Що таке опади корабля. Визначення середньої осідання судна

При переході судна з глибоководного фарватеру на мілководді зростає хвилеутворення, збільшується опір та зменшується швидкість ходу. На мілководді при досить великій швидкості ходу судно отримає диферент на корму, а близько середини судна помітно знизиться рівень води-утворюється велика западина, де зменшиться сила підтримки. Тому судно може збільшити осад у порівнянні з осадом на глибокій воді. Чим більший осад судна, тим менший зазор між корпусом і дном, а отже, відносно більша швидкість потоку води під корпусом. Тому судно під час руху на мілководді підсмоктуватиметься на дно (як правило, кормою). Це особливо характерно для суден з плоскими днищами. Додаткове осідання судна зростає зі збільшенням швидкості ходу і може бути причиною пошкодження корпусу або гвинтів при проході через ділянку з малими глибинами. Збільшення опади під час руху мілководдям у деяких типів суден сягає 0,5 м.

У разі несподіваного підходу до дрібного місця носова частина судна може різко «відштовхнутися» від нього через опір води, що раптово зросла, а також тому, що перед носовою частиною вода витіснятиметься на дрібне місце, зіштовхуючи судно на велику глибину.

Якщо судно йде по мілководді зі змінною глибиною, то правильний напрямок руху судна доводиться утримувати частим обертанням штурвального колеса. Чим вже й дрібніший фарватер і чим швидше рухається судно, тим швидше і безладніше кормові хвилі наздоганятимуть судно, діючи на його корму нерівномірно, то з одного, то з іншого боку. При цьому постійно змінюється тиск води на перо керма. Описані явища викликають ризикованість судна, особливо при підході до: глибокого місця до дрібного. Це найнебезпечніше при розбіжності із зустрічними суднами, оскільки може викликати постановку судна на мілину, пошкодження корпусу, зіткнення суден.

Отже, на мілководному фарватері слід зменшувати хід, щоб зменшити додаткове осадження та ризикування судна і тим самим забезпечити велику безпеку руху та покращити керованість.

Розділ XII. ХВИЛЬНООСВІТА І ПРИСИМАННЯ СУДІВ, ЩО РУХАЮТЬСЯ

ХВИЛЬНООСВІТА

Судно під час руху витісняє воду, розсовуючи її перед собою. Після проходу судна вода заповнює об'єм, що звільняється за кормою. Подолаючи опір води, судно приводить її частки в коливальний рух, який завдяки пружним властивостям поверхні води поширюється у вигляді хвиль. Хвилеутворення по-різному і залежить в основному від розмірів судна, обводів його корпусу, опади, ширини та глибини фарватеру. Зі зростанням швидкості руху судна розміри волі зростають згідно із законом квадрата швидкості. На хвилеутворення, як говорилося, витрачається енергія руху.

Зі збільшенням швидкості руху водоймного судна рівень води у носа помітно підвищується, утворюючи систему носових хвиль. Схема утворення хвиль при русі водонепроникного нешвидкохідного судна на спокійній воді наведена на рис. 105. Уздовж бортів у середній частині судна, що йде в режимі плавання, рівень води знижується, утворюючи западину. У кормовій частині судна рівень води знову підвищується, утворюючи систему кормових хвиль.

Рис. 105.Схема утворення хвиль під час руху судна на спокійній воді А- носові хвилі, що розходяться; Б - кормові хвилі, що розходяться; У- кормові поперечні хвилі

Носові хвилі поділяються на носові розбіжні та носові поперечні хвилі.

Носові хвилі, що розходяться, подібно до вусів, простягаються від форштевня судна з обох бортів. Фронт їх розташований під кутом близько 40 ° до напрямку руху, а середини знаходяться на прямих, що становлять кут близько 20 ° з діаметральною площиною. Хвилі за довжиною є короткими.

Носові поперечні хвилі, перпендикулярні до напрямку руху судна, зароджуються разом з носовими хвилями, що розходяться, і поширюються між ними. Поперечні носові хвилі рухаються у напрямку руху судна, поступово збільшуються по довжині від носа до корми та зменшуються за висотою.

Кормові хвилі, що розходяться, починаються трохи попереду ахтерштевня з обох бортів судна. Вони менші за розмірами, ніж носові, і мають такі ж кути з напрямком руху судна, як і носові хвилі, що розходяться.

Кормові поперечні або так звані «супутні» хвилі починаються там же, де і кормові, що розходяться, але вони більш інтенсивні, оскільки розташовані за гребними гвинтами. У міру віддалення від корми, де вони дорівнюють ширині судна, хвилі зменшуються по висоті, але збільшуються по довжині.

Зі збільшенням швидкості руху збільшується хвилеутворення. На мілководді довжина хвиль, що розходяться, і кут між ними збільшується і може становити кут в 90° з діаметральною площиною судна. Залежно від глибини фарватеру з досягненням судном певної великої швидкості хвилі, що розходяться разом з поперечними хвилями утворюють потужну систему хвиль. Хвилю, що рухається разом з судном в районі вилицьової освіти або в районі корми малих швидкохідних суден і катерів, називають одиночною хвилею або хвилею переміщення. Хвиля переміщення характерна для суден з тупими вилицькими утвореннями, а також буксирних суден, що йдуть без караванів.

