Что такое предельная линия погружения

предельная линия погружения

Смотреть что такое «предельная линия погружения» в других словарях:

Предельная линия погружения судна — Предельной линией погружения именуется линия, проведенная параллельно палубе переборок по борту и лежащая ниже верхней поверхности этой палубы на 3 дюйма (76 мм). Источник: МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНВЕНЦИЯ ПО ОХРАНЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ЖИЗНИ НА МОРЕ … Официальная терминология

Маржен линия — предельная линия погружения корабля, учитываемая при расчете плавучести. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

ГОСТ 14181-78: Доки плавучие. Термины, определения и буквенные обозначения главных и характерных размерений — Терминология ГОСТ 14181 78: Доки плавучие. Термины, определения и буквенные обозначения главных и характерных размерений оригинал документа: 1. Балласт дока Груз, принимаемый в отсеки дока с целью изменения его посадки Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Комсомолец (подводная лодка) — К 278 «Комсомолец» … Википедия

АПЛ «Комсомолец» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

К-278 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 «Плавник» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 «Плавник» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Проект 685 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Щ-310 — «Белуха» … Википедия

Источник

предельная линия погружения

Смотреть что такое «предельная линия погружения» в других словарях:

Предельная линия погружения судна — Предельной линией погружения именуется линия, проведенная параллельно палубе переборок по борту и лежащая ниже верхней поверхности этой палубы на 3 дюйма (76 мм). Источник: МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНВЕНЦИЯ ПО ОХРАНЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ЖИЗНИ НА МОРЕ … Официальная терминология

Маржен линия — предельная линия погружения корабля, учитываемая при расчете плавучести. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

ГОСТ 14181-78: Доки плавучие. Термины, определения и буквенные обозначения главных и характерных размерений — Терминология ГОСТ 14181 78: Доки плавучие. Термины, определения и буквенные обозначения главных и характерных размерений оригинал документа: 1. Балласт дока Груз, принимаемый в отсеки дока с целью изменения его посадки Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Комсомолец (подводная лодка) — К 278 «Комсомолец» … Википедия

АПЛ «Комсомолец» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

К-278 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 «Плавник» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Подводные лодки проекта 685 «Плавник» — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Проект 685 — Координаты: 73°43′18″ с. ш. 13°16′54″ в. д … Википедия

Щ-310 — «Белуха» … Википедия

Источник

Конструктивное обеспечение плавучести, остойчивости и непотопляемости судна

Конструктивное обеспечение плавучести, остойчивости и непотопляемости судна

Основой судна является его водонепроницаемый корпус, состоящий из наружной обшивки и настила верхней палубы, подкрепленных поперечными и продольными переборками и балками набора. Корпус обеспечивает плавучесть судна – способность находиться в равновесии без опоры при погружении его в воду. Для того чтобы судно находилось на поверхности воды, оно должно обладать положительной плавучестью, т. е. иметь некоторый запас плавучести – объем непроницаемой для воды надводной части корпуса, включающий также водонепроницаемые надстройки и рубки.

Запас плавучести определяет то количество воды, которое судно может принять до его полного погружения. Надлежащая величина запаса плавучести обеспечивается при проектировании и постройке судна и должна выдерживаться в процессе его эксплуатации. Выраженная в долях объемного водоизмещения, она составляет для сухогрузных судов 0,3 – 0,5, для танкеров 0,15 – 0, 25, для пассажирских судов 0,8 – 1,0.

Запас плавучести задается по Правилам Российского морского регистра судоходства (или другого классификационного общества) высотой надводного борта. Она назначается в зависимости от длины судна, длины и высоты надстроек, рубок и других палубных конструкций, не доходящих до бортов судна (комингсов люков и машинных шахт и т. п.), седловатости и ряда других факторов.

Высота надводного борта отмеряется от грузовой (конструктивной) ватерлинии до палубы надводного борта – обычно самой верхней непрерывной палубы, не защищенной от воздействия моря и погоды, которая имеет постоянные средства закрытия всех отверстий на ее открытых частях и ниже которой все отверстия в бортах снабжены постоянными средствами для водонепроницаемого закрытия. Грузовая ватерлиния отвечает осадке судна с полным грузом; при этом расчетная плотность забортной воды обычно принимается 1,025 т/м3. Конструктивная ватерлиния лежит в основе построения теоретического чертежа судна и соответствует полученному расчетом полному водоизмещению судна. Она используется, в частности, при проектировании судов, не предназначенных для перевозки грузов.

Допустимую осадку судна для различных районов и условий плавания определяет грузовая марка – система знаков, наносимых на наружную поверхность бортовой обшивки борт судна вблизи миделя. Палубная линия – горизонтальная линия длиной 300 мм и шириной 25 мм отмечает положение верхней поверхности палубы надводного борта. От верхней кромки палубной линии вертикально вниз откладывается высота назначенного судну надводного борта и наносится горизонтальная линия длиной 450 мм. Эта линия вместе с кругом диаметром 300 мм с центром в середине ее верхней кромки представляет собой знак грузовой марки.

От центра круга на расстоянии 540 мм в сторону носа судна наносятся линии – грузовые марки, отмечающие грузовые ватерлинии судна в различных зонах, районах и в разные сезонные периоды плавания.

На судах, совершающих международные рейсы, наносятся следующие грузовые марки:
Л – летняя грузовая марка;
З – зимняя грузовая марка;
ЗСА – зимняя грузовая марка для Северной Атлантики;
П – грузовая марка для пресной воды;
Т – тропическая грузовая марка;
ТП – тропическая грузовая марка для пресной воды.

