.

Изменение координат Ц.Т. судна при перемещении грузов

Вычисление координат Ц.Т. судна при перемещении груза основывается на применении известной в теоретической механике теоремы: если в системе, состоящей из нескольких тел, одно из тел переместится в каком-либо направлении, то и Ц.Т. всей системы переместится в том же направлении параллельно перемещению Ц.Т. этого тела. При этом величина перемещения Ц.Т. системы составит такую часть от перемещения Ц.Т. тела, какую вес тела составляет от веса всей системы.

[contents

Перемещение тела в произвольном направлении можно заменить тремя последовательными перемещениями параллельно выбранным главным осям. Таким образом, общий случай переноса груза на судне можно заменить тремя частными случаями, а именно: перемещениями по вертикали и перемещениями по горизонтали вдоль и поперек судна.

Перемещение груза по вертикали

Предположим, что груз весом Р перемещен по вертикали из трюма на палубу. Водоизмещение судна D при этом не изменится, но центр тяжести судна переместится по вертикали в сторону перемещения груза из точки G в точку G1.

[caption id="attachment_18282" align="aligncenter" width="430"Ц.Т. судна Рис. 1[/caption

Применительно к рассматриваемому случаю вертикального перемещения груза приведенная выше теорема позволяет записать:

GG1ιz=PD      откуда      GG1=PιzD                    (1)

  • где ιz — расстояние, на которое переместился Ц.Т. груза Р в вертикальном направлении.

Для определения нового положения Ц.Т. судна, т.е. аппликаты ZG1 точки G1, воспользуемся выражением (1) и подставим вместо отрезка GG1 его значение. Тогда получим:

ZG1=ZG+GG1=SG+PD·ιz                    (2)

Если вместо одного груза по вертикали перемещается несколько грузов Р1, Р2, … , Pn, то Ц.Т. судна переместится на расстояние:

GG1=P1·ιz1+P2·ιz2+.....+Pn·ι zn,D

  • где lZ1, lZ2 , ….., IZn — расстояния, на которые перемещены грузы P1, Р2, … , Pn в вертикальном направлении (с соответствующими знаками перед плечами lz: если груз перемещается снизу вверх, плечо берется с плюсом, если сверху вниз — с минусом).

Аппликата нового положения Ц.Т. судна определится из уравнения:

ZG1=ZG+P1·ιz1+P2·ιz2+.......+Pn·ι znD.

Перемещение груза по горизонтали поперек судна

Пусть груз весом P перемещается по горизонтали поперек судна из точки А в точку В на расстояние lу. Перемещение производится параллельно начальной ватерлинии ВЛ, т. е. параллельно оси ОУ. Заметим, что такой перенос груза можно представить как снятие груза в точке А и прием такого же груза в точке В. Если приложить к судну в этих точках две равные, но противоположные верти­кальные силы, то образуется пара сил на плече lу, момент которой, вызовет крен судна. Таким образом, горизонтальное перемещение груза поперек судна вызовет поперечное наклонение — крен, и ватерлиния займет новое положение В1Л1, т. е. изменится посадка судна. При перемещении груза поперек судна в горизонтальном направлении Ц.Т. судна, расположенный в точке G, переместится в том же направлении.

[caption id="attachment_18283" align="aligncenter" width="430"Перемещение груза Рис. 2[/caption

Расстояние, на которое перемещается Ц.Т. судна, по аналогии с предыдущим случаем, определяется выражением:

GG1=P·ιyD,

где lу – расстояние, на которое переместился Ц.Т. груза в горизонтальном направлении поперек судна. Тогда координата нового центра тяжести судна при поперечном перемещении груза определяется по формуле:

YG1=YG+GG1=YG+PD·ιy,

В случае переноса нескольких грузов P, P2, …, Pn расстояние, на которое переместится Ц.Т. судна может быть найдено с помощью формулы:

GG1=P1·ιy1+P2·ιy2+......+Pn·ι ynD,

  • где lу1, lу2, …, lуn – расстояния, на которые были перемещены грузы Р1, Р2, …, Рn (с соответствующими знаками перед плечами lу: при перемещении груза слева направо, плечо берется с плюсом, при перемещении справа налево – с минусом).