Хвилеутворення залежить як від швидкості, а й від відносини між швидкістю і довжиною судна. Коротке судно викликає великі хвилі при невеликій швидкості, а довгому судну буде потрібна дуже велика швидкість, щоб викликати такі ж хвилі. Між місцями утворення носової та кормової систем хвиль біля країв корпусу, у середній частині бортів судна, утворюються знижені горизонти води (впадина). У порівнянні з нормальним обрієм води в западині знижується зі збільшенням хвилеутворення та зменшенням глибини фарватеру. Таким чином, при русі судна повним ходом по всій довжині корпусу розташовуються три основні зони впливу гідродинамічних полів: дві зони підвищеного тискуде діють відштовхувальні сили в носі і безпосередньо біля корми, і зона зниженого тиску по борту судна. Центром зони зниженого тиску у колісних суден є западини коліс судна. У гвинтових паротеплоходів зона зниженого тиску дещо зміщена до корми. Ця картина особливо добре видно при русі судна фарватером з малими швидкостями течії.

При проході судна над міллю різко змінюється кормова система хвиль, перша поперечна хвиля збільшується за висотою. Ця поперечна хвиля на мілководді називається придонною хвилею. Поява придонної хвилі за кормою судна сигналізує у тому, що глибина під кілем судна зменшується. Це використовується контролю правильності руху судна.

ПРИСмоктування судів

У морській і особливо в річковій практиці відомо багато випадків зіткнення суден при їх розбіжності на зустрічі або на обгоні під час руху паралельними курсами на невеликій відстані один від одного через збільшену швидкість і рух води між їх корпусами. Відповідно до рівняння Бернуллі, це збільшення швидкості води між суднами веде до зменшення тиску між ними в порівнянні з тиском із зовнішніх бортів. Виникає гідродинамічний тяжіння судів на паралельних курсах, що посилюється зі зростанням відносної швидкості руху. Таке явище називається присмоктування судів.

Присмоктування суден зростає із збільшенням різниці у розмірах корпусу та сильніше діє на судно меншої маси.

Імовірність присмоктування збільшується зі зменшенням відстані між судами, що розходяться, і зі збільшенням їх швидкості. Присмоктування залежить від форми суден. На рис. 106 показано взаємодію між двома однаковими судами, що розходяться на зустрічних курсах на близькій відстані один від одного. Обидва судна одногвинтові, з гвинтами правого кроку. Стрілками показано напрямок відхилення країв судна в різних положеннях суден по відношенню одного до іншого. У положенні III на паралельних курсах збігаються гідродинамічні поля зі знаком мінус, тобто западини, і судна можуть присмоктатися один до одного бортами. При цьому у кожного із суден з'являється крен у бік іншого судна.

Рис. 106.Взаємодія між судами, які розходяться близької відстані друг від друга. Стрілками показано напрямок країв судна

Крен пояснюється зниженням рівня води між бортами через збільшення швидкостей течії у проміжку між двома суднами порівняно зі швидкостями течії щодо зовнішніх бортів суден, де рівень вищий.

Крім того, присмоктування залежить від взаємодії систем хвиль, утворених судами. Взаємодія систем хвиль також є причиною виникнення сил тяжіння між суднами, що розходяться на значній відстані один від одного.

Присмоктування меншого судна більшого збільшується, якщо менше судно увійде в хвильову зону хвилеутворення більшого судна. У міру скорочення відстані взаємодія між судами зростає. Тому для попередження зіткнення суден при обгоні судно, що обганяє, повинно йти якнайдалі від обганяного, по можливості поза зоною хвилеутворення судна, що обганяється, яке в свою чергу повинно знизити швидкість ходу для зменшення хвилеутворення.

Присмоктування різко позначається при обгоні судном, що одиноко йде судном буксируемых складів, баржі яких несподівано набувають ризику (рис. 107). Дія присмоктування суден особливо схильні до дрібних суден при розбіжності, при обгоні і при зустрічі з суднами більшої водотоннажності (рис. 108). Зіткнення від присмоктування спостерігається через лихацтво судноводіїв маломірних судів, порушення ними елементарних правил обгону та розбіжності.

Основні правила обгону та розбіжності такі:

1) при обгоні та розбіжності суду повинні проходити можливо далі один від одного;

2) на вузьких фарватерах, на річках, в каналах судна, що розходяться, повинні знижувати швидкість до найменшої;

Рис. 107.Дія одиночного судна, що йде обганяє, на буксирні судна: I - судно підходить до обганяних несамохідних суден; II - судно проходить повз несамохідних суден, що обганяють

Рис. 108.Підсмоктування малого судна до великого

3) за першої ознаки присмоктування між двома приблизно однаковими за величиною суднами слід зупинити хід.

Треба пам'ятати, що при присмоктуванні судно погано слухається керма, навіть якщо кермо покладено на борт.

У разі зіткнення катерів бортами можуть бути не тільки пошкодження корпусу, а й падіння людей за борт через раптовий поштовх, каліцтво тримали на планширі руки, що стояли на обносі тощо;

4) обгін маломірним судном судна більшого за водотоннажністю повинен відбуватися так, щоб обганяюче менше судно виходило на обгін, тобто траверз ахтерштевня судна, що обганяється поза зоною кормового хвилеутворення його. Категорично забороняється маломірним судам обганяти великі судна з-під їх корми. Це веде не тільки до втрати управління, а й до перекидання малого судна кормовою системою хвиль, підсмоктування його при сході з кормовою системою хвиль судна, що обганяється, в западину його і т.д.

На судно, відшвартоване біля берега, діють хвилі від суден, що рухаються в безпосередній близькості рейдом, річкою або каналом. Під дією присмоктування і хвиль, що набігають, що рухаються в безпосередній близькості по рейду, річці або каналу. Під дією присмоктування і хвиль рухомих суден, що набігають, відшвартоване судно відчуває коливання, через які можуть луснути швартовні кінці, впасти трапи, різні вантажі і механізми. Тому ті, що йдуть повз суд, повинні зменшувати хід.

Доцільно виходити на обгін меншим судном більшого, попередньо вийшовши із зони хвилеутворення судна, що обганяється, на відстані не меншій, ніж одна довжина корпусу судна, що обганяється, при достатній ширині фарватера.