Соответствующая грузовая марка не должна быть погружена в воду на протяжении всего времени плавания. Не допускается выход в море судов, высота надводного борта которых меньше установленной для данного сезона, зоны или района плавания.

Правилами Регистра определено следующее деление судов по допущенным для них районам плавания:
суда неограниченного района плавания;
суда ограниченного района плавания I: плавание в морских районах на волнении с максимально допустимой высотой волны 3-процентной обеспеченности 8,5 м (три волны из 100 имеют высоту 8,5 м и более), с удалением от места убежища не более 200 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 400 миль;
суда ограниченного района плавания II: плавание в морских районах на волнении с максимально допустимой высотой волны 3-процентной обеспеченности 7,0 м, с удалением от места убежища не более 100 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 200 миль;
суда ограниченного района плавания III: прибрежное, рейдовое и портовое плавание в границах, установленных Регистром в каждом случае.

Судам, которые были освидетельствованы в соответствии с Правилами Регистра о грузовой марке морских судов, выдается:
международное свидетельство о грузовой марке – каждому судну, подпадающему под действие Международной конвенции о грузовой марке 1966 г.;
свидетельство о грузовой марке соответствующего района плавания – прочим судам.

Остойчивость судна, т. е. его способность возвращаться в положение равновесия после прекращения внешнего воздействия, которым оно было выведено из этого положения, определяется массой и размещением груза и запасов, твердого и жидкого балласта, координатами их центров масс, наличием свободных поверхностей жидких грузов. Для конструктивного обеспечения требуемой остойчивости используется принимаемый на судно постоянный балласт. Для приема жидкого балласта предназначаются отсеки двойного дна, бортовые и подвесные цистерны, диптанки. Балластная система обеспечивает прием, перекачку и удаление с судна жидкого балласта, а также заполнение балластом топливных цистерн, которые используются в качестве балластных после израсходования топлива.

Чтобы избежать появления больших свободных поверхностей, значительно снижающих остойчивость, отсеки для топлива и воды разделяются продольными переборками. Попавшая на палубу вода должна быстро сбегать за борт, иначе она создает большую свободную поверхность и резко ухудшает остойчивость. Для быстрого стока воды служат щелевые шпигаты – просветы между краем борта и листами фальшборта, и вырезы в фальшборте – штормовые портики, площадь которых нормируется Правилами о грузовой марке морских судов.
Остойчивость судна должна удовлетворять ряду критериев.

Критерий погоды связывает опрокидывающий момент с кренящим моментом от давления ветра. Опрокидывающий момент определяется по диаграмме динамической остойчивости с учетом качки. Он представляет собой предельный кренящий момент, который судно может еще выдержать, не опрокидываясь. Его отношение к кренящему моменту от динамического давления ветра (при практически мгновенно налетевшем шквале) должно быть не меньше единицы. Ряд критериев остойчивости связан с элементами диаграммы статической остойчивости. Суда длиной 80 м и более должны иметь максимальное плечо диаграммы статической остойчивости lmax не менее 0, 25 м; длиной более 105 м – не менее 0,2 м (для промежуточных значений определяется интерполяцией). Максимум диаграммы статической остойчивости должен соответствовать углу крена Θmax = 30o, а угол заката диаграммы Θз должен быть не менее 60o.

Критерий начальной метацентрической высоты: исправленная на влияние свободных поверхностей жидких грузов начальная метацентрическая высота всех судов для всех вариантов загрузки (за исключением судна порожнем) должна быть положительной.

Для рыболовных судов, включая судно порожнем, исправленная метацентрическая высота должна быть не менее 0,05 м или 0,03 ширины судна, считая по тому, что больше; для судов длиной менее 20 м – не менее 0,35 м.

В соответствии с Кодексом ИМО по остойчивости судов всех типов, начальная метацентрическая высота при всех вариантах загрузки, за исключением лесовозов и рыболовных судов, должна быть не менее 0,15 м, а для однопалубных рыболовных судов – не менее 0,35 м.

Критерий учета обледенения: если при построении диаграммы статической остойчивости учтена масса льда, то угол заката диаграммы должен быть не менее 55o, а максимальное плечо (только для судов ограниченного района плавания) – не менее 0,2 м при крене не менее 25o.

На каждое судно должна быть выдана Информация об остойчивости, которая содержит:
характеристику выполнения судном критериев остойчивости и указания относительно безопасности судна против опрокидывания;
рекомендации по поддержанию остойчивости судна и другие указания по безопасной эксплуатации;
данные об остойчивости по типовым, заранее предусмотренным случаям загрузки;
пояснения и вспомогательные материалы при возможных в эксплуатации, но не предусмотренных заранее случаях загрузки.

Для рыболовных судов остойчивость определяется по типовым случаям загрузки при следующих вариантах:
а) выход на промысел с полными запасами;
б) возвращение с промысла с полным уловом в трюме и на палубе (в соответствии с проектом судна), с 10% запасов;
в) возвращение с промысла с 20% улова в трюме или на палубе и с 70% нормы льда и соли и 10% запасов;
г) выход из района промысла для передачи улова с полным грузом и с количеством запасов, обеспечивающим осадку судна по грузовую марку.

Дополнительные требования учитывают реальные условия промысла (мокрые сети на палубе, выборка сетей и улова при помощи грузовой стрелы и т. д.).