Перемещение груза по горизонтали вдоль судна

Допустим, что груз Р перемещен по горизонтали вдоль судна из точки А в точку В на расстояние lх . Как в предыдущем случае, такой перенос груза можно представить как снятие груза в точке А и прием такого – же груза в точке В. Прикладывая к судну в точках А и В две равные, но противоположно направленные вертикальные силы, видим, что продольный перенос груза приводит к образованию пары сил на плече lх. Момент этой пары сил вызывает дифферент судна, вследствие чего первоначальная ватерлиния ВЛ занимает новое положение В1Л1. При перемещении груза Ц.Т. судна переместится из точки G в точку G1 по горизонтали параллельно направлению перемещения груза Р.

[caption id="attachment_18284" align="aligncenter" width="630"Груз Рис. 3[/caption

Применяя описанную выше методику, можно определить величину этого перемещения:

GG1=P·ιxD,

Где lх расстояние, на которое перемещён Ц.Т. груза в горизонтальном направлении вдоль судна. Абсцисса Ц.Т. судна в его новом положении будет:

XG1=XG+GG1=XG+PD·ιx,

Если на судне перемещается несколько грузов и на разное расстояние, то перемещение Ц.Т. судна будет:

GG1=P1·ιx1+P2·ιx2+.......+Pn·ιx n,D

Тогда абсцисса нового положения Ц.Т. судна будет:

XG1=ZG+P1·ιx1+P2·ιx2+.......+Pn·ιxn.D

Чертеж размещения грузов и определение координат центра тяжести отдельных грузов

Для расчетов дифферента и остойчивости груженного судна, необходимо знать положение Ц.Т. каждой партии груза от миделя — хi и от киля — Zi Ц.Т. определяется как центр объема партии груза.

Задача легко решается при помощи масштабного чертежа судна, где одновременно указывается размещение груза по партиям, по отсекам.

Чертится судно по ДП с масштабом по горизонтали 1:200 , по вертикали 1:100 на миллиметровой бумаге. Все грузовые помещения разбиты на клетки размером 5 х 5 мм. Число клеток по каждому грузовому помещению (ni) подсчитывается отдельно.

[caption id="attachment_18285" align="aligncenter" width="630"Размещение грузов Рис. 4[/caption

Определяем объемный масштаб клетки, т. е. грузовместимость, приходящуюся на одну клетку:

MTP(TB)=WTP(TB)NTP(TB)(m3/кл),

  • где W – объем отсека, N – количество клеток.

Зная масштабный объем клеток М и объем, занимаемый грузом, определяем число клеток, приходящихся на каждый груз:

NКЛ=WГРМТР(ТВ),

  • где Wгр – объем груза.

Все элементы вносим в таблицу:

Размещение грузов
Наименование
помещения
N
тр/тв
W
тр/тв
M
тр/тв
рельсыхлопок
Wгр
3)
Nгр
(кл)
Wгр
3)
Nгр
(кл)
и т. д.
Трюм № 1
…………….
Твиндек №1
и т.д.

 
На основании составленной таблицы делаем чертеж размещения грузов:

[caption id="attachment_18286" align="aligncenter" width="430"Груз на судне Рис. 5[/caption

На схеме каждый груз закрашивается отдельно, по количеству занимаемых клеток. Наметив Ц.Т. грузов и запасов, измеряют их удаление от миделя и киля на чертеже, умножают на масштаб и получают значения Xi и Zi (в метрах) и записывают в сводную таблицу нагрузки масс судна.

Ниже на рисунке 6 приведен пример такого чертежа (грузового плана), составленного на миллиметровой бумаге.

[caption id="attachment_18287" align="aligncenter" width="630"Грузовой план Рис. 6[/caption

Предлагается к прочтению:
Плавучесть судна
Теоретический чертеж и координатные плоскости оси