Обгін і розбіжність при зустрічі моторним човнам і катерам на підводних крилах рекомендується проводити на режимі, що водовміщується.

Слід пам'ятати, що, закінчуючи обгін, потрібно триматися якнайдалі від носової частини судна, що обганяється; невиконання цієї рекомендації тягне за собою попадання судна, що обганяє, під форштевень більшого судна, що обганяється. Це може стати причиною загибелі не лише маломірного судна на внутрішніх водних шляхах, а й причиною загибелі великих морських суден, які обганяють ще більші кораблі.

У світовому торговому флоті прийнято підрозділяти судна на типи, які визначаються властивостями вантажу, що перевозиться: танкери, контейнеровози, газовози, балкери, суховантажі і так далі. Але є класифікація судів за розмірами.

Така класифікація враховує особливості району плавання, а саме глибини у протоках та акваторіях портів, габарити шлюзів, умови навігації на штучних каналах та внутрішніх водних шляхах. Власне навігаційна обстановка на океанських і морських шляхах є та причина, через яку розміри судів мають чіткі вимоги.

Для визначення судів за розмірамизастосовується словосполучення, що складається із двох слів. У першій частині використовується термін, що означає належність до географічного об'єкта, у другій частині - термін визначає максимальний розмір або розмір.

розмір судна Handysize

Хоча не існує офіційного визначення точних термінів тоннажу, типам судів Handysize найчастіше відносить балкери для генеральних вантажів, рідше - танкери для нафтопродуктів дедвейтом від 15000 до 50000 тонн. Вантажні судна з розмірами більше, ніж Handysize, вже відносяться до типу судів Handymax, а менше 15000 тонн визначення не мають.

балкер розміром Handysize

Судна розміром Handysize вважаються найбільш поширеними і становлять майже 2000 одиниць загальним дедвейтом близько 43000000 тонн. Ці розміри судівє дуже поширеними, оскільки дозволяють їм входити в невеликі порти, і в більшості випадків вони оснащені кранами, що також дозволяє їм самостійно проводити навантаження та розвантаження вантажів у портах, у яких відсутні вантажно-розвантажувальні системи. У порівнянні з великими балкерами, судна розміром Handysize дозволяють виконувати більш широку обробку так званих «штучних» вантажів. До таких відносяться: вироби зі сталі, зерно, руда, фосфати, цемент, ліс, щебінь та ін.

Судна з розмірами Handysize в основному будують на суднобудівних верфях в Японії, Кореї, Китаї, В'єтнамі, Росії, України, на Філіппінах та в Індії, а також в деяких інших країнах. Найбільш поширеним стандартом у цій категорії судів є балкери дедвейтом близько 32 000 тонн та осадкою не більше 10 метрів. Вони мають п'ять вантажних трюмів з гідравлічними твіндеками і чотири тридцятитонні крани для обробки вантажів. Деякі судна типу Handysize оснащуються стійками на верхній палубі, між якими завантажуються штабельним способом ліс, за що вони отримали назву лісовози.

Незважаючи на численні замовлення судноплавних компаній, нові типи судів, «Handysize» залишається найпопулярнішим, і має найвищий середній віксеред суховантажів.

розмір судна Handymax

Судна розміром«Handymax» або «Supramax» застосовуються з дедвейтом від 35000 до 60000 тонн. Судна цього типу мають у довжину 150-200 метрів, хоча в деяких вантажних терміналах, наприклад, у Японії, багато судна розмірів Handymax мають довжину корпусу не більше 190 метрів. Сучасні судна цього типу мають дедвейт від 52000 до 58000 тонн, обладнані п'ятьма вантажними трюмами та оснащені чотирма кранами вантажопідйомністю до 30 тонн.

балкер типу Handymax

розмір судна Seawaymax

Термін «Seawaymax» відноситься до розмірам судів, які дозволяють їм проходити через канал Святого Лаврентія - назва водного шляху від Монреаля до озера Ері, включаючи канал Велленда і водний шлях Великими озерами з Атлантичного океану у Великі озера в Північній Америці.

суховантажне обладнання «CSL LAURENTIEN» типу Seawaymax

Судна розміром «Seawaymax» мають довжину 226 м, ширину 24 м та осадку 7,92 м. Хоча ширина каналу має 235 метрів вантажні та пасажирські судна великих розмірів не можуть вийти з Великих Озер до Атлантичного океану через обмеження щодо осаду в деяких місцях водного шляху. У Останніми рокамиДодаткові проблеми судноплавства створило зниження рівня води на Великих озерах. Знаменитий був побудований на кшталт суден «Seawaymax». Він встановив рекорд з подолання водної перешкоди на каналі Святого Лаврентія, пройшовши через нього з вантажем 28502 тонн залізняку, тоді як щорічний дедвейт водної колії становив 72351 тонну. У 2006 році не менше 28 суден різних типів були виведені з експлуатації, через свої розміри і були надто великі, щоб залишити Великі озера.

розмір судна Aframax

Термін утворений зі слів, що позначають систему рівня танкерів Average Freight Rate Assessment (AFRA). Судна розміром"Aframax" це, як правило, нафтоналивні танкери з дедвейтом від 80000 тонн до 120000 тонн. Танкери цього типу широко експлуатуються в басейнах Чорного моря, Північного моря, Карибського моря, Східно-Китайського моря та Середземного моря, оскільки канали, протоки та порти, через які країни-експортери, що не входять до організації ОПЕК, транспортують нафту і не здатні приймати супертанкери типу. VLCC та ULCC.