Непотопляемость судна – это его способность выдерживать частичное нарушение водонепроницаемости корпуса и затопления части внутренних помещений, сохраняя при этом плавучесть и необходимую остойчивость. Она обеспечивается конструктивным ограничением потерь плавучести и остойчивости при повреждении корпуса судна, прежде всего, путем расстановки водонепроницаемых переборок, которые делят пространство внутри корпуса судна на изолированные отсеки.

Общее минимальное число переборок на грузовых судах длиной до 185 м, в зависимости от длины судна и расположения машинного отделения в средней части или в корме, устанавливается Правилами Регистра от 3 до 9.

Расстояние между соседними водонепроницаемыми переборками, как правило, не должно превышать 30 м.

Степень деления судна на отсеки устанавливается в зависимости от района плавания, назначения и размеров судна и числа людей на борту. Общее число отсеков и длина каждого отсека при проектировании судна назначаются, исходя из условия, в соответствии с которым при затоплении установленного для данного типа судна числа отсеков (одного, двух или трех) не должна входить в воду предельная линия погружения, представляющая собой линию пересечения наружной поверхности палубы переборок (до которой доведены поперечные непроницаемые переборки) с наружной поверхностью бортовой обшивки. Конвенция СОЛАС-74 определяет предельную линию погружения как линию, проведенную по борту не ближе 76 мм ниже верхней поверхности палубы переборок.

Правила Регистра требуют, чтобы посадка и остойчивость поврежденного судна были обеспечены при затоплении одного любого отсека, а крупных пассажирских и промысловых судов – при затоплении двух любых смежных отсеков.

Для пассажирских судов длиной 100 м и более требования к посадке и остойчивости поврежденного судна должны выполняться при совместном затоплении трех отсеков: форпика и двух следующих за ним. Если судно отвечает соответствующим требованиям Регистра, то к основному символу класса добавляется знак деления на отсеки, один из следующих:

Двойное дно защищает помещения судна от поступления в них воды при неглубоких повреждениях корпуса. Оно должно простираться, насколько это практически возможно, от таранной до ахтерпиковой переборки и от борта до борта таким образом, чтобы днище судна было защищено до поворота скулы.

Двойное дно может не устраиваться в районе водонепроницаемых отсеков, используемых исключительно для перевозки жидкостей.

Непрерывный вертикальный киль и сплошные флоры (днищевые поперечные балки, нижние части шпангоутных рам) разделяют пространство двойного дна на изолированные отсеки.

При поперечной системе набора двойного дна сплошные флоры должны быть установлены на каждом шпангоуте:
в машинном и котельном отделениях;
в носовой оконечности в районе 0,25 длины L между перпендикулярами от носового перпендикуляра;
в трюмах, предназначенных для перевозки тяжелых грузов и руды, а также в тех случаях, когда в трюме предусмотрена автоматическая работа грейферами;
на судах, которые во время отлива при стоянке в порту могут оказаться на грунте.

В прочих районах, а также при продольной системе набора установка сплошных флоров осуществляется на расстоянии друг от друга 0,02L или 3,75 м, в зависимости от того, что больше.
В вертикальном киле на протяжении 0,75L от носового перпендикуляра не допускаются вырезы.

Водонепроницаемые переборки не должны резаться никакими конструкциями (промежуточными палубами, их набором), а, наоборот, все промежуточные палубы пристыковываются к ним. Водонепроницаемые переборки пристыковываются к сплошной палубе – палубе переборок.

Каждая поперечная или продольная водонепроницаемая переборка деления на отсеки должна иметь такую конструкцию, чтобы. сохраняя запас прочности, выдерживать давление наибольшего возможного столба воды в отсеке до предельной линии погружения.

Количество отверстий в водонепроницаемых переборках должно быть минимальным, насколько это допускает конструкция судна и условия его нормальной эксплуатации.

Двери в водонепроницаемых переборках должны быть изготовлены из стали и выдерживать напор вод не менее 5 м.
Установка дверей запрещается:
в таранной переборке ниже палубы переборок на судах, в символе класса которых указан знак деления на отсеки, и ниже палубы надводного борта – на остальных судах;
как правило, в переборках деления судна на отсеки, отделяющих одно грузовое помещение от другого.

В машинном отделении, кроме дверей ведущих в туннели гребных валов, в каждой переборке деления судна на отсеки может быть устроено не более одной двери.

Двери в переборках деления судна на отсеки должны быть скользящего типа с вертикальным и горизонтальным движением и управляться как вручную, так и автоматически – с ходового мостика. Визуальные индикаторы должны указывать, открыты или закрыты двери; перед закрыванием двери подается визуальный или звуковой предупредительный сигнал.

Число проходов трубопроводов через водонепроницаемые переборки должно быть минимальным. Прокладка трубопроводов через водонепроницаемые переборки должна выполняться с использованием стаканов, приварышей или других соединений, обеспечивающих водонепроницаемость конструкции.

Требования к остойчивости поврежденного судна установлены Российским морским регистром судоходства для случаев получения пробоин и затопления отсеков. Число затапливаемых отсеков принимается для рыболовных судов длиной 100 м и более – 1; для плавбаз – 1, а длиной более 160 м – 2; для сухогрузных судов: при длине 120 м и более – при повреждении в любом месте между переборками деления судна на отсеки; при длине от 100 до 120 м – то же. кроме машинного отделения, расположенного в корме.

При указанных повреждениях начальная метацентрическая высота судна для ненакрененного положения до принятия мер по ее увеличению должна быть не менее 0,05 м;
угол крена при несимметричном затоплении не должен превышать:
20o – до принятия мер по спрямлению и срабатыванию перетоков, обеспечивающих перепуск воды из одного отсека в другой;
12o– после принятия мер по спрямлению и после срабатывания перетоков.

