Остойчивость грузовых судов

Фидерные контейнеровозы с неполной загрузкой практически всегда имеют посадку с дифферентом на корму. Величина дифферента зависит от количества и распределения груза по беям, а также от количества и распределения балласта и топлива по танкам. Балластом компенсируют превышающие предельно допустимые значения изгибающие моменты (bending moments), перерезающие силы (shear forces) и скручивающие силы (torsion forces).

Судно смешанного река-море плавания типа «Сормовский». Фото автора из личного фотоархива.

Судно имеет посадку на ровный киль и загружено по проходную осадку. При такой посадке на него может быть погружено максимальное количество груза для данной средней осадки. Если у судна будет дифферент на нос или на корму, то в этом случае часть грузоподъемности будет потеряно и следовательно оно сможет погрузить меньше груза, чем при посадке на ровный киль. Это всегда необходимо иметь в виду, когда проходная осадка лимитирована и требуется погрузить максимально возможное количество груза без потери грузоподъемности. Таким образом повышается провозная способность судна и его эффективность эксплуатации.

Судно комбинированного типа под погрузкой строительного щебня у причала ГОК в порту Шала на реке Водла в Карелии. Фото автора из личного фотоархива.

При откачке балласта судну придают как можно больший дифферент на корму путем откачки балласта из форпика и носовых балластных танков. Большой дифферент на корму позволяет откачать балласт практически без остатков в танках. Разумеется, необходимо принимать во внимание как расположены в балластных танках приемные трубы. На некоторых судах слишком большой дифферент, наоборот, может привести к тому, что часть балласта нельзя будет откачать.

Балкер имеет посадку с небольшим дифферентом на корму. Фото автора из личного фотоархива.

На фото балкер имеет небольшой дифферент на корму, что в данных условиях погрузки в порту обеспечивает наиболее удобную погрузку, открытие и закрытие крышек трюмов, а также наиболее комфортную обитаемость экипажа.

Условия плавучести

Из теории плавучести известно, что на плавающее судно действуют силы тяжести и силы давления воды.

Вектор равнодействующей сил тяжести судна обозначается «» и условно приложен к центру тяжести судна (ЦТ), а линия его действия направлена вертикально вниз. Сила тяжести судна равняется сумме веса судна и всего что находится на судне: экипаж, запасы, груз и т. д. В теории корабля ЦТ судна обозначается буквой G.

Вектор равнодействующей сил давления воды (сил поддержания) обозначается буквой «Р» и условно приложен к центру величины (ЦВ).

Центром величины называется центр подводного объема судна (погруженного в воду). Центр величины обозначается буквой C.

Равнодействующая сил давления воды равна весу воды вытесненной подводной частью судна P=*V. Линия его действия направлена вертикально вверх.

У плавающего судна сила плавучести и сила веса судна равны между собой, расположены на одной вертикали и связаны основным уравнением плавучести:

где,

– весовое водоизмещение, (метрических тон – т).

V – Объем подводной части корпуса судна – объемное водоизмещение (кубических метров – м^3).

– плотность воды, (тон на кубический метр – т/м ^3).

У судна, плавающего без крена и дифферента:

где,

Xc – отстояние центра величины от миделя, в метрах.

Xg – отстояние центра тяжести судна от миделя, в метрах.

Yc – отстояние центра величины от диаметральной плоскости судна, в метрах.

Yg – отстояние центра тяжести судна от диаметральной плоскости судна, в метрах.

Если судно, имеет крен и/или дифферент, то условия расположения ЦТ и ЦВ на одной вертикали записывается как:

где,

Zg – возвышение центра тяжести судна над основной плоскостью.

Zc – возвышение центра величины над основной плоскостью.

Весовое водоизмещение – это суммарный вес порожнего судна, груза, всех судовых запасов и всего что находится на судне. Все веса, которые входят в весовое водоизмещение судна и учитываются для расчетов посадки и остойчивости судна называют статьями нагрузки. В процессе эксплуатации судна, грузовой помощник, аккуратно и тщательно ведет учет всех статей нагрузки и использует их при расчетах посадки и остойчивости судна.

Объемное водоизмещениеV – это объем подводной части корпуса судна. В процессе эксплуатации оно снимается с соответствующей кривой элементов теоретического чертежа по средней осадке судна.

Грузовой размер – это кривая, изображающая зависимость водоизмещения от осадки.

Грузовая шкала – это зависимость водоизмещения от осадки, представленная в виде таблицы.