танкер "Torben Spirit" типу Aframax

розмір судна Suezmax

«Suezmax» є морським терміном, що позначає великий розмір судна, здатне з повним завантаженням проходити через , і виключно пов'язане з нафтовими танкерами. Так як Суецький канал не має шлюзів, єдиним серйозним обмежуючим фактором є осідання (максимальна глибина судна нижче за ватерлінію). В даний час глибина водного шляху становить 16 м. Максимальна висота суден обмежена висотою моста в каналі, яка становить 68 м. Невелика частина суден обмежена і шириною каналу - максимально допустима ширина судна становить 70,1 м.

танкер "CAP GUILLAUME" типу Suezmax

Більшість великотоннажних танкерів з урахуванням цих умов можуть проходити каналом, але деяким супертанкерам з повним завантаженням не дозволяє осаду. Щоб відповідати цим параметрам супертанкери виробляють відвантаження частини свого вантажу на інше судно або трубопроводом транспортується на інший кінець каналу, де завантажується назад на супертанкер.

Судна з водотоннажністю більше 150000 тонн і ширше 46 м не можуть пройти через Суецький канал, тому змушені продовжити своє, огинаючи мис Доброї Надії на півдні Африканського континенту.

Керівником Суецького каналу адміралом Ахмед Алі Фадель у 2010 році заплановано збільшити глибину водного шляху до 22 м, що дозволить пересуватися супертанкерами.

розмір судна Panamax

Суднакласифіковані як "Panamax" мають максимальні розміри, які суворо відповідають параметрам , причому визначається розмірами шлюзових камер, а не глибиною водної перешкоди. Термін «Panamax» є важливим фактором при будівництві вантажних суден і вимагає максимально точної витримки вказаних розмірів.

контейнеровоз типу Panamax

Як вже було сказано вище розміри судів«Panamax» визначено головним чином параметрами шлюзових камер: ширина – 33,53 м, довжина – 320 м, висота – 25,9 м. Корисна довжина кожної камери для постановки судна становить 304,8 м.

На сьогодні встановлені такі граничні розміри судівдля проходу каналом: довжина - 294,1 м, ширина - 32,3 м, осаду - 12 м, висота від ватерлінії до найвищої точки судна становить 57,91 м. Типи суден «Panamax», як правило, мають водотоннажність близько 65 000 тонн. Правила проходження Панамським каналом викладено на 60 сторінках журналу «Vessel Requirements N-1-2005».

Будівництво великої кількостітакого типу суден створює деякі проблеми водним шляхом. Судна розмірами Panamax вимагають високої точності постановки в шлюзових камерах, на що йде більше часу. Крім того, проведення суден виконується лише у денний час.

лінкор «Missouri» у Панамському каналі

У 1945 році була проведена унікальна операція з проведення через Панамський канал величезного USS Missouri».

розмір судна Post-Panamax

Останнім часом від терміна Panamax утворилися нові дефініції - Post-Panamax, NeoPanamax. Супертанкери, сучасні контейнеровози та суховантажі даного типу довші за «Panamax» і не можуть проходити каналом. Також через Панамський канал не можуть проходити і класи. Nimitz». Таким чином, назріла нагальна потреба, особливо для Сполучених Штатів, чергової реконструкції Панамського каналу. У зв'язку з цим 22 жовтня 2006 року відбувся референдум серед панамських громадян, які мали висловити свою думку з нагоди розширення каналу. Голосування отримало позитивні відгуки. Запланована вартість реконструкції, яка буде закінчена у 2014 році, становитиме 5,3 мільярда доларів США. Цю суму буде відшкодовано протягом 11 років.

суховантаж «SHIRANE» типу Post-Panamax

Вже скоро розміри судів Panamax будуть мати інші кораблі. Нові шлюзи Панамського каналу матимуть параметри: довжина - 427 м, ширина - 55 м, допустима осадка суден - 18,3 м. Після розширення канал зможе приймати контейнеровози з місткістю до 12000 ДФЕ. Судна-контейнеровози з такими параметрами вже отримали назви "NeoPanamax".

розмір судна Malaccamax

Термін «Malaccamax» відноситься до нафтоналивних танкерів, що транспортують сиру нафту з районів Перської затоки до Китаю через Малакську протоку, що з'єднує Індійський океан з Південно-Китайським морем. Обмеження спричинене певними банками, де мінімальна глибина становить 25 метрів.

танкер типу Malaccamax

Судна типу Post-Malaccamax з розмірами більшими, ніж у Malaccamax, змушені продовжити свій шлях до Китаю, обходячи острів Яву зі сходу по більш глибоководній протоці Ломбока.

контейнеровоз типу Post-Malaccamax

Найкоротшим же морським шляхом для супертанкерів, що йдуть до Китаю та Японії з Європи, Перської затоки та Індії стане незабаром канал Кра, що будується через територію Малайзії на кордоні з Бірмою.

Саме більшість супертанкерів і суховантажів було побудовано з урахуванням проходу через Малакську протоку. Судна розмірами"Malaccamax" відповідають типу танкерів VLCC.

Також найменування Malaccamax буде присвоєно майбутнім контейнеровозам, довжина яких становитиме 470 м, ширина 60 м, осаду 20 м і дедвейтом 300000 тонн для перевезення 18000 контейнерів двадцятифутового еквівалента. Передбачається, що ці будуть працювати на вказаному вище водному шляху.

розмір судна Capesize

Терміном Capesize позначаються вантажні судна, які через свої великі розміри не в змозі пройти через Суецький і Панамський канали. на англійській мовіслово cape означає мис (розмір судна Capesize більше, ніж Panamax і Suezmax). Таким чином, судна цього типу повинні проходити вздовж мису Доброї Надії на півдні Африканського континенту або мису Горн - найпівденнішої точки материка Південна Америка.