Аварийная ватерлиния до, в процессе и после спрямления должна проходить по крайней мере на 0,3 м или 0,1+(L1 – 10) : 150 м (где L1 – длина судна от передней кромки форштевня до оси баллера руля) – в зависимости от того, что меньше, — ниже отверстий в переборках, палубах и бортах, через которые возможно дальнейшее распространение воды по судну (воздушные и вентиляционные трубы, вырезы, закрываемые непроницаемыми дверями и крышками).

Для откачки воды из затопленных отсеков предусматривается осушительная система, в которой должно применяться не менее двух насосов, соединенных с осушительной магистралью. Один из этих насосов может приводиться в действие главным механизмом.

Источник

НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ И ЖИВУЧЕСТЬ СУДОВ КОНСТРУКТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ СУДОВ.

Непотопляемостью называется способность судна при нарушении водонепроницаемости корпуса и затоплении части отсеков оставаться на плаву, имея при этом посадку и остойчивость, обеспечивающие минимум управляемости судна.

Цель конструктивного обеспечения непотопляемости – придание судну при постройке таких качеств и снабжение его такими техническими средствами, которые обеспечивают заданный уровень непотопляемости и возможность борьбы за живучесть судна.

Мероприятия по конструктивному обеспечению непотопляемости судна подразделяются на три группы:

— придание судну достаточных запасов плавучести, остойчивости и прочности;

— конструктивное ограничение потерь запаса плавучести и остойчивости при повреждении судна;

— конструктивное и материально-техническое обеспечение борьбы за живучесть судна.

Мероприятия первой группы обеспечивают непотопляемость неповрежденного судна.

Мероприятия второй группы направлены на обеспечение характеристик посадки и остойчивости, при которых судно управляемо, а именно:

— разделение судна поперечными и продольными переборками, палубами и платформами на водонепроницаемые отсеки;

— конструктивное обеспечение водонепроницаемости переборок, палуб, платформ и наружной обшивки, ограничивающих отсеки.

Мероприятия третьей группы – создание сети судовых систем, которые используются в борьбе за непотопляемость.

Надводная непроницаемая часть корпуса судна обеспечивает его плавучесть при увеличении осадки, что может быть следствием приема дополнительного груза и (или) затопления отсеков. Количество груза или воды, которое судно может принять сверх того, что уже находится на судне, называется запасом плавучести. Мерой запаса плавучести служит объем надводной непроницаемой части корпуса судна, который зависит от высоты надводного борта. Если скорость затопления отсека ограничена, а осушительная система работает эффективно, то запас плавучести становится определяющим фактором борьбы за непотопляемость.

Запасы плавучести судов различного назначения неодинаковы:

80 – 100 % объемного водоизмещения у пассажирских судов и ледоколов;

25 – 30 % объемного водоизмещения у грузовых судов;

100 – 150 % объемного водоизмещения у военных надводных кораблей;

15 – 40 % объемного водоизмещения у подводных лодок.

При наличии седловатости верхней палубы или палубы бака весь запас плавучести не используется полностью, так как главная палуба не должна входить в воду.

В качестве меры аварийной плавучести можно также использовать минимальное расстояние от аварийной ватерлинии до палубы переборок при отсутствии крена или до опасного отверстия (вне района затопления) в зависимости от того, что меньше.

Всякое нарушение непроницаемости (открытые иллюминаторы, незадраенные люки и т.п.) снижает запас плавучести (имеется в виду скорость уменьшения этого запаса при заливаемости). Высокий надводный борт препятствует заливаемости и улучшает остойчивость при больших углах наклонения. При повреждении корпуса судна ниже действующей ватерлинии уменьшение запаса плавучести часто сопровождается большими наклонениями. Это может повлечь за собой увеличение сопротивления формы, выход винтов и руля из воды (при дифференте на нос).

Возможно также ухудшение остойчивости, вплоть до опрокидывания судна. Остойчивость – способность судна возвращаться в положение равновесия, если судно было выведено из него внешними силами. Судно должно быть спроектировано и построено так, чтобы пара сил, приложенных в центре тяжести (сила веса ) и центре величины (сила плавучести), создавала восстанавливающий момент.

Плечо восстанавливающего момента называется плечом статической остойчивости.

Остойчивость разделяют на остойчивость веса и остойчивость формы. Остойчивость веса зависит от исходной посадки судна и распределения грузов по высоте (от исходного положения центра тяжести и центра величины). Остойчивость формы обусловлена перемещением центра величины при наклонении судна.

Различают продольную и поперечную остойчивость, а в зависимости от величины наклонения – начальную остойчивость и остойчивость на больших наклонениях. Обычно минимальной является поперечная остойчивость. Характеристикой ее является диаграмма статической остойчивости – зависимость поперечного восстанавливающего момента от угла крена .

Основные характеристики диаграммы:

— коэффициент поперечной начальной остойчивости , который служит мерой поперечной начальной остойчивости;

— максимальный поперечный восстанавливающий момент , определяющий предельную величину статически приложенного кренящего момента – запас статической остойчивости судна;

— угол крена , соответствующий максимуму восстанавливающего момента; с приближением статического крена к этой величине возникает непосредственная угроза опрокидывания судна;

— угол заката диаграммы (протяженность положительной части диаграммы при положительной начальной остойчивости);

— площадь, ограниченная положительным участком диаграммы и осью углов крена – запас динамической остойчивости судна.

Перечисленные меры остойчивости, имеющие размерность момента, являются абсолютными. Они позволяют оценить остойчивость данного судна в различных условиях.

