести и его конструктивное обеспечение имеют жизненно-важное значение для всякого судна. Достаточный запас плавучести в процессе проектирования и постройки судна достигается рядом конструктивных мероприятии, к числу которых относятся: обеспечение достаточной высоты надводного борта, устройство водонепроницаемых закрытий и разделение судна на отсеки прочными водонепроницаемыми переборками и палубами. При отсутствии последних, любое повреждение подводной части судна может привести к полной потере запаса плавучести и гибели судна. Запас плавучести в этом случае конструктивно не обеспечен.
Величина надводного борта
Запас плавучести непосредственно связывают с высотой надводного борта: чем она больше, тем больше запас плавучести. Поэтому высоту надводного борта судна принимают в качестве основного измерителя запаса плавучести и регламентация запаса плавучести в определенной степени сводится к нормированию минимальной высоты надводного борта, допускаемой с точки зрения обеспечения плавучести судна.
Предлагается к прочтению: Непотопляемость судна
Допустимая высота надводного борта, именуемая в “Правилах о грузовой марке морских судов” (1974 г.) минимальным надводным бортом, обеспечивает судну запас плавучести, который считается достаточным для безопасного плавания в определенных районах и в определенное время года. Высоту безопасного надводного борта устанавливают для каждого судна в зависимости от его длины, коэффициента общей полноты, седловатости (продольной погиби) палубы, погиби бимсов и других факторов. При назначении судну минимального надводного борта принимается во внимание также его прочность и наличие эффективных средств защиты самого судна и его личного состава от воздействия среды (закрытия люков, отверстий в бортах, палубах и надстройках; средства доступа в судовые помещения; леерные ограждения).
Грузовая марка
Чтобы избежать перегрузки судна при эксплуатации, установленное значение надводного борта фиксируют путем нанесения на каждом борту судна грузовой марки (Load Line), состоящей из палубной линии, знака грузовой марки и марок, применяемых со знаком грузовой марки.
Рис. 2
Международная грузовая марка имеет следующий вид:
Рис. 3
В международную грузовую марку входит следующий ряд марок:
Буквы BV на марке обозначают классификационное общество, под надзором которого находится данное судно – в данном случае BUREAU VERITAS.
Для лесовозов существует специальная лесная грузовая марка, которая наносится левее знака грузовой марки. Она уменьшает надводный борт, т. к. лес придает судну дополнительную плавучесть.
Пассажирские марки обозначаются литерами С1, С2, С3 и т. д., расположены перпендикулярно вертикальной линии в корму.
Существует специальная грузовая марка для судов внутреннего плавания. Она имеет вид:
Рис. 4
Назначение минимального надводного борта этих судов зависит от района плавания этих судов.
Судам, совершающим международные рейсы, регистром выдается “международное свидетельство о грузовой марке”, которое составляется на русском и английском языках.
Требования регистра к остойчивости судов, нормы остойчивости
Цель нормирования остойчивости судов – обеспечение необходимой и достаточной остойчивости для безопасного плавания судов в эксплуатационных условиях.
Отношение Мопр/МКР называется критерием погоды К и должен быть равен:
Кренящий момент от давления ветра вычисляется по формуле:
Рис. 5
Опрокидывающий момент Mопр определяется по диаграмме динамической или статической остойчивости, рассчитанной с учетом влияния свободной поверхности жидких грузов. Определение опрокидывающего момента Mопр производится для наиболее опасного случая, когда судно наклонено в сторону противоположную действию внешнего динамического кренящего момента. Для этого рассчитывается условная амплитуда качки судна θr по формуле:
Все эти множители можно определить с помощью таблиц, которые приведены в указанной выше документации.
Остойчивость проверяется при всех вариантах нагрузки. Для судов тех типов, по которым отсутствуют специальные указания, в число вариантов нагрузки, подлежащих проверке, входят следующие:
Критерий погоды К считается основным, так как он в какой-то степени связывает значение остойчивости с оценкой действующих на судно внешних сил. Помимо критерия погоды К Правила Регистра регламентируют параметры диаграммы статической остойчивости. Согласно требованиям Правил, максимальное плечо диаграммы статической остойчивости морских судов всех типов должно быть не менее 0,25 м (при длине судна менее 80 м) и не менее 0,2 м (при длине судна более 105 м) при угле крена более 30 град.