рудовоз типу Capesize

Судна типу Capesize, як правило, мають дедвейт понад 150000 тонн, тому основну кількість судів даного розміру складають супертанкери типу VLCC і ULCC, і великотоннажні рудовози із середнім дедвейтом 175000 тонн. Проте існують рудовози дедвейтом 400 000 тонн. Найчастіше термін Capesize застосовується для балкерів. Природно, що судна таких розмірів обробляються на спеціалізованих глибоководних терміналах. Економічне зростання Китаю з його великим попитом на сировину призвело до збільшення попиту на судна розміром"Capesize".

РОЗМІРИ ТАНКЕРІВ

Нафтові танкери також мають окрему класифікацію за розмірами. У 1954 році компанія Shell Oil розробила систему, за якою можна класифікувати танкери за розмірами, виходячи з дедвейту судна:

Від 10000 до 24999 тонн – танкер загального призначення;
- від 25000 до 44999 тонн – танкер середніх розмірів;
- від 45000 до 79999 тонн – танкер типу LR1;
- від 80000 до 159 999 тонн - танкер типу LR2;
- від 160 000 до 319 999 тонн - дуже великий танкер (Very Large Crude Carrier - VLCC);
- від 320 000 до 549 999 тонн - ультра (Ultra Large Crude Carrier - ULCC);

Визначити розрахункову осідання судна можна за діаграмі осад . Аргументами для входу в діаграму є дедвейт/водотоннажність судна та сумарний момент М х. В результаті отримаємо опади носом та кормою та диферент судна.

Можна визначити осадку судна за діаграмою, що називається вантажний розмір . У вантажному розмірі дана залежність (у вигляді кривої) водотоннажності судна від середнього осідання. Якщо цю залежність подати у вигляді таблиці, то виходить вантажна шкала . У вантажній шкалі також дається:

Дедвейт;

Висота надводного борту;

Число тонн на 1 см опади

Вантажна шкала є головним вантажним документом судна. Вантажний розмір та вантажна шкала побудовані для осідання судна на рівний кіль за відсутності вигину корпусу. При диференті та згинанні необхідно вводити поправки.

(a) Визначення середніх осад носом Тн ср, кормою Тк ср, Т Ä ср.

Тн ср = (Тн л/б + Тн п/б)/2(11.6)

Тк ср = (Тк л/б + Тк п/б)/2(11.7)

Т Ä ср = (Т Ä л/б + Т Ä п/б)/2(11.8)

(б) Розрахунок середньої осідання судна.

Існують кілька способів розрахунку середньої осідання судна. Насправді дуже важливо розрахувати осідання судна максимально наближене до фактичного, оскільки надзвичайно рідко судно буває завантажене на рівний кіль без крену (тільки тоді середнє осідання відповідає розрахунковій середній осідці та кожній з осадок зокрема). Якщо судно завантажено з деяким диферентом та/або креном, то тоді доводиться наводити всі опади судна до середнього осаду для розрахунків кількості завантаженого вантажу. Насправді це не зовсім правильно, тому що однакове усереднене осадження з положення «диферент на ніс» і «диферент на корму» дасть однакову кількість завантаженого вантажу, насправді воно різне через різні обводи судна в носі та кормі, різної ваги носових та кормових надбудов, різного об'єму приміщень, занурених під воду та витісняючих різну кількість води.

Крім того, судно, як правило, не є абсолютно непохитним. Залежно від того, яким способом розподілено вантаж у вантажних приміщеннях та баластових танках, судно може мати стрілку прогинуу той чи інший бік, при нерівномірному та несиметричному розташуванні вантажу та баласту можна отримати і більш складні згинальні моменти, повністю прорахувати які вкрай складно.

Тим не менш, на сьогоднішній момент не існує простої методики, що дозволяє провести визначення суднової водотоннажності за дійсними опадів судна, тому користуються методикою визначення середньої осідання судна для отримання подальшої водотоннажності. Для цих розрахунків нам також знадобиться знати величину диферентасудна.

(в) Розрахунок середнього осідання судна по носовій та кормовій осіданнях.

Це спрощений варіант розрахунку середньої осідання:

Тср = (Тн ср + Тк ср)/2(11.9)

Використовується при приблизних розрахунках, або на судах, згинальним моментом яких можна знехтувати.

(г) Розрахунок середньої осідання судна по восьми осадах.

Найбільш часто використовуваний варіант розрахунку:

Тср = (Тн ср + Тк ср + 6Т Ä ср)/8(11.10)

Даний варіант розрахунку досить точно відображає середню осідання з урахуванням стрілки прогину.

(д) Розрахунок середньої осідання судна композитним способом

Визначимо середню осадку:

Т 1 = (Тн+Тк)/2(11.11)

Визначимо усереднену осадку:

Т 2 = (Т 1 + Т Ä)/2(11.12)

Тср = (Т2 + Т Ä) /2(11.13)

(е) Розрахунок середньої осідання судна «половинним» способом

Визначимо середню осідання носової половини судна:

Т 1 = (Тн + Т Ä)/2(11.14)

Визначимо середню осадку кормової половини судна:

Т 2 = (Тк + Т Ä)/2(11.15)

Визначимо середню із середніх осад:

Тср = (Т1 + Т2) / 2 (11.16)

(ж) Розрахунок диферента

d = Тн ср - Тк ср(11.17)

Диферент обчислюється у метрах, буває як позитивним, і негативним.

(Ж.1.) Розрахунок поправки на диферент. Необхідність розрахунку виправлення опадів на диферент.

Кожне судно має свої габарити, необхідні кращого вирішення завдань, поставленого перед судном. Для всіх розрахунків використовують довжину між перпендикулярами (LBP). Це одна з основних характеристик судна. Опад на носовому або кормовому перпендикулярі відповідає осаді судна носом або кормою. Однак шкали осад не знаходяться навпроти перпендикулярів. Оскільки вони зсунуті, вони показують не точну осідання носа чи корми, а місцеву осідання судна і вимагають запровадження поправки. Також осадка по міделю має зніматися зі шкали, що знаходиться на відстані не більше ніж 0,5 м від мідель-шпангоуту. В іншому випадку потрібно виправлення та опади по міделю.