При проектировании удобнее пользоваться относительными мерами, имеющими размерность длины:

— поперечное плечо статической остойчивости ;

— поперечная начальная метацентрическая высота ;

— максимальное плечо поперечной статической остойчивости ;

— максимальное плечо поперечной динамической остойчивости .

Равенство относительных мер остойчивости у разных судов характеризует их одинаковую сопротивляемость действию внешних кренящих моментов.

Остойчивость судна регламентируется правилами классификационных обществ.

По формальным соображениям прочность не относят к мореходным качествам судна, однако фактически непотопляемость существенно зависит от его прочности.

Возможное уменьшение общей прочности при повреждении судна практически ничем не компенсируется, так что общая прочность может быть обеспечена только более благоприятными внешними условиями (меньшей балльностью волнения, более благоприятными курсами относительно волнения и т.п.).

Общая продольная прочность рассчитывается на действие статического и динамического изгибающих моментов. Первый определяется статической постановкой на расчетную волну заданных параметров, второй учитывает динамические нагрузки при ходе судна против волн. Общая прочность считается обеспеченной, если предельный изгибающий момент , при котором наиболее удаленные от нейтральной оси связи корпуса нагружены до предела текучести, превышает расчетный изгибающий момент . Отношение называется коэффициентом запаса прочности.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СУДНА НА ОТСЕКИ.

Эффективность деления корпуса судна на отсеки зависит от их размеров и расположения. Критерий рациональности такого разделения с точки зрения обеспечения непотопляемости – те изменения посадки, плавучести и остойчивости судна, к которым приводит затопление отсеков при различных вариантах повреждений.

Казалось бы, деление судна на большое количество малых отсеков наиболее безопасно. Однако увеличение числа отсеков ведет к увеличению массы судна, усложнению его конструкции и эксплуатации. Это неэффективно для военных кораблей, пассажирских и служебно-вспомогательных судов, а для грузовых судов просто неприемлемо.

При прочих равных условиях гибель судна от опрокидывания в результате потери поперечной остойчивости более опасна, чем гибель от потери плавучести с ограниченным креном и дифферентом.

Для военных кораблей одно из важнейших требований к делению на отсеки – обеспечение сохранения кораблем остойчивости при повреждениях до полного израсходования запаса плавучести. Вопрос рационального размещения поперечных переборок исследовал И.Г.Бубнов (1901). Он свел эту задачу к отысканию эквивалентного распределения, при котором затопление любого из отсеков вызывает одно и то же углубление носа или кормы (что больше). Наглядное изображение зависимости длины эквивалентного отсека от его положения по длине корабля – кривая эквивалентных длин отсеков, ординаты которой посредине длины каждого отсека равны самой его длине.

Для гражданских судов расположение переборок регламентируется правилами классификационных обществ. РС признает судно удовлетворяющим требованиям к посадке поврежденного судна, если оно разделено поперечными переборками так, что после аварийного затопления аварийная ватерлиния проходит ниже предельной линии погружения, которая проводится касательно к линии пересечения наружных поверхностей палубы переборок и борта судна. Предельная линия погружения в районе повреждения может входить в воду, но при этом все опасные отверстия вне района затопления должны находиться выше аварийной ватерлинии (не менее чем на 0.3 м).

С помощью предельной линии погружения строят кривую предельных длин затоплений. Ординаты этой кривой для любой точки по длине судна определяют максимальную длину условного отсека с серединой в данной точке, от затопления которого судно садится по ватерлинию, касательную к предельной линии погружения. Координаты зависят от коэффициента проницаемости отсека.

По правилам РС за расчетную принимается предельная длина затопления для коэффициента проницаемости 0.8 при исходной посадке без дифферента по грузовую ватерлинию деления судна на отсеки (при минимально допустимой высоте борта). Длина водонепроницаемого отсека (группы отсеков) не должна превышать значение предельной длины.

КАТЕГОРИИ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРОНИЦАЕМОСТИ ОТСЕКОВ.

В зависимости от характера затопления отсеки подразделяются на категории (три основные и две дополнительные)

первая категория – отсеки, затопленные полностью (закрытые сверху и не сообщающиеся с забортной водой, а также глубоко расположенные, заполненные полностью и сообщающиеся с забортной водой) (а);

вторая категория – частично затопленные отсеки, не имеющие сообщения с забортной водой (б);

третья категория – частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой и атмосферой (открытые сверху) (в);

четвертая категория – частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой, но не сообщающиеся с атмосферой (закрытые сверху) (г);

пятая категория – отсеки, затопленные (частично) по кромку пробоины или открытого забортного отверстия (д).

Коэффициентом проницаемости отсека называют отношение объема воды , фактически влившейся в отсек, к теоретическому объему

.

Принимают такие значения коэффициентов проницаемости:

— для помещений, занятых механизмами, электростанциями, технологическим оборудованием на промысловых и рыболовных судах и судах специального назначения – 0.85;

— для помещений непассажирских судов, занятых грузами или запасами, а также предназначенных для перевозки жидких грузов или запасов и для помещений пассажирских судов, занятых запасами – 0.60;

— для помещений, обычно не занятых значительным количеством грузов или запасов; для помещений, загруженных порожней колесной техникой или другими грузами, имеющими высокую проницаемость, а также для жилых помещений – 0.95;

— для пустых цистерн и цистерн, предназначенных только для балластировки забортной водой – 0.98;

— для грузовых помещений накатных судов – 0.8.

Коэффициент проницаемости помещений, предназначенных для перевозки грузов на пассажирском судне, определяется в зависимости от осадки перед повреждением, но не более 0.95 и не менее 0.60.