Предел положительной статической остойчивости, характеризуемый углом заката диаграммы, должен быть не менее 60 град. У судов с отношением B/T более 2,0 возможно некоторое уменьшение угла заката, соответствующего максимальному плечу диаграммы.
В качестве дополнительного условия достаточной остойчивости угол максимума диаграммы должен быть более 30 град. Также правила требуют, чтобы исправленная (с учетом влияния свободной поверхности жидких грузов) метацентрическая высота у всех судов при всех возможных вариантах нагрузки была положительной.
Помимо рассмотренных общих критериев остойчивости Правила предусматривают ряд дополнительных критериев, обусловленных типом судна. Так, остойчивость пассажирских судов определяют для случая скопления пассажиров на одном борту и при повороте судна под действием руля (крен на циркуляции). Остойчивость буксиров проверяют при поперечном рывке буксирного троса.
Таким образом, коротко требования Регистра к остойчивости морского неповрежденного судна можно выразить так:
Для сухогрузных судов дополнительно ограничивается избыточная остойчивость путем её проверки по критерию ускорения:
С более подробным описанием проверки Норм остойчивости судна можно ознакомиться в учебных пособиях с названием «Практические расчеты мореходных качеств судна», а также в Правилах классификации и постройки морских судов Регистра или на английском языке в документе «Code on INTACT STABILITY for oll types of ships».
Требования к остойчивости судов, перевозящих насыпные грузы
Рис. 6
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
Что такое запас плавучести судна
Запас плавучести, грузовая марка
Запасом плавучести называется объем надводной водонепроницаемой части корпуса судна. Он позволяет судну оставаться на плаву, если вес судна будет превышать водоизмещение его с полным грузом за счет, например, воды, попавшей в судно при аварии. Запас плавучести зависит от величины надводного борта: чем он больше, тем больше запас плавучести. Исходя из этого Регистр назначает каждому судну в зависимости от его размеров, назначения и района плавания минимальный надводный борт, который фиксируют в «Свидетельстве о грузовой марке», выдаваемом каждому судну.
Грузовая марка (рис. 140)—это специальный знак, наносимый на борта судна в районе миделя, состоящий из трех элементов — палубной линии, диска или круга Плимсоля и гребенки осадок. Толщина всех линий марки 25 мм (остальные размеры в миллиметрах указаны на рисунке). Суда, плавающие во внутренних морях, имеют марку, изображенную на рис. 140, а. Суда с неограниченным районом плавания имеют марку, изображенную на рис. 140, б, которая является международной. Суда, которые могут перевозить лес, получают дополнительную гребенку. На темном борту марку окрашивают белилами, на светлом — черной краской.
Положения о грузовой марке применяются к каждому судну, которому назначен минимальный надводный борт.
Назначенный судну надводный борт фиксируется путем нанесения на каждом борту судна отметки палубной линии, знака грузовой марки и марок углубления, отмечающих наибольшие осадки, до которых судно может быть максимально нагружено при различных условиях плавания (рис. 1.22).
Грузовая марка, соответствующая сезону, не должна быть погружена в воду на протяжении всего периода от момента выхода из порта до прихода в следующий порт. Судам, на борта которых нанесены грузовые марки, выдается Международное свидетельство о грузовой марке на срок не более чем на 5 лет.
Буквами обозначены линии гребенок, соответствующие осадкам, которые должно иметь судно при плавании в различных условиях:
Л — плавание летом в соленой воде. Расстояние от верхней кромки этой линии до верхней кромки палубной линии соответствует минимальному надводному борту, назначенному Регистром. Линию Л наносят на одном уровне со средней линией диска Плимсоля;
3 — плавание зимой в соленой воде. Надводный борт несколько увеличен, так как зимой более часты штормы и возможно обледенение;
ЗСА —плавание зимой в Северной Атлантике. Надводный борт малых судов (L 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Rating 0.00 (0 Votes)
Для того, чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.