(Ж.2) Розрахунок поправки носової опади на диферент

∆Н = (f х d)/LBP(11.18)

де f – відстань від форштевня до носового перпендикуляра

d - диферент

Знак ∆Н позитивний при диференті на ніс та негативний при диференті на корму. Виправлене осаду носом дорівнює:

Тн = Тн ср + ∆Н(11.19)

Якщо кормова шкала заглиблень не проходить по лінії кормового перпендикуляра, таку ж поправку вводять для кормової опади. Її знак обернений знак поправки ∆Н.

(Ж.3) Розрахунок поправки кормової опади на диферент

∆К = (a x d)/LBP(11.20)

де a – відстань від кормової шкали до кормового перпендикуляра

d - диферент

LBP – довжина судна між перпендикулярами

Виправлена ​​осадка кормою дорівнює:

Тк = Тк ср + ∆Н(11.21)

(з) Визначимо виправлену середню осадку:

Т'ср = (Тн + Тк)/2(11.22)

Величини "a" і "f" знімаються з масштабного креслення судна або креслення поздовжнього розрізу судна в масштабі.

Рис.11.1- Креслення поздовжнього розрізу судна в масштабі.

(З.1) Розрахунок поправок на диферент до водотоннажності судна.

Оскільки справжня водотоннажність судна, що має диферент на корму або на ніс, відрізняється від водотоннажності, наведеної у вантажній шкалі (там водотоннажність розрахована на рівний кіль), необхідно ввести поправки до водотоннажності на диферент. Їх дві:

∆1 = (TPC x LCF x d x 100)/LBP(11.23)

де TPC – кількість тонн на 1 см опади. Знімається із вантажної шкали;

LCF – ордината ЦТ щодо мідель-шпангоуту (м);

d – диферент судна (м);

LBP – довжина судна між перпендикулярами (м).

∆2 = /LBP (11.24)

де d – диферент судна (м);

d m /d z - Різниця в моменті, що змінює диферент на 50 см вище і на 50 см нижче середньообчисленої опади. Зазвичай дається в інформації про стійкість судна.

LBP – довжина судна між перпендикулярами (метрів)

Приклад знаходження d m /d z для осідання Тср = 3,40:

Знаходимо диференційні моменти для осад 3,90 і 2,90, різниця між ними і є шукана величина.

LCF від міделя в корму негативне, від міделя до носа – позитивне.

Знак поправки ∆1:

Диферент	LCF у корму(-)	LCF у ніс (+)
На корму (-)	+	-
У ніс (+)	-	+

Знак поправки ∆2 завжди позитивний

Загальна поправка на диферент:

∆ = ∆1 + ∆2

Знайдемо водотоннажність, відкориговану на диферент

D 1 = D + ∆

(з.2) Розрахунок поправки до водотоннажності на щільність води

Якщо фактична щільність води відрізняється від прийнятої (γ = 1,025 т/м 3 ), то необхідно D 1 скоригувати на фактичну щільність води, заміряну денсиметром

Виправлення на щільність води

∆D = D 1 (γ факт - γ 1,025)/1,025

Знайдемо водотоннажність, відкориговану на щільність води:

D 2 = D 1 + ∆D

(і) Визначення кількості вантажу

Маса вантажу визначається як різниця між вагою судна в вантажі та порожнім без запасів

Ргр = Dгр - D 0 - З

Де З - запаси (толиво, олія, вода, баласт, мертвий баласт)

Dгр – водотоннажність судна у вантажі

D 0 - водотоннажність судна порожнім.

Але простіший спосіб визначення за прикладом контейнеровозу за наявності на борту вантажної програми (MAX3):

1. Забезпечити наявність інформації про баласт, паливо та запаси судна.

2. Виміряти опади судна носом та кормою до навантаження та розрахувати водотоннажність судна за допомогою вантажної програми.

3. Виміряти опади судна носом та кормою після навантаження та розрахувати водотоннажність судна за допомогою вантажної програми.

4. Відняти від водотоннажності після навантаження водотоннажність до навантаження і визначити занурений вантаж.

5. Програма може бути використана для розрахунку вантажу навалки.

Розрахунок диферента та осад судна планованого завантаження

Отриманий варіант попереднього завантаження необхідно перевірити на диферент і визначити значення осаду судна в носовій та кормовій частині.

Диферент визначається за такою формулою:

де - вагова водотоннажність судна на середню осідання судна, т;

Абсцис центру величини судна, м;

Абсциса центру важкості судна (відстань центру важкості вантажу від міделя судна), м;

Момент, що диференціює судно на 1 см опади, тм.

та визначаємо методом інтерполювання за таблицями 17 та 19 додатка 1 методичних вказівоквідповідно.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Після визначення диференту необхідно визначити осадку судна кормою (у кормовій частині судна) та осадку судна носом (у носовому краю судна).

Опад судна кормою визначається за формулою:

де - середня осадка судна (осада на міделі) у прісній воді, м;

Диферент судна, м;

Абсцис центру тяжкості ватерлінії;

Довжина судна, м;

визначається методом інтерполювання за таблицею 18 додатку методичних вказівок.

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Опад судна носом визначається за формулою:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Необхідно диференціювати обидва варіанти судна (змінити диферент), оскільки осад кормою перевищує найменшу прохідну осадку на ділянках з обмеженими глибинами і виникає неможливість проходу судна через ділянки з обмеженою глибиною.