При расчете проницаемости грузовых помещений, включая рефрижераторные, коэффициент проницаемости груза принимается равным 0.60, а коэффициент проницаемости груза в контейнерах, трейлерах, роллтрейлерах и грузовиках – 0.71.

Значения коэффициента проницаемости, меньшие указанных, принимаются только по результатам расчетов, одобренных классификационным обществом.

По аналогии определяют коэффициент проницаемости поверхности как отношение площади свободной поверхности жидкости в затопленном отсеке к теоретической площади сечения отсека действующей ватерлинии, которая называется потерянной площадью ватерлинии.

.

Коэффициенты проницаемости поверхностей, на которые умножают потерянные площади ватерлиний, а также их статические моменты и моменты инерции, принимают те же, что и для объемов.

ДВА СПОСОБА РАСЧЕТА НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ.

Если в подводной части судна некоторый объем заполнен забортной водой, то в центре величины этого объема приложены две взаимно уравновешивающиеся силы веса и плавучести, равные . Одинаково правильно эти силы либо одновременно учесть, либо отбросить. Тогда определить посадку и остойчивость судна после затопления одного или нескольких отсеков можно двумя методами.

Метод постоянного водоизмещения (метод исключения) – затопленный отсек исключается из погруженного объема судна, а влившаяся вода не включается в нагрузку.

Действующие и потерянные элементы объема судна.

Действующим объемом принято называть ту часть погруженного объема судна, которая формируется в результате исключения из погруженного объема судна подводных объемов затопленных отсеков.

При затоплении отсеков 3 категории из непроницаемого объема судна исключаются их полные объемы, лежащие по обе стороны ватерлинии. В результате изменяется исама ватерлиния, разделяющая эти объемы.

В случае затопления отсека 3категории действующий объем и координаты его ЦВ (при ) определяют по формулам

(*)

где — элементы всего погруженного объема судна;

— элементы затопленного отсека при той же посадке.

Для действующей площади ватерлинии , координат ее ЦТ и ее центральных моментов инерции относительно продольной и поперечной осей получены выражения

(**)

где — элементы всей площади ватерлинии;

— элементы свободной поверхности воды в отсеке по ту же ватерлинию.

Формулы (*) используют для случая затопления отсеков 1 категории, а для отсеков 2 категории в формулах (**) принимают

Исключенные объемы или их части, расположенные ниже ватерлинии неповрежденного судна, называют потерянными объемами. Используются также понятия о потерянной площади ватерлинии , координатах ее ЦТ и о потерянных моментах инерции ватерлинии .

Понятие об эквивалентном отсеке.

В расчетах непотопляемости группу затопленных отсеков удобно заменять условным единичным отсеком, затопление которого вызывает такие же изменения посадки и остойчивости судна, как и затопление всей рассматриваемой группы. Такой единичный отсек носит название эквивалентного отсека, а его объем и статические моменты этого объема определяются выражениями

где знаками обозначено суммирование по отсекам первых трех категорий.

По методу исключения подсчитывают элементы потерянной площади ватерлинии

где — суммирование только по отсекам 3 категории, — по отсекам 2и 3категорий

Расчет непотопляемости судна в первом приближении.

Целью расчетов является определение посадки и остойчивости поврежденного судна. Определение посадки состоит в решении уравнений равновесия поврежденного судна относительно неизвестных параметров посадки . Остойчивость определяется либо в ходе решения этих уравнений, либо отдельно, после их решения.

Для упрощения общую пространственную задачу наклонения судна разделяют на три:

— вертикальную, состоящую в определении осадки при ЦТ действующей площади ватерлинии поврежденного судна;

— продольную плоскую, состоящую в определении при и ;

— поперечную плоскую, состоящую в определении при и .

Вторую и третью задачи решают с учетом изменений остойчивости, вызванных затоплением при .

Расчет в первом приближении выполняют в предположении полной независимости параметров . и при линеаризации всех трех уравнений равновесия. Это возможно при следующих допущениях:

— до повреждения судно не имело крена и дифферента;

— углы крена и дифферента, вызванные затоплением отсеков, малы;

— главными плоскостями наклонений остаются продольная и поперечная плоскости судна;

— в пределах рассматриваемых изменений посадки судно прямобортно, затопленные отсеки прямостенны и имеют постоянные коэффициенты проницаемости;

— категории всех затопленных отсеков не меняются с изменением посадки судна.

Используется метод исключения, поэтому метацентрические высоты поврежденного судна относятся к водоизмещению неповрежденного судна и меняются пропорционально коэффициенту остойчивости.

ИЗМЕНЕНИЕ ПОСАДКИ, ЗАПАСА ПЛАВУЧЕСТИ И ОСТОЙЧИВОСТИ ОТ ЗАТОПЛЕНИЯ ОТСЕКОВ.

Рассмотрим сначала изменение запаса плавучести и остойчивости от затопления отсеков. В любом случае затопления отсеков запас плавучести уменьшается на величину объема влившейся внутрь судна воды. Кроме этого уменьшения возможна дополнительная потеря запаса плавучести, если в результате аварии произошло нарушение водонепроницаемости части надводного объема судна.

Например, затопление отсека Ш категории – отсека, открытого сверху и сообщающегося с забортной водой, приводит к потере запаса плавучести в объеме надводной части этого отсека, поскольку при последующих изменениях посадки этот объем заполняется водой по забортный уровень.