Плавучесть
Плавучесть — свойство погружённого в жидкость тела оставаться в равновесии, не выходя из воды и не погружаясь дальше, то есть плавать. Также — раздел теории корабля, изучающий плавучесть.
Содержание
Закон Архимеда
Древнегреческий учёный Архимед сформулировал закон, по которому погружённое тело плавает в равновесии, когда его вес равен весу вытесненного им объёма жидкости.
При этом сила выталкивания, по природе сила давления, зависит от плотности жидкости (ρfluid), а вес (Gravity) от плотности тела (ρobject). Обе силы являются равнодействующими распределённых нагрузок. Понятно, что чем выше плотность жидкости, тем меньшая часть тела погрузится до равновесия. Наоборот, чем больше плотность тела при заданном объёме, тем больше его масса m, и тем глубже оно погрузится.
При отсутствии поверхностного натяжения, уравнение равновесия плавающего тела будет выглядеть:
где Pobject — вес тела, g — ускорение свободного падения, Pim — вес погружённого тела.
Считают, что Архимед вывел этот закон, решая задачу определения плотности тела, не прибегая к объёмам. По легенде, ему требовалось узнать, из золота ли сделана корона, весившая столько же, сколько золотой слиток. Прямо измерить объём короны он не мог из-за её сложной формы. [1]
Плавучесть корабля (судна)
Запас плавучести
Под плавучестью корабля понимают его способность оставаться на плаву при заданной нагрузке. Эта способность характеризуется запасом плавучести, который выражается как процент объёма водонепроницаемых отсеков выше ватерлинии к общему водонепроницаемому объёму. Любое нарушение непроницаемости ведёт к снижению запаса плавучести. Для корабля (судна), у которого корпус водонепроницаем по главную палубу:
где Vн — объём подпалубных помещений над ватерлинией, Vo — весь объём подпалубных помещений.
Уравнение равновесия в этом случае имеет вид:
где P — вес судна, γ — плотность воды, V — погружённый объём, и называется основным уравнением плавучести
Физический смысл запаса плавучести — это объём воды, который судно может принять (скажем, при затоплении отсеков), ещё оставаясь на плаву. Запас плавучести 50 % значит, что водонепроницаемый объём выше ватерлинии равен объёму ниже неё. Для надводных кораблей характерны запасы 50÷60 % и выше. Считается, что чем бо́льший запас удалось получить при постройке, тем лучше.
Нейтральная плавучесть
Когда объём принятой воды (для надводного корабля) в точности равен запасу плавучести, считается что плавучесть утеряна — запас равен 0 %. Действительно, в этот момент корабль погружается по главную палубу и находится в неустойчивом состоянии, когда любое внешнее воздействие может вызвать его уход под воду. А в воздействиях, как правило, недостатка нет. В теории этот случай называется нейтральная плавучесть.
Отрицательная плавучесть
При приёме объёма воды больше чем запас плавучести (или любого груза, большего по весу) говорят, что судно получает отрицательную плавучесть. В этом случае оно неспособно плавать, а может только тонуть.
Поэтому для судна устанавливается обязательный запас плавучести, который оно должно иметь в неповреждённом состоянии для безопасного плавания. Он соответствует полному водоизмещению и маркируется ватерлинией и / или грузовой маркой.
Гипотеза прямобортности
Для определения влияния переменных грузов на плавучесть пользуются допущением, при котором считается, что прием малых (менее 10 % водоизмещения) грузов не меняет площадь действующей ватерлинии. То есть изменение осадки считается так, словно корпус является прямой призмой. Тогда водоизмещение прямо зависит от осадки.
Исходя из этого, определяется фактор изменения осадки, обычно в т/см:
где S — площадь действующей ватерлинии, q означает величину изменения нагрузки в тоннах, необходимую для изменения осадки на 1 см. При обратном расчете он позволяет определить, не вышел ли из допустимых пределов запас плавучести.