Розрахунок диферента та осад судна при фактичному завантаженні

Оптимальним розміщенням вантажу по трюмах є наявність диференту судна в корму (при різниці між носовою та кормовою осадкою в інтервалі від 0 до -40 см). За наявності диферента в ніс для отримання необхідного диферента рекомендується перемістити деяку кількість вантажу з одного трюму до іншого трюму, в окремому трюмі, а на люкових кришках перерозподілити палубний вантаж. Необхідний диферент визначається з урахуванням витрати суднових запасів.

Протягом рейсу судна відбувається зменшення суднових запасів (паливо, вода). Тому в річкових умовах плавання судно необхідно занурити таким чином, щоб при проході мілководних або лімітуючих ділянок шляху диферент наближався до нуля або максимальне осідання (осада судна кормою/носом) за наявності диференту не перевищувало прохідне осідання на ділянках з обмеженими глибинами.

Встановлення остаточного диференту судна.

Випадок 2. Середнє осідання судна після навантаження судна () менше максимально допустимої осідання в умовах обмежених глибин на річкових ділянках колії (), тобто максимальна допустима осідання. .

Диферент, необхідний для нормальної посадки судна після завантаження та подальшого проходження ділянок річкового шляху з обмеженими глибинами (), може бути встановлений таким чином:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Остаточний диферент судна може бути встановлено межах від 0 до (-0,4 м), тобто. судно вантажиться на рівний кіль чи з диферентом на корму.

Коригування вагових навантажень для створення необхідної посадкисудна.

Встановивши необхідний диферент, визначаємо нову абсцис центру тяжкості системи судно - вантаж () за формулою:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Звідси визначаємо статистичний момент навантажень щодо міделя судна (), необхідний для нормальної посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

Знаходимо різницю між статичним моментом навантажень щодо міделя за попереднім завантаженням судна () і статичним моментом навантажень щодо міделя (), необхідним для нормальної посадки судна:

Ладога, проект 2-85:

Ладога, проект 787:

На останньому етапі розрахунку слід звернутись до таблиці вагових навантажень, підрахованої для попереднього завантаження судна.

Отже, потрібно коригування таблиці вагових навантажень, що досягається так.

Випадок 3. Вантажомісткість трюмів використовується повністю, але вантаж розміщується у вантажних трюмах, а й у палубі.

Перемістити вантаж з одних трюмів інші немає можливості, необхідно перемістити або недовантажити кілька палубного вантажу.

Таблиця 7. Розрахунок вагових навантажень судна Ладога, проект 2-85

	Найменування навантаження
	Порожнє судно
	Вантаж у трюмі №1
	Вантаж у трюмі №2
	Вантаж у трюмі №3
	Вантаж у трюмі №4
Палубний вантаж
	Паливо та олія
	Інші запаси

Таблиця 8. Розрахунок вагових навантажень судна Ладога, проект 787

	Найменування навантаження
	Порожнє судно
	Вантаж у трюмі №1
	Вантаж у трюмі №2
	Вантаж у трюмі №3
	Вантаж у трюмі №4
Палубний вантаж
	Паливо та олія
	Інші запаси

Ладога, проект 2-85:

Ш = (0,92-0,57) * 2318,5 / 100 * 38,6 = 0,21 м

2,78 - (0,21) * (0,5 * 81-0,35) / 81 = 2,68 м

2,78 + (0,21) * (0,5 * 81 + 0,35) / 81 = 2,88 м.

Ладога, проект 787:

Ш=((-2,45 - (-1,5))*2079,5/9100*49,42)=-0,4 м

2,73 - ((-0,4) * (0,5 * 82,5 +1,38) / 82,5 = 2,94 м

2,73 + ((-0,4) * (0,5 * 82,5-1,38) / 82,5 = 0,54 м.

Розміри будь-якого судна, зокрема й такого малого, як яхта, характеризується сукупністю його основних розмірів. До них відносяться довжина та ширина корпусу, висота бортів та осаду судна. Від даних показників, а також від їхнього пропорційного співвідношення багато в чому залежить його морехідні якості – насамперед стійкість і максимальна. У цій статті розглянемо таке поняття, як Як її розрахувати і від яких факторів залежить вибір осідання човна.

Поняття «осадження судна»

У кораблебудуванні терміном "осаду" позначають показник глибини занурення корпусу корабля у воду. У загальноприйнятому сенсі осаду - це відстань від водної поверхні до нижньої точки днища судна. Однак, у морській справі використовується кілька різновидів поняття «осаду»:

• Проектна. Є розрахунковою осадкою, виміряною на ½ довжини корпусу судна, і характеризує відстань від ватерлінії судна до крайньої точки кіля. Даний показник, виміряний за мідель-шпангоутом, у проектно-технічній документації, згідно з прийнятими міжнародними стандартами, позначається латинською літерою «Т».
• Носова осадка – вказує глибину занурення носової частини судна. Для визначення на носі великих суден наносять спеціальну розмітку – носову марку.
• Кормова осадка – нижня точка занурення корми у воду. Визначається за допомогою нанесеної на корм розмітки - кормової марки.
• Середнє осідання судна є середнім арифметичним обчисленням глибини занурення судна у воду. Вимірюється за такою формулою: Тср. = (Кормова осадка + носова осадка) помножені на ½.

Глибина опади судназалежить від кількох факторів:

• Маса судна. Відповідно до законів фізики, чим більше маса корабля, тим глибше він занурюватиметься у воду.
• Довжини та ширини корпусу. При однаковій масі меншу осаду матиме судно з ширшим та довгим корпусом. Це пов'язано з більшою силою виштовхуючої води, що діє на корпус корабля зі збільшеною площею днища.
• Конструктивні особливості корпусу. Насамперед, тут мається на увазі розмір кіля. А для малих суден – його наявність чи відсутність.

Відповідно, є величина змінна. Так, показник максимальної опади судназалежить від його завантаження: при повному завантаженні вона буде більшою, ніж у порожнього судна.

Визначення осідання судна

Оскільки є дуже важливим показником, що капітану корабля необхідно знати величину опади в кожен конкретний момент часу. Особливо актуальним це стає при підході до узбережжя, вході в порти, проході каналів та інших мілководних місць. Неправильний розрахунок опади суднау подібній ситуації може призвести до катастрофи - посадки корабля на мілину з усіма неприємними наслідками, що випливають звідси.

На великих кораблях, для візуального визначення величини занурення корпусу у воду, з обох боків носа та корми наносять спеціальні мітки. Вони йдуть від нижньої точки кіля до головної ватерлінії. Загальноприйнятим у морському флотівважається ціна одного поділу розмітки на 1/10 метра. Однак, у країнах з англо-саксонською морською традицією використовуються позначення у вигляді футів і дюймів, де один поділ дорівнює одному футу (приблизно 30,5 см). Для простоти відмінності, мітки, нанесені за метричною системою, нумеруються арабськими цифрами, а, по англосаксонській системі – римськими.

Визначення осідання суднавходить у обов'язок помічника капітана чи самого корабля. Визначається вона декількома способами:

• За спеціальною діаграмою, яка називається «вантажний розмір». Під час обчислень виводиться вантажна шкала, яка є основним вантажним документом судів.
• За показниками кормової (Тк) та носової (Тн) осад знаходиться середня осадка судна (Тср): Тк х Тн = Тср. Подібна формула справедлива для плавзасобів з рівним кілем, позбавленим вигину. Для кораблів з вигнутим кілем, перед тим, як визначити осідання судна, потрібно внести до цієї формули поправки у вигляді коефіцієнта вигину кіля. Цей показник має бути зазначений у технічній документації корабля.

Відповідно, формула Т к х Т н = Т ср неприйнятна і для більшості яхт та човнів, що мають кіль, а також швертботів через конструктивну особливість кіля. Кіль яхти і швертбота є не виступ у вигляді балки, що проходить від носа до корми, а вузький «плавник», що виступає з днища по центру корпусу. В результаті осаду кільової яхти по кормі або носі буде значно, часом у рази, менше опади по мідель-шпангоуту.

Яхти з довгою кільовою лінією, звичайно, також бувають, але вони становлять лише невелику частину від загальної кількості. Подібна конструкція кіля зазвичай використовується на великих океанських мегаяхтах, що наближаються за своїми розмірами до великих морських суден, а також застосовувалася на важких яхтах старої будівлі.

Розрахунок опади яхти виробляється ще етапі її проектування, і від низки показників – її загальної маси, водотоннажності, довжини кіля, форми обводів корпусу тощо. Всі ці показники дуже скрупульозно обчислюються конструкторами і вводяться у спеціальні формули, що дозволяють отримати діаграми опади яхти залежно від інших метричних даних.

Вибір опади судна

При будівництві судна в першу чергу враховуються умови, в яких воно експлуатуватиметься. Повною мірою це стосується і такого показника, як . Тут перед конструкторами постає дилема: з одного боку, потрібно зробити судно максимально містким та вантажопідйомним, а з іншого – дозволити йому безперешкодно заходити у порти та проходити через канали. Від проектувальників судів потрібно знайти ту «золоту середину», що дозволяє зробити експлуатацію судна максимально ефективною, з економічного погляду.

Наприклад, для великотоннажного судна водотоннажністю 150-250 тис.т зменшення опади лише на півметра призводить до «втрати» від 5 до 10 тис.т його корисного навантаження. Водночас, судна з занадто великим осадом просто не зможуть проходити через такі значущі канали, як Панамський і Суецький. Для прикладу, глибина фарватеру Суецького каналу становить 20 м, а Панамського ще менше – 12 м. Обхід судном Південної Америкиі Африки, минаючи перелічені канали, ставить під сумнів економічну доцільність підвищення вантажопідйомності рахунок збільшеної опади.

Звісно, ​​історія світового кораблебудування є монстри, на кшталт супертанкера «Яре Вікінг» (довжина – 458 м, осаду – бл. 25 м), газовоз «Прелюд», морський трубоукладач «Піонер Спіріт» (осаду – 27 м). Але вони були побудовані для певних цілей, їх експлуатація не вимагає перетину ними морських каналів та заходу в мілководні порти. Так, супертанкер "Яре Вікінг" був спеціально замовлений для перевезення нафти з Перської затоки до Японії, а "Піонер Спіріт" - для монтажу трубопроводів у відкритому морі.

Від таких критеріїв слід відштовхуватися і при виборі яхти з різним осадом. Вибираючи вітрильник з повноцінним кілем, слід враховувати, що, незважаючи на відмінну мореплавність, на ньому буде проблематично підійти до необладнаного узбережжя. Особливо це актуально для дрібних акваторій, де вже за кілометр від узбережжя доведеться висаджуватись з кільової яхти та йти до берега вбрід. Під дане визначення цілком підходить Фінська затока, значна частина Каспійського та Азовського морів.

Для плавання в дрібних морях і вздовж узбережжя краще вибрати швертбот з кілем, що забирається. Однак, йти на ньому у відкрите море, а тим більше намагатися перетнути океан, вкрай не рекомендується. Пов'язано це з набагато гіршими морехідними властивостями швертботів, порівняно з повноцінними кільовими яхтами. Плоскодонні човни мають найменшу осадку з усіх типів суден, тому відмінно підходять для плавання внутрішніми водами - річками і невеликими озерами. А ось ходіння на плоскодонках морями вкрай небезпечне через їх низьку стійкість.