Всякое нарушение водонепроницаемости палуб, ограничивающих отсек сверху, в случае затопления ведет к потере запаса плавучести даже в тех случаях, когда лежащие выше поврежденных палуб отсеки при данном затоплении не затапливаются. К потерям запаса плавучести ведут всякие нарушения непроницаемости надводного борта, так как при изменении посадки могут быть затоплены объемы внутри судна. Потерю запаса плавучести в этом случае принимают равной полному объему отсека.

Для ограничения потерь запаса плавучести необходимо проводить разделение корпуса на водонепроницаемые отсеки не только в подводной, но и в надводной части корпуса, а так же обеспечить водонепроницаемость палуб, накрывающих отсеки.

Деление надводной и подводной частей корпуса судна на отсеки должно быть согласовано. Свидетельством тому является анализ изменения остойчивости судна при повреждениях. Из теории непотопляемости известно, что затопление отсека целиком ведет к увеличению начальной остойчивости судна, и в большинстве случаев, к увеличению остойчивости при больших углах наклонения. Остойчивость веса при этом увеличивается, т.к. ЦВ влившейся в отсек воды лежит ниже ЦВ дополнительно входящего в воду объема судна. ЦВ влившегося объема воды в отсек 1 категории (полностью затопленный отсек) совпадает с ЦТ этого объема воды. Следовательно, аппликата ЦТ судна понижается, что ведет к увеличению остойчивости. Начальная остойчивость формы также растет с увеличением осадки, если судно имеет развал бортов.

Частично затопленные отсеки, не сообщающиеся с забортной водой (2 категория) могут быть как выше, так и ниже действующей ватерлинии.

Если отсек 2 категории в случае аварии находится выше ватерлинии, остойчивость веса уменьшается. Кроме того, во всех случаях остойчивость уменьшается из-за наличия свободной поверхности.

Если отсек 3 категории симметричен относительно ДП судна, а по длине расположен в районе ЦТ площади ватерлинии, то затопления отсека окажет такое же влияние на начальную остойчивость, как аналогичное затопление по типу 2 категории.

Т.о. если исключить влияние на остойчивость крена и дифферента, то наибольшую опасность для остойчивости представляет затопление высоко расположенных объемов 2 и 3 категории, характерное в случаях повреждений палуб, накрывающих затапливаемые отсеки (т.е. в случае нарушения их водонепроницаемости). Поэтому опасным является скопление воды, налитой при тушении пожара или при повреждении трубопроводов судна.

Рассмотрим теперь изменение крена и дифферента от затопления отсеков и их влияние на остойчивость поврежденного судна. В результате повреждения, не вызвавшего гибели судна меняется его посадка. Увеличивается осадка, в общем случае судно получает крен и дифферент, которые ухудшают ходовые и маневренные характеристики судна и особенно опасны для остойчивости судна в случае ухода под воду поврежденных частей надводного борта и палубы, ограничивающей отсек. У судна плавающего с креном, резко уменьшаются все характеристики запаса остойчивости. Максимальный восстанавливающий момент такого судна значительно меньше аналогичного для судна, сидящего на ровный киль. Еще резче сокращается запас динамической остойчивости. Уменьшение запаса остойчивости с увеличением крена особенно опасно для низкобортных судов.

В некоторых случаях оказывается целесообразно соединять отсеки противоположных бортов системой перетока (автоматической противокреновой системой), исключающей возможность несимметричного затопления (или уменьшающей эту несимметричность). Однако при частичном затоплении бортовых отсеков резко возрастает потеря поперечной остойчивости, обусловленная влиянием свободной поверхности в них. Поэтому АПС оборудуются лишь низко расположенные и симметричные относительно ДП отсеки, как правило не предназначенные для перевозки жидких грузов. Как исключение системы перетока со специальными клинкетами или другими запорными устройствами применяются для отсеков с жидкими грузами.

Дадим общую оценку изменений посадки и остойчивости судна от затопления отсеков различных категорий.

Если поврежденное судно не получает большего дифферента, то затопление отсека 1 категории через пробоину увеличивает начальную остойчивость судна. К такому же результату приводит намеренное затопление отсека 1 категории в подводной части судна.

Влияние на начальную остойчивость судна затопления отсека 2 категории зависит не только от положения по высоте, но и от размеров и формы свободной поверхности воды в нем. Затопление отсеков 2 категории, расположенных выше ватерлинии, всегда уменьшает поперечную начальную остойчивость судна, особенно при затоплении отсеков с большими свободными поверхностями. Потеря остойчивости возрастает, если затоплены несколько ярусов отсеков.

Затопление отсека 3 категории ведет к увеличению остойчивости веса. Начальная остойчивость формы уменьшается, но ее изменения зависят от многих факторов: площади свободных поверхностей воды в отсеках, расположение их по длине, ширине и высоте судна. Несимметричность отсеков 3 категории относительно ДП увеличивает потери поперечной остойчивости, а затопление отсеков 3 категории в оконечностях судна увеличивают потери продольной остойчивости.

ТРЕБОВАНИЯ К НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ СУДНА И ЕЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

Требования к непотопляемости морских гражданских судов и судов обеспечения ВМФ определяются правилами классификации и постройки морских судов РС. Эти требования, именуемые требованиями к делению судна на отсеки, строятся на вероятностной основе. При этом вероятность сохранения судна после получения пробоины, характеризуемая индексом деления , должна быть не ниже величины, характеризуемой требуемым индексом деления , т.е. . Величина определяется длиной судна, его назначением и числом перевозимых людей

Индекс определяется суммированием по всем отсекам вероятностей затопления отсека (группы отсеков) , умноженных на вероятность сохранения судна при повреждениях , т.е.

Вероятность зависит от положения отсека по длине судна и его протяженности. При этом определяет влияние положения отсека с учетом закона распределения положения пробоины по длине судна, – влияние длины отсека с учетом закона распределения длины пробоины. Величина условно учитывает влияние аварийной остойчивости на вероятность , – закон распределения осадки и коэффициента проницаемости для грузовых трюмов. Способы вычисления и приведены в Правилах.

Правила устанавливают также требования к остойчивости поврежденного судна, а именно:

— начальная поперечная метацентрическая высота в конечной стадии затопления до принятия мер по ее восстановлению должна быть не менее 0,05 м;

— диаграмма статической остойчивости должна иметь достаточную площадь, участка с положительными плечами остойчивости (максимальное плечо в конечной стадии затопления или после спрямления – не менее 0,1 м, протяженность части диаграммы с положительными плечами – не менее 30˚при симметричном затоплении и не менее 20˚ при несимметричном).

Ограничения по углу крена при несимметричном затоплении: не более 15˚ для пассажирских судов; 20˚ для непассажирских и 25˚ для нефтеналивных судов, химовозов, газовозов при затоплении 2 или более отсеков (до принятия мер по спрямлению).

После принятия мер по спрямлению углы крена не должны превышать 7˚ для пассажирских судов при затоплении одного любого отсека, 12˚ – двух или более отсеков для любых судов, кроме нефтеналивных, химовозов и газовозов, и не более 17˚ для последних. Время спрямления для пассажирского судна – не более 10 мин.

Конструктивное обеспечение непотопляемости эффективно даже тогда, когда после получения судном повреждений не принимаются меры по его спасению, т.е. не ведется борьба за непотопляемость судна. Активная борьба личного состава за непотопляемость требует конструктивного и материально-технического обеспечения борьбы за непотопляемость.

К числу конструктивных мер по обеспечению корабля средствами борьбы за непотопляемость относятся:

— создание систем: креновой, дифферентной, водоотливной, осушительной, перекачки системных жидкостей, затопления, спускной и перепускной и т.д.

— оборудование командных пунктов и служебных постов судна необходимыми приборами: системой трюмной сигнализации, кренометрами, дифферентометрами, осадкомерами, средствами связи.

К мерам материально-технического обеспечения борьбы за непотопляемость относятся снабжение судна переносными водоотливными средствами, а также аварийно-спасательным имуществом и материалами для борьбы с водой.

Водоотливная система является техническим средством борьбы с поступлением воды в отсеки корабля при повреждениях. Первоочередное назначение ее в борьбе за непотопляемость – борьба с распространением воды за пределы непосредственно поврежденных отсеков, т.е. откачка фильтрационной воды и восстановление плавучести путем откачки воды из поврежденного отсека после временной заделки пробоины корабельными средствами. Совершенство водоотливной системы определяется не только ее общей производительностью, но и рациональной схемой размещения водоотливных средств. Важным качеством системы является возможность дистанционного автоматического управления водоотливными средствами и обслуживающими их системами спуска и перепуска.

Аналогично роль играют и переносные водоотливные средства, входящие в состав аварийно-спасательного имущества. Эти средства служат резервом на случай выхода из строя отдельных элементов стационарной водоотливной системы или на случай необходимости дополнительной концентрации водоотливных средств на наиболее ответственных участках. Временные заделки пробоин не полностью устраняют водотечность поэтому исключительно важна роль водоотливных средств для поддержания плавучести и остойчивости поврежденного судна после стабилизации его состояния. Часто плавучесть и остойчивость спасенного судна обеспечиваются только за счет непрерывной работы водоотливных средств. В связи с этим большое значение имеет резервирование водоотливных средств, т.к. выход из строя части из них создает прямую угрозу гибели судна от потери плавучести или остойчивости. Работа водоотливных средств по борьбе с фильтрацией может часто иметь целью не только поддержку плавучести и остойчивости, но одновременно и обеспечение прочности поврежденного судна.

Большое значение для обеспечения борьбы за непотопляемость имеет также другие судовые системы: перепускная, спускная, балластная, креновая, дифферентная, система перетока, осушительная, пожарная, топливная и т.д.

Главное назначение перепускной системы – обеспечение стока воды к водоотливным средствам из отсеков, в которых этих средств нет. Назначение спускной системы – слив воды из верхних помещений в междудонные отсеки или трюмы к водоотливным средствам; это очень важно для сохранения судном остойчивости при попадании большого количества воды на высоко расположенные палубы и платформы.

Система балластировки служит для быстрого приема воды в низко расположенные (междудонные) отсеки в целях восстановления остойчивости и спрямления поврежденного корабля. Эта же система может применяться для увеличения остойчивости поврежденного судна путем приема воды в пустые топливные цистерны (система замещения топлива водой).

Осушительная система служит для устранения свободных поверхностей воды в отсеках. Она предназначена для удаления малых масс воды с судна.

Креновую и дифферентную системы создают на больших судах. Эти системы включают выделенные креновые и дифферентующие отсеки. На малых судах для создания спрямляющих моментов используют отсеки, занятые в эксплуатационных условиях второстепенным оборудованием (кладовые, мастерские) или свободные от жидких грузов и топлива цистерны для спрямления судна может быть использована перекачка топлива с использованием топливной системы. Используется также автоматическая противокренная система, обеспечивающая переток воды из поврежденных отсеков одного борта в симметрично расположенные отсеки другого борта.

Дата добавления: 2021-03-18 ; просмотров: 203 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник